第三章 基本气象要素

中国民航大学 空管学院
Page 12
2、绝热变化总结
绝热变化过程有两种情况 （1）干绝热过程
（2）湿绝热过程
中国民航大学 空管学院
Page 13
（1）干绝热过程
在绝热过程中，如果气块内部没有 水相的变化，叫干绝热过程（ 即干 空气或未饱和空气的绝热过程）
干绝热直减率 γd≈1℃/100m
中国民航大学 空管学院
中国民航大学 空管学院
Page 7
水相变化：水通过相变释放热量或吸收热量，引起 气温变化。
相变产生的热量通过空气运动使得热量被传送
中国民航大学 空管学院
Page 8
（二）气温变化
2、绝热变化（ Adiabatic Change ）：
空气块与外界没有热量交换，仅由于外界环境 压强变化，使气块膨胀或压缩而引起气块温度 变化。
1个大气压 = 1013.25 hPa = 760 mmHg = 29.92 inHg
1mmHg ≈ 1.333hPa 1hPa ≈ 0.75mmHg
中国民航大学 空管学院
Page 24
（三）气压随高度的变化
规律： 气压总是随高度递减 随高度递减的快慢程度：低层较快，高层较慢。 在近地面层中，高度每升高100米，气压约降低 12.7hPa（9.5mmHg）。 图示
→同一高度处，气温高的地区气压降低得比气温低的地区慢。
Page 10
2、绝热变化
2）湿空气温度的绝热变化： 对于未饱和湿空气：在绝热变化过程中，没有
水相变化，可视为干绝热过程 当未饱和湿空气上升达到饱和状态开始凝结，
就变为饱和湿空气，始终保持饱和状态的气块 所作的绝热过程，称为湿绝热过程。 湿绝热直减率（rm）：饱和湿空气绝热上升单 位距离时的温度变化。
4/8/2020
中国民航大学 空管学院
温、压、湿三个 基本气象要素
气象要素
表示大气状态的物理量和物理现象通称为 气象要素。
气温、气压、湿度等物理量是气象要素 风、云、降水等天气现象也包含诸多气象 要素
中国民航大学 空管学院
Page 2
一、大气温度
（一）气温的概念 （二）气温的变化 （三）气温的表示
中国民航大学 空管学院
Page 25
（三）气压随高度的变化
气压随高度增加而降低：
在大气处于静止状态时，某一高度上的气压值等于其单位水平面 积上所承受的上部大气柱的重量。
随着高度增加，其上部大气柱越来越短，且气柱中空气密度越来 越小。
中国民航大学 空管学院
Page 26
（三） 气压随高度的变化－方程
中国民航大学 空管学院
Page 20
三、气温的表示
天气图上表示某台站各物理量的符号。 某时刻测到的该台站的地面气温数值（单位：摄氏温 标）。
中国民航大学 空管学院
Page 21
二、大气压强
（一）气压概念 （二）气压的单位 （三） 气压随高度的变化 （四）航空上常用的几种气压 （五）气压与高度 （六）气压随时间的变化 （七）水平气压场
中国民航大学 空管学院
Page 22
（一）气压概念
气压即大气压强，是指与大气相接触的面上，空 气分子作用在每单位面积上的力 。 在气象上，通常用测量高度到大气上界的单位横 截面积上的垂直大气柱的重量来表示。
中国民航大学 空管学院
Page 23
（二）气压的单位
百帕：hPa 毫米汞柱：mmHg 英寸汞柱：inHg
中国民航大学 空管学院
Page 5
（二）气温变化
1、非绝热变化(Non-adiabatic Change) 指空气块通过与外界的热量交换而产生的温 度变化
中国民航大学 空管学院
Page 6
1、非绝热变化 非绝热变化的方式
辐射：空气块之间、地气之间、云之间
传导：只要气块间有温差，就有热量传导
湍流：乱流使空气微团产生混合，气块间热量也随之得到 交换。
中国民航大学 空管学院
Page 3
（一）气温的概念
表示空气冷热程度的物理量，实质是空气分子平 均动能大小的宏观表现。
一般生活中所说的气温－－气象观测所用的 百叶箱中离地面1.5米高处的温度。
中国民航大学 空管学院
Page 4
温标
气温通常用三种温标： （1）摄氏温标（Celsius、centigrade）温标（ºC）： （2）华氏温标（Fahrenheit）温标（ºF）： （3）开氏温标（Kelvin）温标（ K）：
中国民航大学 空管学院
Page 11
百度文库
2、绝热变化
当饱和时空起从上升运动转为下降运动时，有两种情况 上升时产生的凝结物全部留在气块中，气块绝热上升的减温
率＝气块下降时的增温率，过程可逆，称为可逆湿绝热过程。 气块上升时产生的凝结物全部陆续脱离气块，气块不携带凝
结物下降，当气块下降到原先的起始高度时，温度将比原来的 高。过程不可逆，称为假绝热过程。
Page 16
局地气温的变化
气温的周期变化 日较差 年较差
中国民航大学 空管学院
Page 17
北京十月份气温平均日变化
中国民航大学 空管学院
Page 18
北京、广州气温的年变化
中国民航大学 空管学院
Page 19
局地气温的变化
气温的非周期变化 由于大规模冷暖空气运动和阴雨天气的 影响 而产生的温度变化，没有周期性。
1. 大气静力学基本方程（Equation of Static Equilibrium） 大气静力学基本方程（简称静力方程）表示：大气在垂直 方向上所受的作用力达到平衡时，气压随高度变化的定量关系， 即
dp = - ρgdz
静止大气中气压随高度的变化特点： △Z不变的情况下，随高度增加，空气密度减小，△P随之减小。即随高 度增加，气压随高度降低的越慢。
Page 14
（2）湿绝热过程
在绝热过程中，如果气块内部存在水相变化， 叫湿绝热过程
湿绝热直减率，用γm表示 γm= 0.4～0.7℃/100m
中国民航大学 空管学院
Page 15
实际大气中的温度变化
当气块作水平运动或静止不动时，非 绝热变化是主要的，
当气块作垂直运动时，绝热变化是主 要的。
中国民航大学 空管学院
是成云致雨的主要途径
中国民航大学 空管学院
Page 9
2、绝热变化
1）干空气温度的绝热变化：干空气在绝热过程中， 温度变化的直接原因是气压的变化。
干绝热直减率（rd）：干空气在绝热上升（下降） 过程中，每上升（下降）单位距离的温度变化。实 际工作中，常取rd=1oc/100m
中国民航大学 空管学院