A. 如何定量判斷大氣穩定度
大氣穩定度是指在垂直方向大氣穩定的程度,當rrd時氣塊加速度與其位移方向相同,氣塊加速運動,大氣不穩定;當r
B. 大氣穩定度的公式如何推導
概念一
大氣穩定度指近地層大氣作垂直運動的強弱程度,當氣溫垂直遞減率γ>-1℃/100m時,大氣呈不穩定狀態.γ=-1℃/100m大氣呈中性狀態,γ<-1℃/100m時大氣呈穩定狀態。編輯本段概念二
大氣穩定度指靜力學穩定度。在浮力作用下空氣微團垂直方向運動的穩定性,以平均溫度梯度 或反映浮力作功的指標 為判據。若位溫隨著高度增加而遞減, <0,浮力作功增加空氣微團的動能,上下運動能繼續發展,稱為靜力學不穩定。若位溫隨著高度增加而遞增(逆溫), >0,空氣微團反抗重力作功損耗動能,上下運動受到抑制,稱為靜力學穩定。 =0的時候空氣微團處於隨意平衡狀態,稱為中性穩定度。編輯本段概念三
大氣穩定度指大氣湍流的狀態,以理查遜數或相聯系的指標為判據。按照定義理查遜數是湍流的浮力作功和切應力作功之比值(參見理查遜數),包含著靜力學穩定度判據 ,定性方面與靜力學穩定度一致,因此對大氣湍流狀態相應地冠以不穩定、穩定和中性的名稱。定量方面指大氣湍流狀態的穩定度與靜力學穩定度可有很大差別。例如貼近地面氣層 數值常常很大,按照靜力學穩定度應屬於很不穩定或者很穩定,但因切應力作用更大,湍流狀態實際上為近中性。又如對流邊界層中部 ≈0,但湍流狀態卻屬於很不穩定。大氣湍流擴散與大氣湍流狀態有不可分的聯系,大氣擴散問題應用領域的大氣穩定度通常以理查遜數或相聯系的參數為基礎所建立的穩定度分類法來劃分。編輯本段概念四
大氣穩定度指整層空氣的穩定程度。以大氣的氣溫垂直加速度運動來判定。大氣中某一高度的一團空氣,如受到某種外力的作用,產生向上或向下運動時,可以出現三種情況: 1.穩定狀態。移動後逐漸減速,並有返回原來高度的趨勢。 2.不穩定狀態。移動後,加速向上向下運動。 3.中性平衡狀態。如將它推到某一高度後,既不加速,也不減速而停下來,大氣穩定度,對於形成雲和降水有重要作用。有時也稱大氣垂直穩定度。 簡而言之:空氣受到垂直方向擾動後,大氣層結(溫度和濕度的垂直分布)使該空氣團具有返回或遠離原來平衡位置的趨勢和程度編輯本段大氣穩定度分級
常用的大氣穩定度分類方法有帕斯奎爾(Pasquill)法和國標原子能機構IAEA推薦的方法。 中國現有法規中推薦的修訂帕斯奎爾分類法(簡記P·S),分為強不穩定,不穩定,弱不穩定,中性,較穩定和穩定六級.它們分別表示為A,B,C,D,E,F.確定等級時首先計算出太陽高度角按表B1查出太陽輻射等級數,再由太陽輻射等級數與地面風速按表B2查找穩定等級.編輯本段大氣穩定度與大氣污染的關系
大氣穩定度是影響污染物在大氣中擴散的極重要因素。當大氣層結不穩定,熱力湍流發展旺盛,對流強烈,污染物易擴散,但是全層不穩定時,污染不易擴散遠處。當大氣層結穩定時,湍流受到抑制,污染物不易擴散稀釋,特別當逆溫層出現時,通常風力弱或無風,低空象蒙上一個「蓋子「,使煙塵聚集地表,造成嚴重污染。
C. 什麼是大氣穩定度如何判斷大氣穩定度
大氣的穩定因素有很多,包括一些氣體排放等等。
D. 如何判斷大氣穩定度,穩定度對擴散有何影響
我認為判斷大氣穩定度的標准就在於人的適應度,穩定度對擴散的影響是很大的,他能控制人們的情緒,控制大自然的風險度的。
E. 判斷大氣穩定與否的標准
(1)大氣中出現逆溫層時,大氣比較穩定,如山谷中夜晚大氣層比較穩定;
(2)無逆溫層時,大氣空中等溫面比較稀疏,且相鄰兩個等溫面溫差小,等溫面比較平直是大氣層相對穩定;
(3)原來相對穩定的大氣層,如果有一股冷空氣移來,上下空氣層溫差增大,大氣層就很不穩定易發生對流。
2、 陸地所吸收的太陽能分布在很薄的地表面上,而海洋水所吸收的太陽能分布在較厚的水層中;
3、 海洋有充分水源供應,以致蒸發量較大,失熱較多,使水溫不容易升高;
4、 岩石和土壤的比熱小於水的比熱。
二、空氣的增溫和冷卻
(一) 非絕熱變化(空氣與環境間有熱量交換):
1、輻射:物體間不停地發射電磁波進行熱量交換的過程(地氣間、大氣間)
2、對流:物體受熱後表面空氣膨脹或質點運動傳輸熱量;是對流層中重要的熱量交換方式3、湍流(亂流):近地層中空氣無規則的升降或渦旋運動;是摩擦層(0-2km)中重要的熱量交換方式
4、傳導:從分子傳到另一分子的熱能交換方式;由於地面和大氣都是熱的不良導體,故可忽略不計
5、潛熱交換:水相變化中的熱量吸收和釋放過程;此方式主要存在於5km以下的層次:蒸發潛熱: 冰→汽(吸熱),水→汽(吸熱);凝結潛熱: 水→冰(放熱),汽→冰(放熱)。
6、總結:地-氣間主要通過輻射;氣-氣間主要通過對流、湍流和潛熱交換進行熱量交換
海陸的增溫和冷卻的差異:a、反射率不同;b、吸收方式不同;c、輻射本領不德育工作總結同d、熱容量不同;d、熱量分配方式不同。
(二) 絕熱變化:絕熱變化過程中空氣與環境間無熱量交換
絕熱變化有兩個過程: 絕熱增溫過程:氣塊下降, 氣溫升高的過程; 絕熱冷卻過程:氣塊上升, 放熱, 氣溫下降的過程。
1、干絕熱過程:
a、干絕熱方程 (泊松方程):
dQ= dE+dW , dE: 熱量(Cv·T); dW: 功(P·dV);而dQ=0
所以:
b、干絕熱直減率(rd):
定義:干空氣絕熱上升(或下降)單位距離時的溫度降低(或升高)值
rd= -(dTi/dZ)d =-RTi /CpP · dPi/dZ
多數大氣過程滿足靜力條件: Pi=P及 Pi+dPi=P+dP;且有: dP/dZ=-ρg
在實際工作中常取 rd=1 /100m;即:某高度處:T=T0-rd· Z。
2、濕絕熱過程和濕絕熱直減率:
a、濕絕熱過程:飽和空氣絕熱上升中,因飽和而發生冷卻凝結,同時釋放凝結潛熱,加熱氣塊的過程。此過程涉及水汽凝結,但不考慮其他熱量交換。
b、濕絕熱直減率(rm):
(1)定義: 飽和空氣絕熱上升單位距離,溫度降低的度數。rm是個變數。
(2)計算公式:
dQ= dE+dW , dE: 熱量(Cv·T); dW: 功(Pd·V)
而:dQ= -L·dqs , L:水汽凝結潛熱, dps:凝結的水量
(3) 影響rm的因素:
溫度(假設氣壓不變):r m值隨溫度的升高而降低.
氣壓(假設溫度不變):r m值隨壓強的升高而增加。
3、空氣層的r與空氣塊的rm、rd的關系:
r:升降氣塊所在的周圍大氣溫度隨高度的變化情況,稱為層結曲線;
rm、rd:升降氣塊本身的溫度隨高度的變化情況,稱為狀態曲線。
θ= T(1000/P)0.286
(θ): 降各層氣塊循著干絕熱過程訂正到1000hPa處,此時氣塊所具有的溫度。
氣塊干絕熱升降溫度時,位溫恆定不變;氣團作升降運動時絕熱變化為主。
θse=θ+L·q/Cp
假相當位溫(θse): 濕空氣經假絕熱過程, 水汽全部凝結降落時釋放潛熱, 使原氣塊位溫提高到的極值;
氣團停留在某地或地面附近作水平運動時, P變化小,且受地面溫度影響大,以非絕熱變化為主。
三、空氣溫度的個別變化和局地變化
四、大氣靜力穩定度
(一)定義: 氣塊受任意方向擾動後, 返回或遠離平衡位置的趨勢和程度
大氣穩定度的三種狀態:穩定,無論上升或下降,最終回到原位;不穩定:加速遠離原位;中性:隨遇而安。
判定穩定度的基本公式:a=(ρ-ρ i) g / ρ i =(Ti-T) g / T;氣塊與周圍空氣的溫度差決定其是否穩定:Ti>T,氣塊上升,反之下降;氣塊輕重決定於溫度和氣壓,P相同時,T低者更重。
(二)判斷大氣穩定度的基本方法:
1、干絕熱情況:當干空氣或未飽和空氣上升 Z高度時, 其Ti=Ti0-rd Z,周圍空氣T=T0- r Z;由,有:a、r<rd, Z與a方向相反,層結穩定;b、r=rd, a=0,層結中性;c、r>rd, Z與a方向相同,層結不穩定。
三種不同的大氣穩定度:
2、濕絕熱情況:
當干空氣或未飽和空氣上升 Z高度時, 其Ti=Ti0-rm Z,周圍空氣T=T0- r Z;
由:;r<rm, Z與a方向相反,層結穩定;r=rm, a=0,層結中性;r>rm, Z與a方向相同,層結不穩定
3、總結:對於任意一空氣團:
r<rm:絕對穩定,無論空氣是否飽和,大氣層結穩定;r>rd:絕對不穩定,無論空氣是否飽和,大氣層結不穩定;rm<r<rd:條件性不穩定狀態,對飽和空氣,大氣不穩定;對非飽和空氣,則大氣穩定。
氣層r越大,大氣越不穩定。若r很小甚至為0或負值(逆溫),則對流發展受到阻礙,故習慣將這種氣層稱為阻擋層。
(三)不穩定能量:
1、定義:氣層中可使單位質量空氣塊離開初始位置後作加速運動的能量;
2、如何判斷不穩定能量:主要決定與氣塊和層結溫度的對比
3、不穩定能量的類型:
(1)絕對不穩定型:在起始高度以上,各高度氣塊溫度始終高於層結溫度,氣塊能自由上升
(2)絕對穩定型:在起始高度以上,各高度氣塊溫度始終低於層結溫度,氣塊只有靠外力被動上升
(3)潛在不穩定型:狀態曲線與層結曲線相交於C點(自由對流高度);
C點以下:氣塊溫度小於層結溫度,具有負不穩定能量,難以發展對流,屬穩定型;C點以上:氣塊溫度高於層結溫度,具有正不穩定能量,屬不穩定型。
(4)位勢不穩定:適用於整層空氣同時被抬升;上干下濕氣層;低緯地區海面的垂直對流天氣。
F. 大氣穩定度的分級
大氣穩定分級分為強不穩定、不穩定、弱不穩定、中性、較穩定和穩定六級。中國現有法規中推薦的修訂帕斯奎爾分類法(簡記P·S),一共分為六級。確定等級時,首先計算出太陽高度角,按表B1查出太陽輻射等級數,再由太陽輻射等級數與地面風速按表B2查找穩定等級。
大氣穩定度指近地層大氣作垂直運動的強弱程度,當氣溫垂直遞減率γ>-1℃/100m時,大氣呈不穩定狀態.γ=-1℃/100m大氣呈中性狀態,γ<-1℃/100m時大氣呈穩定狀態。
大氣穩定度指靜力學穩定度。在浮力作用下空氣微團垂直方向運動的穩定性,以平均溫度梯度或反映浮力作功的指標為判據。若位溫隨著高度增加而遞減,<0,浮力作功增加空氣微團的動能,上下運動能繼續發展,稱為靜力學不穩定。若位溫隨著高度增加而遞增(逆溫),>0,空氣微團反抗重力作功損耗動能,上下運動受到抑制,稱為靜力學穩定。=0的時候空氣微團處於隨意平衡狀態,稱為中性穩定度。
大氣穩定度指整層空氣的穩定程度。以大氣的氣溫垂直加速度運動來判定。大氣中某一高度的一團空氣,如受到某種外力的作用,產生向上或向下運動時,可以出現三種情況:
1.穩定狀態。移動後逐漸減速,並有返回原來高度的趨勢。
2.不穩定狀態。移動後,加速向上向下運動。
3.中性平衡狀態。如將它推到某一高度後,既不加速,也不減速而停下來,大氣穩定度,對於形成雲和降水有重要作用。有時也稱大氣垂直穩定度。
簡而言之:空氣受到垂直方向擾動後,大氣層結(溫度和濕度的垂直分布)使該空氣團具有返回或遠離原來平衡位置的趨勢和程度。
G. 怎樣的大氣層結才是穩定的
大氣的穩定與否,取決於大氣層結的溫度、濕度、和壓強,即:溫壓濕狀況,氣象上有個指標叫:假相當位溫,就是反映溫壓濕狀況的,大氣穩定度的指數。
比如,整層大氣都為乾冷的,整層大氣都是暖濕的,也是穩定的。
而所謂的上冷下暖是穩定的說法是錯誤的,應該說氣溫由低層到高層存在合理的溫度遞減狀況下,上冷下暖是穩定的。若存在不合理的溫度遞減,比如有乾冷氣流從某一層入侵(例如700hPa),則容易引起強對流,也是不穩定的。
而你說的上濕下干、上暖下冷的大氣,就成了典型的是不穩定的大氣,專業術語叫:逆溫層
應該是:氣溫由低層到高層存在合理的溫度遞減狀況下,低層暖濕高層乾冷是穩定的大氣層結。
H. 如何用大氣垂直遞減率和干絕熱垂直遞減率判斷大氣穩定度
說的是干絕熱減溫率吧,值一般為9.8K/km.如果只有這連個參數,只能大概預估一下.
當大氣垂直減溫率T 大於干絕熱減溫率R時,大氣是絕對不穩定的.
當大氣垂直減溫率T 介於干絕熱減溫率R 與濕絕熱減溫率之間時,是條件不穩定,條件不穩定相對復雜,其中又分為3種.
當大氣垂直減溫率T 小於 濕絕熱減溫率Rs時 是絕對穩定的.對流層下層暖濕氣流中RS=4.0k/km左右.中層典型值為6~7k/km.
I. 對大氣穩定度進行診斷的物理量是什麼指數
有很多。
大氣層結穩定度有很多指數,位溫,假相當位溫,CAPE值,K指數,SI指數,CIN值,DECAPE值,TT指數,LI指數,垂直風切變,0度層高度,-20層高度等,再結合抬升凝結高度,對流凝結高度,自由對流高度等,可以判斷大氣的穩定與否。
J. 如何定量判斷大氣穩定度穩定度對擴散有何影響
大氣穩定度是指在垂直方向大氣穩定的程度,當rrd時氣塊加速度與其位移方向相同,氣塊加速運動,大氣不穩定;當r<rd時氣塊加速度與其位移方向相同,氣塊加速運動,大氣不穩定;r=rd大氣是中性的。大氣穩定度,也是影響大氣稀釋能力的一個重要氣象因素。在白天,太陽輻射使地面溫度上升,靠近地面的空氣密度比上空的小,輕的空氣在下,重的空氣在上,容易使上下空氣對流擾動。這時大氣處於不穩定狀態,向空氣中排放的污染物就容易稀釋。但是在夜間則相反,地面發生熱量向外輻射,地表冷卻,溫度下降,靠近地面的溫度比上空的空氣溫度低,稱為逆溫。這時重的空氣在下,輕的空氣在上,很難使大氣發生上下交換,大氣處於穩定狀態。這種逆溫層的厚度,可達幾十米以至幾百米。它象一個大蓋子籠罩大地,阻止地面氣流上升運動,使污染物停滯積累在地面上,加劇大氣污染的程度。