大气静力稳定度判别
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4种大气稳定度划分方法的分析比较
大气稳定度划分是根据大气环境条件来用地面观测资料,借助数值模式和实验室实验等参数来分类的。
目前,它常用的划分方法有四种:K指数法、格林-格兰特分类法、松尼维尔-曼特和斯坦福稳定分类法。
K指数法是根据一系列温度梯度和持续时间来表征垂直稳定性的,具有较少的输入参数,简单易行,适用于非流动波形分析的场合。
格林-格兰特分类法的基本原理是采用综合的因子来表征稳定度,所以可以比较全面地反映大气环境稳定性。
松尼维尔-曼特分类法依赖稳定度参数和流动模型来表征气候稳定度,其主要特点是实际地得到最低层的稳定度。
斯坦福稳定分类法借助于流动模型综合地考虑大气稳定度,分析气象概况及其对对流体质的影响,能够更详细地阐明稳定性变化的特点。
总之,这四种大气稳定度划分方法各有特点,每一种方法的选用都要根据目的和条件来确定,如实际流动型号、地形特征等条件,目前有必要将其结合起来,以获得更准确细致的结果,预测和作出决策更加严密。
大气稳定度的判断方法引言大气稳定度是指大气中气体运动的稳定程度,对于气象学、环境科学、农业等领域具有重要意义。
准确判断大气稳定度能够帮助我们预测和解释天气变化、空气质量、温室效应等现象。
本文将介绍大气稳定度的判断方法,包括常用的几种指标和观测手段。
一、大气稳定度的意义1.1 气象学意义大气稳定度决定了大气垂直运动的强弱和方向,对天气现象有重要影响。
例如,稳定的大气条件下,气体上升受到抑制,降雨较少;而不稳定的大气条件下,容易形成对流云和强降水。
因此,准确判断大气稳定度对于天气预报和防灾减灾工作至关重要。
1.2 环境科学意义大气稳定度与空气质量密切相关。
稳定的大气条件下,污染物较易积聚在地表,容易形成雾霾。
而不稳定的大气条件下,污染物更容易被扩散和稀释。
因此,准确判断大气稳定度对于控制和改善空气质量有重要意义。
1.3 农业意义大气稳定度对农业生产也有重要影响。
稳定的大气条件有利于农作物生长和光合作用,而不稳定的大气条件容易引发龙卷风、风暴等极端天气事件,对农业生产造成损失。
因此,准确判断大气稳定度对于农业生产的规划和管理具有重要意义。
二、大气稳定度的判断指标2.1 垂直温度梯度指标垂直温度梯度是指温度随高度变化的快慢,也是判断大气稳定度的重要指标之一。
当温度随高度升高而减小时,称为不稳定层;当温度随高度升高而增大时,称为稳定层。
垂直温度梯度指标可以通过从地面到大气中不同高度的温度观测数据计算得到。
2.2 饱和湿绝热指数指标饱和湿绝热指数是指空气上升或下降时温度和湿度的变化对比。
当空气上升时,如果温度下降速率大于相对湿度下降速率,则大气层是不稳定的;反之,如果温度下降速率小于相对湿度下降速率,则大气层是稳定的。
饱和湿绝热指数越小,表示大气越不稳定。
2.3 潜在稳定能指标潜在稳定能是指上升气块释放的潜热和上升气块所需的外界做功之间的差值。
当潜在稳定能大于0时,表示大气是不稳定的,上升气块可释放更多的潜热;当潜在稳定能小于0时,表示大气是稳定的,上升气块释放的潜热不多。
大气稳定度的判断方法一、引言大气稳定度是指在一定高度范围内,空气上升或下沉时所受到的阻力大小,是大气物理学中一个重要的概念。
在气象预报、环境保护、能源开发等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍几种判断大气稳定度的方法。
二、湿绝热法湿绝热法是通过比较某一高度上空气的实际温度和其绝热上升或下沉时所达到的温度来判断大气稳定度。
1. 绝热上升和下沉绝热上升是指空气在不受外界作用下,自由膨胀上升,使得其压力降低而温度降低。
绝热下沉则相反,空气自由压缩下沉,使得其压力增加而温度升高。
2. 判断方法当实际温度高于绝热上升或下沉时,说明空气不太容易上升或下沉,即为稳定;反之则为不稳定。
当实际温度与绝热上升或下沉相等时,说明空气处于中性状态。
三、大气层结法大气层结法是通过观测大气温度随高度的变化来判断大气稳定度。
1. 温度随高度变化通常情况下,地面温度较高,而高空温度较低。
但在某些情况下,由于大气运动或天气现象的影响,温度随高度的变化可能会出现反常现象。
2. 判断方法当温度随高度呈现不断减小的趋势时,说明空气处于稳定状态;当温度随高度呈现不断增加的趋势时,说明空气处于不稳定状态;当温度随高度变化较小或波动较大时,则说明空气处于中性状态。
四、湿绝热位能法湿绝热位能法是通过比较上升或下沉过程中所涉及到的湿绝热位能来判断大气稳定度。
1. 湿绝热位能湿绝热位能是指单位质量空气在上升或下沉过程中所涉及到的总能量。
它包括了干绝热位能和水汽潜热,是判断大气稳定度的重要指标。
2. 判断方法当湿绝热位能增加时,说明空气处于不稳定状态;当湿绝热位能减少时,说明空气处于稳定状态;当湿绝热位能变化较小时,则说明空气处于中性状态。
五、对流抑制指数法对流抑制指数法是通过比较某一高度上空气的实际温度和该高度上对流的最低温度来判断大气稳定度。
1. 对流对流是指由于地面加热或其他原因导致空气上升形成的云和降水。
在不同的大气稳定条件下,对流发生的形式和强度也会有所不同。
大气等级ABCD级
大气稳定度分为A类(强不稳定),B类(不稳定),C类(弱不
稳定),D类(中性),E类(较稳定)和F类(稳定)六级.从D类(中性)到F类(稳定)的大气,污染物是难以扩散的。
大气某一高度的气团在垂直方向上稳定的程度,叫做大气稳定度。
假想在大气中割取出一块与外界绝热密闭的气团,当气团受到某种气象因素的扰动时,产生向上或向下运动。
如果它自起点移动一段距离后,又有返回到原来位置的趋势,那么这时候的大气是稳定的;如果它继续移动,没有返回原来位置的趋势,则这时候的大气是不稳定的。
大气稳定度可以用大气的垂直温度的变化来判断。
当大气的垂直温度随高度增高而降低时,则这时大气呈不稳定状态;当大气的垂直温度随高度增高而增加时,则这时大气处于稳定状态。
当大气温度不随高度而变化,则认为大气是中性状态。
大气稳定度是影响污染物在大气中扩散的重要因素。
大气处于稳定状态,污染物不易在大气中扩散和稀释,有可能长时间聚集地面造成污染。
大气处于不稳定状态.污染物易于扩散和稀释,而且大气越不稳定,污染物越容易扩散和稀释,这时候,污染物不易形成严重污染。
附 录 A 大气稳定度的判定方法大气稳定度是指整层空气的稳定程度,是大气对在其中作垂直运动的气团是加速、遏制还是不影响其运动的一种热力学性质。
大气不稳定,湍流和对流充分发展,扩散稀释能力强。
确定大气稳定度有多种方法,当使用常规气象资料时,最常用的方法是Pasquill (帕斯圭尔)稳定度分级法。
该法认为,近地层大气的热状况在相当大程度上取决于地表面的加热和冷却过程。
因此,可以用太阳高度角、云量和风速来判断大气稳定度。
Pasquill 稳定度分级法分为六类,即强不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定,并分别以A1、B1、C1、D1、E1和F1表示。
分类时,首先由云量与太阳高度角(0h )按表D.1查出太阳辐射等级,再由太阳辐射等级与地面风速按表D.2查找稳定度等级。
表A.1 太阳辐射等级数云量可使用来自卫星云图的数据。
云以不同高度分为低云和高云,总云量即为低云量和高云量之和,云又以十等份来划分覆盖天空的量。
太阳高度角0h 使用下式(D.1)计算:()[]30015cos cos cos sin sin arcsin 0-++=λσϕσϕt h ……… (D.1)式中,0h ——太阳高度角,度(°);ϕ——当地地理纬度,度(°);λ——当地地理经度,度(°); t ——观测时的北京时间(h ); σ——太阳倾角,度(°),可按下式计算:πθθθθθθσ1803sin 001480.03cos 002679.02sin 000907.02cos 006758.0sin 070257.0cos 39912.0006918.0000000⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-+-+-= 式中,0θ——365360n d ,度;n d ——一年中的日期序数,0,1,2, (364)表A.2大气稳定度的等级时)的大气稳定度一般为中性稳定度;强不稳定类一般出现在白天、晴天和风速<2 m/s的情况下;稳定类一般出现在夜间、晴天和风速<3 m/s的情况下。