大气稳定度和不稳定能量优秀课件
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第七章 大氣的不穩定度(Atmospheric Instabilities )● 7.1前言大氣中的水氣來自地表,而後經由平流輸送至相關地區,因而上升運動是形成天氣現象的先決條件之一。
而上升運動則取決於作用在單位氣塊上的力,以及環境大氣的不穩定程度。
至於大氣是否穩定則取決於它的熱力結構,動力結構或兩者組合後的條件,以及運動氣塊(air parcel )與環境大氣之上述條件的對比。
簡單的說,運動後的氣塊是否會到原位是判斷大氣穩定與否的指標。
下圖中附箭頭的小球代表氣塊,半圓或平面則代表大氣。
由而見大氣的三種穩定狀態。
圖7-1 大氣穩定與否之示意圖本章即對此方面問題做進一步的討論。
● 7.2氣象學中的不穩定度在氣象學中,大氣是否穩定有兩種參考標準, 1. 靜力不穩定度(static instability )或流體靜力不穩定度(hydrostatic instability ),又稱重力(gravitational )不穩定或浮力(buoyant )不穩定。
它是以氣塊上升後的溫度為參考標準;如高於新環境的氣溫就是不穩定,反之為穩定。
2. 動力不穩定度(dynamic instability )或流體動力不穩定度(hydrodynamic instability )。
它是以氣塊在環境流中,亦即在大氣波中的狀態為依據;如氣塊進入新環境後不能與該處的大氣波動相契合就是不穩定,反之就是穩定。
第一部份:靜力或流體靜力不穩定度兩者均可用氣塊法(parcel method )測定之。
● 7.3靜力或流體靜力不穩定度 1. 由)(P M M g F -=)(P g ρρ-= 單位容積i.e.,)(22P P g dtzd ρρρ-=…….(7.1)環境(enviroment ) (enviroment )氣塊 (air parcel )圖7-2 氣塊法示意圖之一在絕熱(等熵)運動中,如果氣塊運動中其p P 始終與環境之P 相等,即P P P =,則θθρρP P P T T ==,所以)()(22θθθ-=-=P P g T T T g dtzd ……………………….(7.2) i.e.,氣塊垂直加速度22dt z d 0⎪⎩⎪⎨⎧<=>,取決於⎪⎩⎪⎨⎧<=>-0θθP 。
大气稳定度课件第七章 大氣的不穩定度(Atmospheric Instabilities ) ● 7.1前言大氣中的水氣來自地表,而後經由平流輸送至相關地區,因而上升運動是形成天氣現象的先決條件之一。
而上升運動則取決於作用在單位氣塊上的力,以及環境大氣的不穩定程度。
至於大氣是否穩定則取決於它的熱力結構,動力結構或兩者組合後的條件,以及運動氣塊(air parcel )與環境大氣之上述條件的對比。
簡單的說,運動後的氣塊是否會到原位是判斷大氣穩定與否的指標。
下圖中附箭頭的小球代表氣塊,半圓或平面則代表大氣。
由而見大氣的三種穩定狀態。
圖7-1 大氣穩定與否之示意圖本章即對此方面問題做進一步的討論。
● 7.2氣象學中的不穩定度在氣象學中,大氣是否穩定有兩種參考標準,1. 靜力不穩定度(static instability )或流體靜力不穩定度(hydrostaticinstability ),又稱重力(gravitational )不穩定或浮力(buoyant )不穩定。
它是以氣塊上升後的溫度為參考標準;如高於新環境的氣溫就是不穩定,反之為穩定。
2. 動力不穩定度(dynamic instability )或流體動力不穩定度(hydrodynamic instability )。
它是以氣塊在環境流中,亦即在大氣波中的狀態為依據;如氣塊進入新環境後不能與該處的大氣波動相契合就是不穩定,反之就是穩定。
第一部份:靜力或流體靜力不穩定度兩者均可用氣塊法(parcel method )測定之。
● 7.3靜力或流體靜力不穩定度環境(enviroment ) (enviroment )氣塊 (air parcel )1. 由)(P M M g F -=)(P g ρρ-= 單位容積i.e.,)(22P P g dtzd ρρρ-=…….(7.1)在絕熱(等熵)運動中,如果氣塊運動中其p P 始終與環境之P 相等,即P P P =,則θθρρPP P T T ==,所以)()(22θθθ-=-=P P g T T T g dt zd ……………………….(7.2)i.e.,氣塊垂直加速度22dt z d 0⎪⎩⎪⎨⎧<=>,取決於⎪⎩⎪⎨⎧<=>-0θθP 。