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气候学试题

反,水汽在凝结(或凝华)时,又会放出潜热。 能使地面和大气之间、空气团与空气团之间发生 潜热交换。主要在对流层下半层起作用。
(二)气温的绝热变化
任一气块与外界之间无热量交换时的状态变化过 程叫绝热过程。大气中,作垂直运动的气块,其状 态变化接近于绝热过程。
1、干绝热过程
(1)含义:
当升、降气块内部既没有发生水相变化,又没有与外界 交换热量的过程,成为干绝热过程。
第一节大气的增温和冷却
一、海陆的增温和冷却的差异
1、影响因素 ①海陆反射率的不同:
陆面对太阳光的反射率大于水面,所以海洋吸收的 太阳能多于陆地。
②透射率和传导方式的不同: 陆地所吸收的太阳能分布在很薄的地表面上,而海
水所吸收的太阳能分布在较厚的水层中。
③蒸发情况的不同:海面蒸发量较大,失热较多, 水温不易升高。陆地情况相反。 ④比热的不同:岩石和土壤的比热小于水的比热
0.86 0.83 0.81 0.76 0.66
10℃ 0.76 0.71 0.69 0.62 0.51
0℃
0.63 0.58 0.56 0.48 0.38
10℃ 20℃
0.54 0.50 0.47 0.41
0.44 0.41 0.38
30℃ 0.38
γm随温度升高和气压减小而减小!
3、干、湿绝热线的比较
2)热带型:
一年中有一个最高和一个最低值,年较差不大
3)温带型:
有一个最高值,出现在夏至后的7月,一个最低值,出现在冬 至后的1月,年较差较大,随纬度的增大而增大。
4)极地型:
一年中也是一次最高值和一次最低值,冬季长而冷,夏季短而 暖,年较差很大。
二、气温的非周期性变化 气温除了由于太阳辐射的变化而引起的周
3、湍流逆温 由于低层空气
的湍流混合而形 成的逆温,称为 湍流逆温。
4、

水面上,会发生
接触冷却作用,
愈近地表面的空
气降温愈多,而
上层空气受冷地
表面的影响小,
降温较少,于是
产生逆温现象
逆温层 湍流层
温度 平流逆温的形成
5、下沉逆温 当某一层空气
发生下沉运动 时,下沉到某 一高度上,空 气层顶部的温 度高于底部的 温度,而形成 逆温
-90℃,南极
北极
撒哈拉沙漠
黄沙湮没的绿洲
我国实测最低气温 -53℃,黑龙江漠河
漠河
我国实测最高气温48.9℃,新疆吐鲁番
火焰山
二、对流层中气温的垂直分布 1、基本特征
在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增 高而升高的现象,称之为逆温 。
2、辐射逆温
由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温,称为辐射逆温。 辐射逆温厚度从数十米到数百米,在大陆上常年都可出现, 以冬季最强。 在山谷与盆地区域,由于冷却的空气还会沿斜坡流入低谷和 盆地,因而常使低谷和盆地的辐射逆温得到加强,往往持续数 天而不会消失。
冰川加速消融
长江源——格拉丹冬雪山
北极冰盖加速消融1
北极冰盖加速消融2
北极冰盖加速消融3
★卫星照片揭示南极冰架 50亿立方冰体崩塌全过程
2002年3月
原来空的海湾
冰架崩落
冰体充满海湾
冰山向外漂移
◆ 图瓦卢
全球第一个国家因海平面上升而迁国
南太平洋岛国图瓦卢,由九个环状珊瑚小岛构成, 总面积只有 26 km2,最高海拔 <4.5 m,总人口 1.1 万人。 专家预言,如果地球环境继续恶化,在五 十年之内,图瓦卢九个小岛将全部没入海中。图瓦卢 人民成了名符其实的 “环境难民”,从 2002 年起正 式举国迁往新西兰。
三、不稳定能量
气层中可使单位质量空气块离开初始位置后作加速运动的 能量叫作不稳定能量。
气层提供给气块不稳定能的类型:
1、不稳定型能量
气块受到向上的冲击运动, 温度高于周围大气的温度, 气块不断向上运动,温差越
B P
+
+
+
层结曲线
+
状态曲线
大,不稳定能量越多,运动 越明显。
0
A
P0
正不稳定能量
T
2、稳定型能量
B —自由对流高度


P0
0
T
潜在不稳定能量
四、位势不稳定
在实际大气中,有时整层空气会被同时抬升,在 上升过程中,气层的稳定情况也会发生变化,这样造 成的气层不稳定,称为位势不稳定。
某一气层,下层湿度大,上层湿度小,抬升过程 中,所以下层气温的降低速度小于上层气温的降低 速度,导致气层内部γ增大,当γ> γm时,则不稳 定。
3、结论 (1)γ愈大,大气愈不稳定;γ愈小,大气愈稳定 (2)当γ<γm时,由于γm<γd,不论空气是否达到 饱和,大气总是处于稳定状态的,因而称为绝对稳定; 当γ>γd时则相反,因而称为绝对不稳定 (3)当γd>γ>γm时,对于湿空气来说,大气是处 于不稳定状态的;对于未饱和空气来说,大气又是处 于稳定状态的。称为条件性不稳定状态。
干绝热直减率近于常数,呈 H 一直线,由于γm<γd ,湿绝
热线在干绝热线的右方,并且
下部温度高,γm小,上部温 度低,γm大,因此形成上陡 下缓的曲线,到高空,水汽凝
结越来越多,含量越来越少,
0
两者相接近,趋于平行。
γm γd
T
同一时间对同一气团而言,温度的变化 是绝热过程和非绝热过程两者共同作用引起 的,一般而言,当空气停滞或在地面作水平 运动时,非绝热变化是主要的;当气团作升 降运动时,绝热变化是主要的。
气块受冲击力 作用上升,温度 低于周围空气温 度,抑制气块上 升。
B P


层结曲线
状态曲线 —

A
P0
0
T
负不稳定能量
3、潜在稳定型能量
只要在P0高度上有较 强的对流冲击力,使气 块抬升到B 点以上,上 升气块的温度就高于周 围气温,从而获得上升 加速度,对流充分发展。
E
+
+ 状态曲线
+
层结曲线 +
(2)干绝热方程(泊松方程):
例:P0=1000hPa,T0=273K 则当气压为1050hPa时,T=276.7K 当气压为900hPa时,T=265K
(3)干绝热直减率
干空气和未饱和湿空气气块绝热上升单位高度时的 温度降低值叫干绝热直减率。用γd表示。
γd≈1℃/100m
2、湿绝热过程
(1)含义: 气块在变化过程中,与外界无热量的交换,但发生水相的
变化,称为湿绝热过程。 (2)湿绝热直减率
气块在湿绝热变化过程中,其温度随高度的递减率叫湿绝 热直减率,用γm表示。γm<γd , γm不是常数,而是气压和温度的函数。
湿绝热直减率(度/百米)
气压
1000 800 700 500 300
-30℃
0.93 0.92 0.91 0.89 0.85
-20℃
极端温度:
根据记录,世界上绝对最低气温出现在东西伯利 亚的维尔霍扬斯克和奥伊米亚康,分别为-69.8℃ 和-73℃,1962年在南极记录到新的世界最低气 温为-90℃。世界绝对最高气温出现在索马里境 内,为63℃。
在我国境内,绝对最高气温出现在新疆维吾尔自 治区的吐鲁番,达到48.9℃。绝对最低气温在黑龙 江省的漠河,1968年2月13日测得-52.3℃
下一个会轮到谁呢? 基里巴斯、库克群岛、瑙鲁和西萨摩亚,以
及马尔代夫等由珊瑚礁构成的低地岛国,也面临 着同图瓦卢一样的威胁。
图瓦卢
印度洋岛国马尔代夫
1190个珊瑚岛所构成的群岛小国 平均海拔只有 1 米,人口 28 万
2、气温的年变化 北半球中、高纬度内陆的气温以7月为最高,1
月为最低。海洋上的气温以8月为最高,2月为最 低。 气温年较差:
一年中月平均气温的最高值与最低值之差,称为 气温年较差。 气温年较差随纬度增大而增大 陆上气温年较差比海洋大
气温的年变化按纬度可分为四种类型:
1)赤道型:
一年中有两个最高值:出现在春分、秋分之后;两个最低值: 出现在冬至、夏至之后,年较差小。
2、差异 大陆受热快,冷却也快,温度升降变化大。而海
洋上则温度变化缓慢
二、空气的增温和冷却


空 气






空气与外界有热量 交换
非绝热变化
外界压力对空气作 功导致空气膨胀、 收缩
绝热变化
(一)气温的非绝热变化
1、传导 依靠分子的热运动将能量从一个分子传递给另一
分子,从而达到热量平衡的传热方式 。 2、辐射
气团受力后不加速不减速
气层对气团是稳 定的
气层对气团是不 稳定的
气层对气团是中 性的
➢当空气气块温度比周围空气温度高,即Ti>T,则它将受到 向上的加速度; ➢当空气气块温度比周围空气温度低,即Ti<T,则受到向 下的加速度; ➢当空气气块温度和周围空气温度相同,即Ti=T,垂直运 动不会发展。
二、判断大气稳定度的基本方法
第三节 大气温度随时间的变化
一、气温的周期性变化 1、气温的日变化
近地层气温日变化的特征是:最高值,一般出现在午后 14时左右;最低值,一般出现在日出前后。 气温日较差(反映气温日变化的程度):
一天中气温的最高值与最低值之差,称为气温日较差。日 较差变化与纬度、季节等因素的关系:
日较差最大的地区在副热带,向两极减小 夏季大于冬季 海洋上小于大陆 盆地和谷地大于小山峰等凸出地形区 沙漠地区大,潮湿地区较小 阴天较小
等温线稀疏,表示各地气温相差不大 等温线密集,表示各地气温悬殊 等温线平直,表示影响气温分布的因素少 等温线弯曲,表示影响气温分布的因素多
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