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大气稳定度和不稳定能量


一、大气稳定度
结论: r越大,大气越不稳定, r越小,大气越稳定 r< rm<rd ,绝对稳定, r> rm>rd ,绝对不稳定 , rd > r > rm ,对于绝热升降的未饱和空气来 说,大气是稳定的,对于绝热升降的饱和湿 空气来说,是不稳定的,即所谓条件不稳定。
二、不稳定能量பைடு நூலகம்

积雨云顶高
层结曲线 露点曲线
颠簸层顶高 颠簸层底高
状态曲线
层状云顶高
颠簸层顶高 颠簸层底高 颠簸层顶高 层状云底高 颠簸层底高 积雨云底高
三、逆温层
(一)辐射逆温 (二)平流逆温 (三)湍流逆温 (四)下沉逆温 (五)锋面逆温
(一)辐射逆温
夜间地面、雪面、冰面或云层顶部等因辐射冷却 造成的逆温。
② 稳定气层的分析
③ 判断抬升凝结高度
④ 自由对流高度的确定
用T-LNP图分析不稳定能量
例1、P(hPa) 200 300 350 400 500 600 650 700 800 900 1000 T(oC) Td( oC ) -56 -43 -36 -53 -25 -38 -16 -17 -7 -7 4 3 2 2 12 8 20 13 25 18
湍流逆温、下沉逆温和锋面逆温属于自由大 气中的逆温,其中以下沉逆温为主,多由动 力原因引起。
正不稳定能量,利于对流发展 负不稳定能量,抑制于对流发展 不稳定能量为零,中性大气
温度对数压力图(T—LNP图)

1、 T-lnP图的构造

2、 T-lnP图的分析 3、 T-lnP图的应用

T—LNP图的构造



1、等温线(平行于 纵轴的黄色直线 ) 2、等压线(平行 于横轴的黄色直线 ) 3、等饱和比湿线 (向左上方向倾斜 的绿色实线 ) 4、干绝热线(向 左上方倾斜的黄色 实线 ) 5、湿绝热线(绿 色虚线)
(四)下沉逆温(压缩逆温)

大气中整层空气下沉压缩增温所造成的逆温。 下沉逆温多出现在高压区内1-2千米的高度 下沉逆温常伴随晴好天气


(五)锋面逆温

由于暖气团位于冷气团之上,出现锋面上下的 温差而形成的逆温。

由于锋是从地面向冷空气一方倾斜的,所以锋 面逆温只在冷气团所控制的地区内出现。

温度-对数压力图的分析
1.温度层结曲线 2.露点层结曲线 3.状态曲线 4.不稳定能量
1.温度层结曲线


把各高度上的温度、气压数据,用钢笔一一点绘在 图上,然后用黑色实线连结起来,即成为气温随高 度分布的曲线,即温度层结曲线。 层结曲线表示了测站上空气温垂直分布状况。
2.露点层结曲线


将各层上的气压、露点数据用钢笔一一点绘在图上, 然后用黑色实线依次连结起来,即成为露点随高度 的分布曲线(称为露点曲线或露点层结曲线)。 露点曲线表示了测站上空水汽垂直分布的状况。
利于辐射逆温发展的天气条件: 晴朗 无风或微风 低温-冬季最常见
(二)平流逆温
暖空气水平流经寒冷地表面形成的逆温。 冬春季,中纬度沿海地区较常见。平流逆温出 现时常伴有雾或轻雾,能见度变坏,风速也可 能较大。
融雪逆温(雪面逆温)

在积雪地区,暖空气流经冰、雪表面产生 融雪、融冰现象。而冰雪的融化需要从近 地面气层中吸收大量热量,从而使贴近地 表的空气温度较低,但较高处气温仍比较 高,因而形成逆温现象。 融雪逆温厚度不大,约几米到几十米。
等 温 线
平行于纵轴的黄色直线,每隔1℃画一条。
等 压 线
平行于横轴的黄色直线
等 饱 和 比 湿 线
自右下方向左上方倾斜的绿色实线。它反映了 空气块在上升过程中露点随高度的变化。
干 绝 热 线
自右下方向左上方倾斜的黄色实线 反映了未饱和空气块在上升过程中温度随高度 的变化。
湿 绝 热 线
自右下方向左上方倾斜绿色虚线。 它反映了饱和空气块在上升过程中温度随高 度的变化。
3.状态曲线
4.不稳定能量的分析



状态曲线位于层结曲线右边,不稳 定能量为正 状态曲线位于层结曲线左边,不稳 定能量为负 正面积越大越不稳定,负面积越大 越稳定
不稳定能量的正负
温度-对数压力图的应用
1.分析云层 2.分析稳定气层 3.凝结高度的判定 4.自由对流高度的判定
① 分析云层
地形逆温

夜间,由于山上冷空气沿山坡流到低洼地区使 原来洼地底部的较暖空气被迫抬升形成的逆温。

地形逆温使洼地常出现霜冻。

辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆 温属于近地面层逆温,其中以辐射逆温为 主。近地面层逆温多由热力原因引起。
(三)湍流逆温
由于低层空气的湍流混合作用而形成的逆温。 湍流强,湍流层厚,逆温层发生的高度高 湍流弱,湍流层薄,逆温层发生的高度低 逆温层之下,水汽大量聚集;逆温层之上水汽 含量骤减。
一、大气稳定度
指气层内某一气块受垂直方向的扰动后,返回或 远离原平衡位置的趋势和程度。 a= g (Ti-T) /T 气块温度低于环境温度,气块重,气层稳定 气块温度高于环境温度,气块轻,气层不稳定 气块温度与环境温度相同,气层是中性的
一、大气稳定度
一、大气稳定度
大气是否稳定,通常用环境空气的文的直减率r与 气块的的温度直减率( rd或rm)的对比来判断。 对于未饱和空气块,a= gΔZ(r-rd) /T r>rd,气层不稳定 r<rd,气层稳定 r=rd,气层中性 同理,对于饱和空气块, a= gΔZ(r-rm) /T r>rm,气层不稳定 r< rm ,气层稳定 r= rm ,气层中性
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