《大气物理学》学习资料:大气热力学基础
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大气物理学复习资料第一部分名词解释第一章大气概述1、干洁大气:通常把除水汽以外的纯净大气称为干结大气,也称干空气。
2、气溶胶:大气中悬浮着的各种固体和液体粒子。
3、气团:水平方向上物理属性比较均匀的巨大空气块。
4、气团变性:当气团移到新的下垫面时,它的性质会逐渐发生变化,在新的物理过程中获得新的性质。
5、锋:冷暖性质不同的两种气团相对运动时,在其交界面处出现一个气象要素(温度、湿度、风向、风速等)发生剧烈改变的过渡带称为锋。
6、冷锋:锋面在移动过程中,冷气团起主导作用,推动锋面向暖气团一侧移动。
7、暖锋:锋面在移动过程中,暖气团起主导作用,推动锋面向冷气团一侧移动。
8、准静止锋:冷暖气团势力相当,锋面很少移动,有时冷气团占主导地位,有时暖气团占主导地位,使锋面处于来回摆动状态。
9、锢囚锋:当三种冷暖性质不同的气团(如暖气团、较冷气团、更冷气团)相遇时,可以产生两个锋面,前面是暖锋,后面是冷锋,如果冷锋移动速度快,追上前方的暖锋,或两条冷锋迎面相遇,并逐渐合并起来,使地面完全被冷气团所占据,原来的暖气团被迫抬离地面,锢囚到高空,这种由两条锋相遇合并所形成的锋称为锢囚锋。
10、气温垂直递减率:在垂直方向上每变化100米,气温的变化值,并以温度随高度的升高而降低为正值。
11、气温T:表示空气冷热程度的物理量。
12、混合比r:一定体积空气中,所含水汽质量和干空气质量之比。
r=m v/m d13、比湿q:一定体积空气中,所含水汽质量与湿空气质量之比。
q=m v/(m v+m d)14、水汽压e:大气中水汽的分压强称为水气压。
15、饱和水汽压e s:某一温度下,空气中的水汽达到饱和时所具有的水汽压。
16、水汽密度(即绝对湿度)ρv:单位体积湿空气中含有的水汽质量。
17、相对湿度U w:在一定的温度和压强下,水汽和饱和水汽的摩尔分数之比称为水面的相对湿度。
18、露点t d:湿空气中水汽含量和气压不变的条件下,气温降到对水面而言达到饱和时的温度。
⼤⽓物理学(复习版)⼤⽓物理学第六章⼤⽓热⼒学基础⼀、热⼒学基本规律1、空⽓状态的变化和⼤⽓中所进⾏的各种热⼒过程都遵循热⼒学的⼀般规律,所以热⼒学⽅法及结果被⼴泛地⽤来研究⼤⽓,称为⼤⽓热⼒学。
2、开放系和封闭系(1) 开放系:⼀个与外界交换质量的系统(2) 封闭系:和外界互不交换质量的系统(3) 独⽴系:与外界隔绝的系统,即不交换质量也不交换能量的系统。
3、准静态过程和准静⼒条件(1)准静态过程: 系统在变态过程中的每⼀步都处于平衡状态(2) 准静⼒条件:P ≡Pe 系统内部压强p 全等于外界压强Pe4、⽓块(微团)模型⽓块(微团)模型是指宏观上⾜够⼩⽽微观上含有⼤量分⼦的空⽓团,其内部可包含⽔汽、液态⽔或固态⽔。
⽓块(微团)模型就是从⼤⽓中取⼀体微⼩的空⽓块,作为对实际空⽓块的近似。
5、⽓象上常⽤的热⼒学第⼀定律形式【⽐定压热容cp 和⽐定容热容cv 的关系cp= cv+R ,(R ⽐⽓体常数)】6、热⼒学第⼆定律讨论的是过程的⾃然⽅向和热⼒平衡的简明判据,它是通过态函数来完成的。
7、理解熵、焓(从平衡态x0开始⽽终⽌于另⼀个平衡态x 的过程,将朝着使系统与外界的总熵增加的⽅向进⾏;等焓过程: 绝热和等压;物理意义:在等压过程中,系统焓的增加值等于它所吸收的热量)8、⼤⽓能量的基本形式:(1)内能;(2)势能;(3)动能;(4)潜热能9、⼤⽓能量的组合形式(1)显热能:单位质量空⽓的显热能就是⽐焓。
(2)温湿能:单位质量空⽓的温湿能是显热能和潜热能之和。
(3)静⼒能: 对单位质量的⼲(湿)空⽓,⼲(湿)静⼒能:(4)全势能: 势能和内能之和称全势能10、⼤⽓总能量⼲空⽓的总能量: 湿空⽓的总能量: ⼆、⼤⽓中的⼲绝热过程1、系统(如⼀⽓块)与外界⽆热量交换(δQ=0)的过程,称为绝热过程。
286.0000)()(p p p p T T d ==κ(对未饱和湿空⽓κ= κd=R/Cp=0.286计算⼤⽓的⼲绝热过程)例:如⼲空⽓的初态为p=1000hpa,T0=300K ,当它绝热膨胀,⽓压分别降到900hpa 和800hpa 时温度分别为多少?2、⼲绝热减温率定义:未饱和湿空⽓块温度随⾼度的变化率的负值为⼲绝热减温率γv ,单位°/100mdp ρ1-dT c =αdp -dT c =δQ p p 2p k d V 21+gz +T c =E +Φ+U =E Lq +V 21+gz +T c =Lq +E +Φ+U =E 2p k m m C m k km K c g o pdd 100/1100/98.0/8.9≈===γ3、位温θ定义: 把空⽓块⼲绝热膨胀或压缩到标准⽓压(常取1000hpa )时应有的温度称位温。
大气物理知识点总结大气物理是研究大气运动、气象现象和大气环境的学科。
它涉及了大气的结构、运动规律、热力学和动力学过程等多个方面。
在现代大气物理研究中,人们不仅仅关注天气预报和气候变化,还涉及到了空气污染、天然灾害等问题。
下面将对大气物理的一些重要知识点进行总结。
大气的成分和结构大气是地球表面上的气体层,由各种气体组成。
主要成分包括氮气(78%)、氧气(21%)、稀有气体(1%)、水蒸气(变化范围大)等。
大气主要分为四层:对流层(最底层)、平流层、中间层和外部层。
大气的运动规律大气运动包括垂直运动和水平运动。
垂直运动主要是对流运动和垂直运动。
而水平运动则包括风、地转风、切向速度、螺旋速度、地面风、垂直风等。
大气的热力学过程大气中的热力学过程包括气体的热胀冷缩、热传导、对流传热、辐射传热等。
这些过程对大气的热力学结构和气候有着重要的影响。
大气的动力学过程大气中的动力学过程主要包括了地球的自转和公转、大气的环流、热带气旋、高空急流、地理风等。
通过这些过程,可以了解大气的轨迹和运动规律。
大气现象大气现象主要包括天气、云、雨、雪、冰雹、雾、霾、龙卷风、飓风、台风、雷电、飞沙走石等。
这些现象对人类的生活和生产有着重要的影响。
气象预报气象预报是利用大气物理的知识对气象现象进行预测和预报。
它可以帮助人们更好地安排生活和工作,预防天气灾害等。
气候变化气候变化是指地球气候系统长期的变化。
它包括了气温、降水量、风向等的变化。
近些年来,由于人类活动的影响,气候变化已成为一个重要的全球性问题。
空气污染空气污染是指大气中出现的污染物质,包括了颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等。
空气污染对人类的健康、环境等都具有严重的影响。
天然灾害天然灾害包括了台风、龙卷风、地震、洪水、干旱等。
它们对人类的生产和生活造成了很大的损失。
在大气物理研究中,人们不断地深入探索大气的奥秘,致力于提高气象预报的准确性、探索气候变化的规律、减少空气污染和防范天然灾害。
12、3、4、实际大气不是绝热的,空气运动时,能够通过湍流交换、辐射和分子热传导等与周围环境大气交换热量5、对于运动着的空气,特别是做垂直运动时,由于气压随高度变化很快,气体温度短期内就发生很大变化,热量交换对空气温度的影响远小于由空气压缩或膨胀所造成的影响,此时可忽略热交换作用,假设气块是绝热的。
6、在一些情况下,不可认作绝热。
如:近地层大气,湍流交换强,气块从地面获得热量;平流层中,气块主要受辐射过程控制;当过程进行的时间较长,热量交换的累积效应不可忽略7、干绝热递减率:0.98℃/100m .实际工作取18、状态曲线:气块在作垂直运动时,其温度随高度的变化曲线称为状态曲线干绝热线:干绝热过程的状态曲线称为干绝热线湿绝热线:湿绝热过程的状态曲线称为湿绝热线层结曲线:环境空气温度随高度的分布曲线称为层结曲线。
由于干绝热过程中位温和熵守恒的性质,干绝热线又称为等位温线或等熵线。
它表示干空气或未饱和湿空气在绝热升降过程中的状态变化曲线。
9、比湿q为单位质量湿空气内的水汽质量,常用单位为g/kg 在数值上比湿≈混合比1.饱和水汽压 es只和温度有关,饱和混合比 ws 和饱和比湿 qs都只与气压和温度有关,与空气中的水汽含量无关。
2.抬升凝结高度指未饱和湿空气绝热抬升至相对于平纯水面饱和时所达到的高度。
在此高度上,气块的温度等于露点温度3.温度不发生变化,物质发生相变时吸收或放出的热量称为“潜热4.假绝热过程:气块上升过程是湿绝热过程,下沉时为干绝热过程,因此当气块下降到原来起始高度时,温度比原来的高5.热上升到水汽全部凝结降落后,再沿着干绝热线下降到1000 hPa 时所具有的温度称为假相当位温θse(欧美国家称为相当位温θe)6.因为假相当位温θse在湿绝热过程中守恒,因此湿绝热线也称为假相当位温线.7.气块法有如下假定:绝热、准静态、静力平衡8.气象中所指的对流是指由于浮力作用导致的垂直方向的热量传输。