位温

更新时间:2022-08-25 11:27

把干空气块绝热膨胀或压缩到标准气压(1000hPa)时的温度。

位温的作用

位温是具有保守性的物理量,即一个气块的位温不随气块所处的高度或压强的改变而改变,而温度是非保守性的物理量,会随着气块的位置或压强的改变而变化。与温度相比位温是一种稳定的示踪物,方便我们追溯气块或气流的源地及研究他们以后的演变。

描述

位温是干空气的一个重要的湿度参量,它在干绝热过程中具有守恒性,可用来比较不同气压下空气块的热力差。

未饱和湿空气的位温用 表示,定义式是:

上式中 是标准气压,常取1000hPa。

干洁大气的位温定义式是:

由于 ,所以( )一般小于0.1K,与日常观测中气温的误差值相当,在允许范围内,所以未饱和湿空气位温值常用干空气位温值代替,即未饱和湿空气位温可写为:

.

与温度相比,位温的守恒性和保守性在大气动力和热力学研究领域能得到广泛的应用。

特点

位温与热量的关系:空气块受热位温上升,空气块放热时位温降低,干绝热过程位温保持不变即具有保守性,因此称位温是具有保守性的物理量,位温的保守性便于研究气块或气流的来源及演变。

位温的垂直分布:在对流层内,一般大气的垂直减温率小于干绝热减温率,所以位温随高度增加而增加。

广义位温的简单介绍

位温和相当位温都有各自的适用范围:位温适用于干空气,相当位温适用于饱和湿空气。而实际大气大多是处于未饱和湿空气状态,此时,位温和相当位温的使用就受到了一定限制,为描述实际大气的非均匀饱和特性,曹洁、高守亭提出了未饱和湿空气的广义位温新概。

Gao等提出的广义位温定义式:

T:大气温度,p:气压,:位温,q:比湿,:饱和比湿,L:潜热,:比热容.

从方程可以看出,绝热过程中广义位温是守恒的,并且广义位温的引入没有带来大量的其他变量,在实际业务中有很大优势,因此广义位温能广泛应用到分析大气的稳定度、诊断温带气旋热带气旋飑线锋面雨带等多个领域。

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