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文檔簡(jiǎn)介

1、第三節(jié) 大氣的增溫和冷卻,1,全面分析,一、海陸的增溫和冷卻的差異 二、空氣的增溫和冷卻 (一)氣溫的非絕熱變化 (二)氣溫的絕熱變化 1、氣塊的概念和基本假定 2、絕熱過(guò)程,2,全面分析,3、泊松方程(干絕熱方程,T / T0 = ( P / P0 ) 0.286 (P0、T0)表示空氣塊的初始狀態(tài),(P、T)表示空氣塊最終的狀態(tài)。 此方程表示了初態(tài)和終態(tài)之間的內(nèi)在聯(lián)系,即絕熱變化時(shí)溫度隨氣壓變化的具體規(guī)律,3,全面分析,4、干絕熱直減率,一團(tuán)干空氣或未飽和的濕空氣塊絕熱上升時(shí),單位距離的溫度降低值。用 d表示。 d =(dTi / dZ)d 理論上計(jì)算出 d 1.0oC/100m,即在干絕

2、熱過(guò)程中,氣塊每上升100m,溫度降低約1oC;氣塊每下降100m,溫度升高約1oC。 若氣塊起始溫度為To,干絕熱上升Z高度后,其溫度為:T=To - d Z,4,全面分析,20oC,21oC,100m,干空氣升降時(shí)的絕熱變化,5,全面分析,d與(氣溫直減率) 的含義完全不同,1、d 是氣塊本身的降溫率; 是周圍大氣溫度隨高度的分布。 2、 d近似常數(shù),;可有不同數(shù)值,不是一個(gè)常數(shù),0.65oC/100m只是平均值,它可大于、小于或等于d ,并隨高度而變化,6,全面分析,5、濕絕熱直減率,補(bǔ)充) 飽和濕空氣在與周圍沒(méi)有熱量交換而始終保持著飽和時(shí)所發(fā)生的過(guò)程,稱濕絕熱過(guò)程。 為了研究方便,認(rèn)為

3、飽和濕空氣塊在絕熱上升過(guò)程中可能出現(xiàn)以下極端情況: 認(rèn)為氣塊絕熱上升時(shí)所產(chǎn)生的凝結(jié)物全部留在氣塊內(nèi),隨氣塊一起上升,當(dāng)氣塊從上升運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為下降時(shí),絕熱增溫又會(huì)引起水滴的蒸發(fā),以維持氣塊呈飽和狀態(tài)。 由于氣塊絕熱上升過(guò)程中水汽凝結(jié)所得到的潛熱與氣塊絕熱下降過(guò)程中水滴蒸發(fā)所失去的潛熱相等,過(guò)程是可逆的,稱為可逆濕絕熱過(guò)程。 這種極端情況相當(dāng)于只有云而無(wú)降水的情況,7,全面分析,飽和濕空氣塊絕熱上升時(shí),單位距離的溫度降低值。以m表示。 m = (dTi / dZ)m 設(shè)1克飽和濕空氣中含有水汽qs克,絕熱上升,凝結(jié)了dqs克水汽,所釋放出的潛熱為: dQ=L dqs 應(yīng)用熱力學(xué)第一定律,得到濕絕熱方程

4、(238)式。 此式說(shuō)明,飽和濕空氣上升時(shí),溫度隨高度的變化是由兩種作用引起的:一種是由氣壓變化引起,另一種是由水汽凝結(jié)時(shí)釋放潛熱引起,8,全面分析,由此推導(dǎo)得: m = d + L / Cp dqs / dZ L水汽的凝結(jié)潛熱; Cp空氣的定壓比熱;dqs 水汽的凝結(jié)量;dZ高度的變化量,9,全面分析,飽和濕空氣絕熱上升時(shí),一方面,同干空氣和未飽和濕空氣一樣,因膨脹作功消耗內(nèi)能而降溫;另一方面,又因絕熱冷卻作用,使氣塊中部分水汽凝結(jié)放出潛熱,使溫度降低值變小,所以m d 。 m = d + L / Cp dqs / dZ 上升, dZ 0,凝結(jié), dqs 0 則 dqs / dZ 0 所以m

5、 d,10,全面分析,m是一個(gè)變量(是P、T的函數(shù),它隨氣溫的降低而增大 因?yàn)闇囟雀撸珽大,空氣中水汽含量大,絕熱上升時(shí)凝結(jié)的水汽量就多,所釋放的潛熱就多,氣溫下降得少一些。 如:2019,1m3飽和空氣有1g水汽凝結(jié); 0 -1, 1m3飽和空氣只有0.33g水汽凝結(jié)。 表24,它隨氣壓的降低而減小 因?yàn)闅鈮航档停芏葴p小,體積熱容量(物體升高1所需的熱量)減小。由相等的潛熱供給空氣時(shí),氣壓較低的空氣由于潛熱而增高溫度必然比氣壓較高的空氣為多。 表24,11,全面分析,由表24可看出,對(duì)m影響最大的是溫度。 如1000hpa,當(dāng)溫度從20改變到 20時(shí), m值增大約一倍;而當(dāng)溫度為20時(shí),氣

6、壓從1000hpa改變到700hpa, m值只減小0.06 /100m。 因此,當(dāng)飽和濕空氣上升時(shí),溫度愈來(lái)愈低,水汽凝結(jié)量很小, m逐漸增大而接近于d,12,全面分析,O,T,H,濕絕熱線,干絕熱線,干絕熱線和濕絕熱線,1、 d近于常數(shù)(約為1oC/100m)故 干絕熱線呈一直線,2、 m d ,所以干絕熱線在左,濕 絕熱線在右。同一高度上,TmTd,Tm,Td,3、濕絕熱線下部:下陡上緩; 上部:與干絕熱線平行。 下面溫度高, m小,上面溫度低, m大。 到高層水汽凝結(jié)愈來(lái)愈多,而空氣 中水汽的含量愈來(lái)愈少,接近 干空氣, m與 d相近,溫度對(duì)數(shù)壓力圖,13,全面分析,未飽和空氣在絕熱上升

7、初期,溫度按干絕熱直減率( d)下降;到某一高度后,因冷卻而成為飽和空氣,再繼續(xù)上升,其溫度按濕絕熱直減率( m)下降。 飽和濕空氣下降時(shí),其溫度變化有兩種情況: 若飽和濕空氣中含有水滴或冰晶,在它下降過(guò)程中,由于水滴的蒸發(fā)和冰晶的升華要消耗一部分熱量,因而增溫率小于 d 。 若飽和濕空氣中沒(méi)有水滴或冰晶,在它下降過(guò)程中,由于絕熱增溫,空氣由飽和狀態(tài)變?yōu)椴伙柡蜖顟B(tài),其溫度要按干絕熱直減率( d)增溫,14,全面分析,以上討論了絕熱變化和非絕熱變化。 同一時(shí)間對(duì)同一空氣團(tuán)而言,溫度的變化常是兩種原因共同引起的。 當(dāng)空氣團(tuán)停留在某地或在地面附近作水平運(yùn)動(dòng)時(shí),P變化小,氣溫的非絕熱變化是主要的。 當(dāng)

8、空氣團(tuán)作升降運(yùn)動(dòng)時(shí),P變化快,氣溫的絕熱變化是主要的,15,全面分析,三、空氣溫度的個(gè)別變化 和局地變化,個(gè)別變化:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)個(gè)別空氣質(zhì)點(diǎn)的溫度變化??諝赓|(zhì)點(diǎn)在大氣中不斷地改變位置,不易直接觀測(cè)。 局地變化:某一固定地點(diǎn)空氣溫度隨時(shí)間的變化。如:氣象站不同時(shí)間的溫度觀測(cè)記錄,16,全面分析,平流變化,由于空氣的移動(dòng)所造成的某地溫度的變化。 冷空氣向暖空氣方面流動(dòng)的情形,稱為冷平流。使空氣溫度局地降低。 暖空氣向冷空氣方面流動(dòng)的情形,稱為暖平流。使空氣溫度局地升高,17,全面分析,它們之間的關(guān)系,如:預(yù)報(bào)北京的溫度,蒙古國(guó) 高空:西北氣流 近地層:20,北京 近地層:0,要考慮兩方面的作用,1、

9、據(jù)空氣的移動(dòng),預(yù)計(jì)36小時(shí)后, 蒙古冷空氣將移到北京;北京應(yīng) 下降20 。平流變化,2、冷空氣移動(dòng)過(guò)程中本身溫度的 變化。個(gè)別變化 。冷空氣南下時(shí) 吸收下墊面的熱量,據(jù)估計(jì),將升 高10,所以:北京36小時(shí)后,降溫10,局地變化 = 平流變化 + 個(gè)別變化,18,全面分析,以上為定性說(shuō)明,教材上還作了定量分析,得到公式2 57(45),表明,溫度的局地變化決定于: 1、空氣平流運(yùn)動(dòng)傳熱過(guò)程引起的局地氣溫變化;平流變化 2、空氣垂直運(yùn)動(dòng)傳熱過(guò)程引起的局地氣溫變化;一般,上升,氣溫降低;下沉,氣溫升高。(絕熱變化) 3、熱流入量(非絕熱變化);收入,氣溫升高;支出,氣溫降低,個(gè)別變化,19,全面分

10、析,四、大氣靜力穩(wěn)定度,許多天氣現(xiàn)象的發(fā)生,都和大氣穩(wěn)定度有著密切的關(guān)系,20,全面分析,一)大氣靜力穩(wěn)定度的概念,大氣中對(duì)流運(yùn)動(dòng)能否得到發(fā)展,對(duì)流發(fā)展的強(qiáng)弱與持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短,主要取決于大氣本身的層結(jié)狀態(tài)(層結(jié)大氣中溫度和濕度等要素的垂直分布)。 通常以在靜止大氣中受到垂直方向沖擊力的一氣塊,在不同大氣層結(jié)的影響下所產(chǎn)生的不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)判斷大氣層結(jié)的穩(wěn)定情況。(這種方法稱為氣塊法,21,全面分析,大氣靜力穩(wěn)定度(大氣層結(jié)穩(wěn)定度)是指氣塊受任意方向擾動(dòng)后,返回或遠(yuǎn)離原平衡位置的趨勢(shì)和程度。 它表示在大氣層中的個(gè)別空氣塊是否安于原在的層次,是否易于發(fā)生垂直運(yùn)動(dòng),即是否易于發(fā)生對(duì)流,22,全面分析

11、,假如有一團(tuán)空氣受到對(duì)流沖擊力的作用,產(chǎn)生了向上或向下的運(yùn)動(dòng),則可能出現(xiàn)以下三種情況,1、氣團(tuán)受力移動(dòng)后,逐漸減速(a0),并有返回原高度的趨勢(shì),這時(shí)的氣層對(duì)該氣團(tuán)而言是穩(wěn)定的。 2、氣團(tuán)一離開原位就逐漸加速(a0),并有遠(yuǎn)離原高度的趨勢(shì),這時(shí)的氣層對(duì)該氣團(tuán)而言是不穩(wěn)定的。 3、氣團(tuán)被推到某一高度后,既不加速也不減速(a=0),這時(shí)的氣層對(duì)該氣團(tuán)而言是中性氣層,23,全面分析,注意,大氣靜力穩(wěn)定度只是用來(lái)描述大氣層結(jié)對(duì)于氣塊的垂直運(yùn)動(dòng)起什么影響(加速、減速或等速)的一個(gè)概念, 這種影響只有當(dāng)氣塊受到外界的沖擊力以后才能表現(xiàn)出來(lái), 它并不表示大氣中已經(jīng)存在的垂直運(yùn)動(dòng)狀態(tài),24,全面分析,大氣靜力

12、穩(wěn)定度與大氣中對(duì)流發(fā)展的強(qiáng)弱密切相關(guān),例如: 在穩(wěn)定的大氣層結(jié)下,對(duì)流運(yùn)動(dòng)受到抑制,常出現(xiàn)霧、層狀云、連續(xù)性降水或毛毛雨等天氣現(xiàn)象。 而在不穩(wěn)定的大氣層結(jié)時(shí),對(duì)流運(yùn)動(dòng)發(fā)展旺盛,常出現(xiàn)積狀云、陣性降水、雷暴及冰雹等天氣現(xiàn)象。 所以分析大氣靜力穩(wěn)定度對(duì)天氣預(yù)報(bào)和大氣污染預(yù)報(bào)具有重要意義,25,全面分析,下面計(jì)算加速度 a,Pi Ti i,Pio Tio io,Z,Po To o,P T,氣塊擾動(dòng)前后的狀態(tài),當(dāng)氣塊處于平衡位置時(shí),具 有與四周大氣相同的氣壓、溫度 和密度,即Pio= Po , Tio = To , io = o,當(dāng)它受到擾動(dòng)后,就按絕熱過(guò) 程上升,經(jīng)Z后其狀態(tài)為Pi , Ti , i

13、 ;而這時(shí)四周大氣的狀態(tài)為P,T, 。根據(jù)準(zhǔn)靜力條件有Pi =P,而 Ti T, i,26,全面分析,Pi Ti i,浮力g,重力ig,單位體積氣塊受力示意圖,單位體積氣塊受到兩個(gè)力的作用, 一是四周大氣對(duì)它的浮力g ,方向 垂直向上;另一是本身的重力ig,方 向垂直向下,二者的合力稱為層結(jié)內(nèi) 力,以f表示,f=g- ig,單位體積 V=1,P T,據(jù)牛頓第二定律,f=ma,m=vi g- ig= ia,所以 a=( - i / i)g, 由=P/RT, i=Pi/RTi及P=Pi代入, 則,a,Ti - T,T,g,此式是判別穩(wěn)定度的基本公式,27,全面分析,a=(Ti-T / T)g,當(dāng)空

14、氣塊溫度比周圍空氣溫度高,即TiT時(shí),a 0,它將受到一向上的加速度。 當(dāng)空氣塊溫度比周圍空氣溫度低,即TiT時(shí),a 0,它將受到向下的加速度。 當(dāng)空氣塊溫度與周圍空氣溫度相同,即 Ti=T時(shí),a=0,垂直運(yùn)動(dòng)將不會(huì)發(fā)展,28,全面分析,綜上所述,某一氣層是否穩(wěn)定,實(shí)際上就是某一運(yùn)動(dòng)的氣塊比周圍空氣輕還是重的問(wèn)題。比周圍空氣重,傾向于下降;輕則傾向于上升;一樣重,則既不傾向于下降也不傾向于上升。 空氣的輕重決定于P和T,在P相同的情況下,空氣的相對(duì)輕重問(wèn)題,實(shí)際上就是T的問(wèn)題(=P/RT)。 一團(tuán)空氣比周圍空氣冷一些,則重一些,則傾向下降,這一氣層是穩(wěn)定的。反之,這團(tuán)空氣比周圍空氣暖一些,則輕

15、一些,傾向上升,這一氣層是不穩(wěn)定的。若氣團(tuán)與周圍溫度相同,輕重一樣,氣層中性,29,全面分析,上式僅表示氣塊處于空間某一層次的情況,若要知道氣塊在整層空氣中運(yùn)動(dòng)的情況,就得逐層加以判別,這樣使用不方便。 因此需要找出與大氣層結(jié)(大氣中的溫度、濕度隨高度的分布狀況;它可以利用無(wú)線電探空儀等儀器測(cè)知。)相聯(lián)系的穩(wěn)定度判據(jù),30,全面分析,二)判斷大氣穩(wěn)定度的基本方法 (對(duì)比、d、m,1、干空氣和未飽和濕空氣的穩(wěn)定度判據(jù),當(dāng)氣塊上升Z高度時(shí),氣塊的溫度為:Ti=Ti0- d Z 周圍空氣溫度為:T=T0- Z 起始溫度相等: Ti0 = T0,所以,a=g,d,T,Z,當(dāng) d時(shí),a0,則層結(jié)是穩(wěn)定的

16、; 當(dāng) d時(shí),a0,則層結(jié)是不穩(wěn)定的; 當(dāng) =d時(shí),a=0,則層結(jié)是中性的,31,全面分析,13,12,11,13,12,11,13,12,11,100m,200m,300m,11.2,12.0,12.8,11.0,12.0,13.0,10.8,12.0,13.2,d = d d =0.8 =1.0 =1.2,A B C,高度,32,全面分析,層結(jié)曲線:大氣溫度隨高度變化曲線 狀態(tài)曲線:上升空氣塊的溫度隨高度變化曲線,Z Z1 Ti T Z0 T,d,Ti T 重,沉 穩(wěn)定,Z Z1 Ti T Z0 T,= d,Ti=T 中性,Z Z1 T Ti Z0 T,d,TiT 輕,升 不穩(wěn)定,33,全

17、面分析,2、飽和濕空氣的穩(wěn)定度判據(jù),當(dāng)氣塊上升Z高度時(shí),氣塊的溫度為:Ti=Ti0- mZ 周圍空氣溫度為:T=T0- Z 起始溫度相等: Ti0 = T0,所以,a=g,m,T,Z,當(dāng) m時(shí),a0,則層結(jié)是穩(wěn)定的; 當(dāng) m時(shí),a0,則層結(jié)是不穩(wěn)定的; 當(dāng) =m時(shí),a=0,則層結(jié)是中性的,34,全面分析,3、幾點(diǎn)結(jié)論,1、愈大,大氣愈不穩(wěn)定; 愈小,大氣愈穩(wěn)定。如果很小,甚至等于0(等溫)或小于0(逆溫),將是對(duì)流運(yùn)動(dòng)的障礙。所以習(xí)慣上常將逆溫、等溫及很小的氣層稱為阻擋層。 2、當(dāng) m時(shí),不論空氣是否達(dá)到飽和,大氣總是處于穩(wěn)定狀態(tài),因而稱為絕對(duì)穩(wěn)定;當(dāng) d時(shí),則相反,稱為絕對(duì)不穩(wěn)定。 3、當(dāng)d

18、 m時(shí),對(duì)于作垂直運(yùn)動(dòng)的飽和空氣而言,層結(jié)是不穩(wěn)定的;對(duì)于作垂直運(yùn)動(dòng)的未飽和空氣而言,層結(jié)是穩(wěn)定的。這種情況稱為條件性不穩(wěn)定狀態(tài)。 若知道了某地某氣層的值,就可分析當(dāng)時(shí)大氣的穩(wěn)定度,35,全面分析,應(yīng)該注意的是,大氣層結(jié)曲線的值并不時(shí)處處相等的,因此氣塊法只能判斷較薄氣層(此時(shí)才能假定是常數(shù))的層結(jié)穩(wěn)定度。 另外,氣塊法的穩(wěn)定度判據(jù)是在以下兩個(gè)假定條件下得到的: 氣塊在升降過(guò)程中不與周圍空氣發(fā)生質(zhì)量、能量的交換,即其狀態(tài)變化是絕熱的;周圍大氣沒(méi)有升降運(yùn)動(dòng),即周圍大氣是靜止的。 這些假定顯然與大氣的實(shí)際情況不完全符合,所以,氣塊法只能做到定性正確。 但由于氣塊法簡(jiǎn)便易做,所以在實(shí)際工作中常應(yīng)用它

19、,36,全面分析,另外,穩(wěn)定氣層雖不利于對(duì)流的發(fā)展,但絕不能認(rèn)為對(duì)流在其中不能發(fā)展。 如果在起始高度上有強(qiáng)烈的局部增溫,盡管當(dāng)時(shí) m ,氣塊的垂直加速度仍然可以大于零。 相反,在 d的氣層中,如果沒(méi)有沖擊力,氣塊不會(huì)產(chǎn)生對(duì)流,更不會(huì)發(fā)展對(duì)流,37,全面分析,第四節(jié) 大氣溫度隨時(shí)間的變化,氣溫的變化可分為周期性變化和非周期性變化兩大類。由地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)引起的氣溫變化,在時(shí)間上是以一日或一年為周期的,所以叫氣溫的周期性變化。由于大氣的水平運(yùn)動(dòng)所引起的沒(méi)有明顯周期的變化,稱為氣溫的非周期性變化,38,全面分析,一、氣溫的周期性變化,一)氣溫的日變化 大氣邊界層(摩擦層)的溫度主要受地表面增熱與冷卻

20、作用的影響而發(fā)生變化。 如,白天,當(dāng)?shù)乇砦仗?yáng)輻射能而逐漸增熱,通過(guò)輻射、分子運(yùn)動(dòng)、湍流及對(duì)流運(yùn)動(dòng)和潛熱輸送等方式將熱量傳遞給邊界層大氣,使大氣溫度隨之升高; 夜間,地表因放射長(zhǎng)波輻射而冷卻,使邊界層大氣溫度隨之降低。因而引起邊界層大氣溫度的日變化。 地表面對(duì)邊界層大氣溫度的影響與地表性質(zhì)有關(guān)。冷暖洋流也影響洋面上空的大氣。 大氣中的水平運(yùn)動(dòng)與垂直運(yùn)動(dòng)都會(huì)引起局地氣溫的變化,39,全面分析,1、特點(diǎn),P51圖230 一個(gè)最高值:14點(diǎn)左右 一個(gè)最低值:日出前后, 由于日出時(shí)間隨緯度和季節(jié)不同,因而最低溫度出現(xiàn)的時(shí)間是不完全相同的,40,全面分析,為什么最高氣溫不出現(xiàn)在正午日射最強(qiáng)的時(shí)候(12

21、點(diǎn)),而在午后兩點(diǎn)鐘左右呢,大氣的熱量主要來(lái)源于地面;地溫的高低決定于地面儲(chǔ)存熱量的多少。 日出后,隨著太陽(yáng)輻射的增強(qiáng),地面吸收太陽(yáng)短波輻射所得到的熱量,愈來(lái)愈大于地面因長(zhǎng)波輻射而失去的熱量,地面熱量盈余,地溫升高。地面長(zhǎng)波輻射隨之增強(qiáng),大氣吸收了地面長(zhǎng)波輻射后,氣溫也上升。直到正午,一直如此。 正午以后,太陽(yáng)輻射強(qiáng)度開始減弱,但地面得到的熱量仍比失去的多,收入仍大于支出,所以地溫繼續(xù)升高,長(zhǎng)波輻射繼續(xù)加強(qiáng),氣溫也隨之仍然繼續(xù)升高。 午后一點(diǎn)(13時(shí))左右,地面失熱比得到多,地溫開始下降。由于地面熱量傳遞給空氣需要一定的時(shí)間,所以最高氣溫出現(xiàn)在14時(shí)左右。 氣溫下降至日出以前地面儲(chǔ)存的熱量減至

22、最少為止,41,全面分析,2、氣溫日較差,一天中氣溫的最高值與最低值之差。 它的大小可反映氣溫日變化的程度。 影響因子: (1)緯度:低緯高緯; 熱帶12、溫帶89、極圈內(nèi)34; 因太陽(yáng)高度角的日變幅隨緯度增加而減小,42,全面分析,2)季節(jié):夏冬,中緯最顯著:如重慶七月9.6,一月5.1。 中緯,正午太陽(yáng)高度角隨季節(jié)而有較大差異,夏季正午太陽(yáng)高度角比冬季大得多。 熱帶,由于正午太陽(yáng)高度角終年少變,氣溫日較差隨季節(jié)變化很小。 極地,由于冬季有很長(zhǎng)一段時(shí)間是極夜,夏季很長(zhǎng)一段時(shí)間是極晝,太陽(yáng)輻射的日變化隨季節(jié)變化的程度不大,所以氣溫日較差隨季節(jié)變化也不大,43,全面分析,3)地形:凹地凸地;山谷

23、山峰,因?yàn)樵诎枷莸胤?,空氣體積受到一定限制,而且空氣與四周坡地相接觸,所以白天空氣迅速增熱,而夜間又強(qiáng)烈變冷。此外,夜間冷卻的空氣由四周順坡而下,匯集谷地。凹陷處風(fēng)力微弱,空氣與自由大氣的交換也進(jìn)行得很緩慢。 相反,在凸出地形頂部,空氣交換便利,白天從自由大氣不斷地流來(lái)新鮮空氣,因此丘頂空氣的增熱就受到限制。夜間,由于與土壤接觸而變冷的空氣順斜坡流至低地,而為來(lái)自周圍自由大氣中較暖的空氣所代替,所以氣溫下降不強(qiáng)烈,44,全面分析,4)地表性質(zhì):一般說(shuō)來(lái),溫度變化劇烈的表面,氣溫日較差也較大,陸海,內(nèi)陸沿海, 沙漠地區(qū)潮濕地區(qū),旱田水田, 沙土粘土,深色土淺色土, 裸露地面有植被的地方, 植被稀

24、疏的地方植被覆蓋度大的地方,45,全面分析,5)天氣狀況:晴陰,P51圖231 有云層存在,則白天地面得到的太陽(yáng)輻射少,最高氣溫比晴天低。而在夜間,云層覆蓋又不易使地面熱量散失,最低氣溫反而比晴天高,46,全面分析,氣溫的日變化與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有密切關(guān)系,它可以影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育速度、有機(jī)物質(zhì)積累、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等。 對(duì)大部分農(nóng)作物來(lái)說(shuō),以白天氣溫在2232和夜間氣溫在1220這樣的日變化為宜。 白天的溫度有利于加強(qiáng)光合作用,制造較多的有機(jī)物質(zhì);夜間的溫度有利于降低呼吸作用,減少有機(jī)物質(zhì)的消耗,增加糖分和蛋白質(zhì)的積累,因而農(nóng)作物子實(shí)飽滿,品質(zhì)較好,易獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),47,全面分析,二)氣溫的年變化,

25、1、特點(diǎn):(12個(gè)月的月平均氣溫) 絕大部分地區(qū): 一個(gè)最高值:北半球,陸7月,海8月 一個(gè)最低值:北半球,陸1月,海2月 不在太陽(yáng)輻射 最強(qiáng)的一天:北半球夏至,6月21、22日 最弱的一天:北半球冬至,12月2123日 而是要落后12個(gè)月,48,全面分析,2、氣溫年較差,一年中月平均氣溫的最高值與最低值之差。 影響因子: 緯度:高緯低緯(與日較差相反) 赤道附近,晝夜長(zhǎng)短幾乎相等,最熱月和最冷月熱量收支相差不大,氣溫年較差很??;愈到高緯地區(qū),冬夏區(qū)分明顯,氣溫年較差很大。 P52圖232 海陸:陸海,49,全面分析,據(jù)氣溫年較差的大小及最高、最低值出現(xiàn)的時(shí)間,可將全球分成四種類型,1、赤道型

26、:曲線1 兩個(gè)最高值、兩個(gè)最低值,年較差很小 2、熱帶型:曲線2 一個(gè)最高值、一個(gè)最低值,年較差不大 3、溫帶型:曲線3 一個(gè)最高值、一個(gè)最低值,年較差較大 4、極地型:曲線4、5 一個(gè)最高值、一個(gè)最低值,年較差很大,50,全面分析,二、氣溫的非周期性變化,指在時(shí)間上沒(méi)有像周期性變化那樣有規(guī)律的氣溫變化。 可以發(fā)生在一日和一年的任何時(shí)間,而且大多是由氣團(tuán)的交替、空氣的平流所引起的。 變化幅度和時(shí)間沒(méi)有一定的周期。 在中、高緯,氣溫的非周期性變化非常明顯,51,全面分析,溫帶地區(qū),春秋兩季這種擾亂更加顯著。 例如,我國(guó)34月份是江南春暖花開、水稻育秧的好季節(jié),但常因冷空氣南下,氣溫突然下降,出現(xiàn)

27、“倒春寒”,常引起爛秧; 如2005年3月初,武漢溫度似初夏,但3月11日下雪。 秋季,正是秋高氣爽的時(shí)候,也常會(huì)因?yàn)榕諝獾膩?lái)臨而出現(xiàn)“小陽(yáng)春”或“秋老虎”天氣。 熱帶地區(qū)下午的雷雨,可以打亂一天中最高氣溫出現(xiàn)的時(shí)間,52,全面分析,實(shí)際上,某地氣溫的變化是周期性變化和非周期性變化共同影響的結(jié)果。 從總的趨勢(shì)和大多數(shù)情況來(lái)看,氣溫日變化和年變化的周期性還是主要的,53,全面分析,第五節(jié) 大氣溫度的空間分布,54,全面分析,一、氣溫的水平分布,氣溫的水平分布通常用等溫線圖表示。 等溫線:地面上氣溫相等地點(diǎn)的連線。即同一等溫線上,各處溫度相等。 等溫線的不同排列表示氣溫分布的不同特點(diǎn): 稀疏相差

28、不大, 密集懸殊 平直影響因素少,彎曲影響因素多 東西向緯度, 與海岸平行海陸,55,全面分析,等溫線圖有兩種,一是海平面等溫線圖,它是消除高度影響的氣溫分布圖。 氣溫的主要影響因素:緯度、海陸、高度 繪圖時(shí)常把溫度值訂正到海平面上(將高山、高原的氣溫按當(dāng)?shù)氐钠骄鶜鉁刂睖p率訂正到海平面,把緯度、海陸及其它因素更明顯地表現(xiàn)出來(lái)。地理科學(xué)經(jīng)常采用這種等溫線圖。 二是實(shí)際等溫線圖,就是根據(jù)各地的實(shí)際氣溫值繪制的等溫線圖。它清楚地表示出一個(gè)地區(qū)的溫度分布。在生產(chǎn)實(shí)際中被廣泛應(yīng)用,56,全面分析,等溫線的間隔,因需要而不同,有1、2、4、5、10等。 在垂直于等溫線的方向上,單位距離(經(jīng)線上一度,即111km,有時(shí)也取100km)溫度的變化,稱為水平溫度梯度,57,全面分析,P54圖233、P55圖234,1月:北半球冬季、南半球夏季 7月:北半球夏季、南半球冬季 最上面、最下面各一排數(shù)字:經(jīng)度 最左邊、最右邊外側(cè)各一列數(shù)字:緯度 赤道0o,北半球取的面積大一些,南半球取的面積小一些。 粗實(shí)線等溫線,等溫線兩端(緯度數(shù)值內(nèi)側(cè))都標(biāo)有數(shù)值,若閉合,則正北方開口處標(biāo)有數(shù)值

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