空气线图

大气分层示意图大气分层按照大气在垂直方向的各种特性，将大气分成若干层次。

按大气温度随高度分布的特征，可把大气分成对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。

按大气各组成成分的混和状况，可把大气分为均匀层和非均匀层。

按大气电离状况，可分为电离层和非电离层。

按大气的光化反应，可分为臭氧层。

按大气运动受地磁场控制情况，可分有磁层。

地球大气按其基本特性可分为若干层，但按不同的特性有不同的分层方法。

常见的分层方法有：自地球表面向上，随高度的增加空气愈来俞稀薄。

大气的上界可延伸到2000～3000公里的高度。

在垂直方向上，大气的物理性质有明显的差异。

根据气温的垂直分布、大气扰动程度、电离现象等特征，一般将大气分为五层对流层、平流层、中间层、热层和外层（又称外逸层或逃逸层）。

接近地面、对流运动最显著的大气区域为对流层，对流层上界称对流层顶，在赤道地区高度约17～18千米，在极地约8千米；从对流层顶至约50千米的大气层称平流层，平流层内大气多作水平运动，对流十分微弱，臭氧层即位于这一区域内；中间层又称中层，是从平流层顶至约80千米的大气区域；热层是中间层顶至300～500千米的大气层；热层顶以上的大气层称外层大气。

1 对流层（troposphere）对流层是大气的最下层。

它的高度因纬度和季节而异。

就纬度而言，低纬度平均为17～18公里；中纬度平均为10～12公里；高纬度仅8～9公里。

就季节而言，对流层上界的高度，夏季大于冬季，例如南京夏季对流层厚度可达17公里，冬季只有11公里。

对流层集中了整个大气质量的3/4和几乎全部水汽，它具有以下三个基本特征：（1）气温随高度的增加而递减，平均每升高100米，气温降低0.65℃。

其原因是太阳辐射首先主要加热地面，再由地面把热量传给大气，因而愈近地面的空气受热愈多，气温愈高，远离地面则气温逐渐降低。

（2）空气有强烈的对流运动。

地面性质不同，因而受热不均。

暖的地方空气受热膨胀而上升，冷的地方空气冷缩而下降，从而产生空气对流运动。

空氣線圖(Psychrometric Chart)分析及推演壹、空氣性質及相關公式一、濕空氣(Wet)AIR=乾空氣Dry Air＋水蒸氣Water VaporP＝P a＋P vm＝m a＋m v二、空氣線圖(Psychrometric Chart)~討論空氣中含有不同質量水氣時隻性質(濕空氣性質)1.乾球溫度(℃DB)：一般溫度計所測試得到之溫度。

(計算顯熱量用)2.濕球溫度(℃WB)：一般溫度計之感溫球包紮濕砂布，在5m/s之氣流下所測試得到之溫度。

3.露點溫度(℃DP)：空氣受冷卻後(等壓冷卻)，水蒸氣開始凝結成水滴之溫度。

即為對應於蒸氣壓P v之飽和溫度。

4.相對濕度ψ(%RH)：同溫下，空氣中實際所含水分( m v)與所含最大飽和水分( m s)之比。

ψ＝( m v)/ ( m s)＝( P v)/ ( P s)；at Temp Constan5.濕度比ω或絕對濕度X(Kg/Kg’)：空氣中實際所含水分( m v)與單位乾空之量( m a)之比。

(計算潛熱量用)ω＝0.622 (P v)/ (P a)＝0.622 (P v)/ (P-P v)6.焓h(Kcal/hr)：空氣熱能之單位(計算全熱量用)，焓值根據一定基準面，乾空氣的零值系選擇0℃的空氣，水蒸氣的零值系選擇0℃的飽和液態水，即與蒸氣表所用的基準面相同。

h＝C p×T＋ω×h v7.比容υ(m3/Kg’)：用理想氣體方程式計算比容。

8.顯熱比SHF(Sensible Heat Factor)：顯熱(Hs)與全熱(H t)之比。

Reference Point：78℉、50%RH或80℉、50%RHSHF＝(Hs)/ (H t)＝(Hs)/ (H L+ Hs)三、理想氣體Ideal Gas LawP a：Kpa υ：m3/Kg’＝(V體積/ m a空氣質量) T：°KR：氣體常數(KJ/Kg-°K)=R v(萬用氣體8.134) / M(分子量)四、練習題目空調區域容積：6×4×4m，室溫38℃DB，大氣壓力101KPa，相對溼度70%RH，求室內濕度比ω、露點溫度(℃DP)、空氣質量m a、水氣質量m V。

空气线图术语与概念:1、干球温度T:即为用温度计测得的空气温度,称其为干球温度。

就是为了与后述的湿球温度相区别。

2、湿球温度T w:将温度计的温泡扎上润湿的纱布,并将纱布的下端浸于充水容器中,就成为湿球温度计了。

将湿球温度计置于通风处,使空气不断流通,此时该温度计读数为湿球温度。

3、露点温度T d:指空气在水汽含量与气压都不改变的条件下,冷却到饱与时的温度,形象地说,就就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。

4、绝对湿度Z(absolute humidity):定义就是每立方米空气中实际所含的水蒸气的重量,单位为g/m3。

饱与绝对湿度:指1m3空气中实际所含的水蒸气最大限度的重量。

5、相对湿度Ф(relative humidity):指空气实际的水蒸气分压力与同温度下饱与状态空气水蒸气分压力之比。

6、含湿量d:每公斤干空气所含有的水蒸气量g/kg干是以1kg干空气作为计算的基准的。

7、焓i:定义为:该物质的体积、压力的乘积与内能的总与。

对近似定压过程,可直接用湿空气的焓变化度量空气的热量变化。

8、比容(V):定义就是密度的倒数,即就是每千克的空气中所含空气的体积。

9、潜热(Latent Heat):潜的意思就就是温度计测量不出来温度的变化,也就就是物体的热能变了,但就是温度并没有变化,比如0度的水凝结成0度的冰需要散发出一定的能量,但就是温度还就是0度,还有100度的水汽化成100度的蒸汽也就是。

10、显热(Sensible Heat):这种能量的变化温度计可以感测出来有温度的变化,最简单的即就是天气的变化。

11、热湿比ε:热湿比定义为湿空气焓的变化与湿量的比,用公式表示:ε=Δi/Δd。

单位就是j/g或者Kj/kg,热湿比有正有负,可以代表湿空气状态变化的方向。

利用热湿比求空气状态举例:已知B=101325Pa,湿空气初参数为TA=20℃,Φa=60%,当增加10000KJ/H的热量与2KG/H的湿量后,温度TB=28℃,求湿空气的终状态。

空气线图(焓湿图)与空气处理过程介绍空气调节：使室内空气温度、湿度、速度、压力、洁净度等参数保持在一定范围内的技术称空气调节（空调）。

一、几个常用名词解释1、干空气：是氮、氧、二氧化碳、氩、氦、氖、氪、氙、氡、臭氧等的混合物。

空气中含有不同的水分，含有水份的空气称为湿空气。

2、空气焓值Enthalpy（i）：kj/kg干空气，湿空气的质量焓，1Kg干空气和0.001dKg水蒸气质量焓的总和。

也可理解为热函（kcal/kg），即干空气的显热和水蒸气的显热+潜热的总和，即湿气的全热量)，也是物体保有热量的总量。

3、湿度：湿度就是指空气中湿气的含量。

物理定义:空气湿度是用来表示空气中的水汽含量多少或空气潮湿程度的物理量。

4、相对湿度Relative Humidity（φ）：日常生活中所指的湿度为相对湿度，%RH表示；实际空气的湿度与同温度下达到饱和的湿度之比值。

也可解释为即气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(或水蒸气压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(或饱和水蒸气压)的百分比。

5、湿度比Humidity Ratio：gw(water)/kga(air干空气)，在含有1Kg的湿空气中所含有的水蒸汽的质量g；6、绝对湿度(absolute humidity)：指单位体积(1m^3)空气中实际所含的水蒸气的重量(g)，单位为g/m^3。

简化为：空气中的水蒸气质量与湿空气的总体积之比。

7、干球温度Dry Buib Temperature（DBT）：一般温度传感器所量到的温度，也是真正的空气温度；8、湿球温度Wet Buib Temperature（WBT）：是在温度传感器绑上湿布，再泡在一小杯水中，让水分包裹整个传感器，由于空气中的相对湿度一定小于等于百分之百(空气中的水蒸气未达饱和)，所以湿球的水份会被蒸发，在蒸发的同时将热量给带走，造成湿球温度下降，意即干湿球温度计读数相差愈大，水的蒸发愈旺盛；当湿球温度计读数相对稳定时，即为此时的湿球温度。

1.1.3T-ln-p图T-ln-p图是一种用来判断测站大气层结稳定度、预报强对流天气的重要工具，是常用的一种辅助天气图。

它是根据干空气绝热方程和湿空气绝热方程制作的图表，也称绝热图或热力学图。

T-ln-p图是一种用来判断测站大气层结稳定度、预报强对流天气的重要工具，是常用的一种辅助天气图。

它是根据干空气绝热方程和湿空气绝热方程制作的图表，也称绝热图或热力学图。

图1.6为MICAPS平台上显示的一张图，图上有等压线（纵坐标）、等温线（横坐标）、干绝热线（即等位温线，表示未饱和空气在绝热上升和下降过程中状态的变化曲线）、湿绝热线（即假相当位温线，表示饱和空气在绝热上升和下降过程中状态的变化曲线）和等饱和比湿线（即饱和空气比湿的等值线）。

薄气层的稳定判断在实际大气中，γ＞γd的绝对不稳定情况很少，只有在晴朗的白天近地面气层才可出现；γ＜γm的绝对稳定层结通常出现在晴朗的夜间；大多数情况为条件不稳定层结。

利用T-ln-p图可分析气象站上空大气稳定度状况或计算表征大气温、湿特性的各种物理量。

大气稳定度有静力稳定度和动力稳定度，这里讨论的是静力稳定度，它是表示大气层结对气块能否产生对流的一种潜在能力的量度。

通常采用“气块法”比较绝热上升和下降过程中气块温度递减率与环境大气温度递减率，来判断薄气层的稳定度，分为绝对稳定、绝对不稳定以及条件不稳定三种类型。

在T-ln-p图上比较层结曲线（斜率γ）、干绝热线（斜率γd=0.98℃/100m）和湿绝热线（斜率γm）的倾斜程度即可。

由于γd＞γm，故：⑴当γ＞γd时，干空气和湿空气均为不稳定，称为绝对不稳定；⑵当γ＜γm时，干空气和湿空气均为稳定，称为绝对稳定；⑶当γm＜γ＜γd时，对干空气是稳定的，对湿空气为不稳定，称其为条件不稳定。

（薄气层）整层大气稳定度判断当气层比较厚，或要考虑整层大气的稳定度时，由于γ不是常数，不适用上述判据。

而是根据不稳定能量的正负和大小，判断厚气层的稳定度，分为绝对不稳定、绝对稳定和潜在（真潜和假潜）不稳定。