干绝热过程

更新时间:2024-07-01 13:51

干空气或未饱和湿空气在上升或下沉过程中的绝热过程。

描述

在垂直升降运动过程中,气块中所含的水汽始终未达到饱和,没有发生相变的绝热过程,称为干绝热过程。这里的“干”表示未饱和气块在绝热过程中没有发生水相的变化,并非指不含有水汽。“绝热”表示系统与外界无热量交换的过程。因此,“干绝热”则指没有相变发生的绝热过程。例如,干空气块升降,以及未饱和湿空气块的升降过程。

由于满足垂直运动的三个基本假定,因此它又是可逆过程,常称为可逆干绝热过程。干绝热过程中,温度变化完全取决于气压的变化。

干绝热方程(泊松方程)

大气的干绝热过程可用下式表示(公式推导可参见“盛裴轩等《大气物理学》”):

式中,(P0,T0)表示初始状态气块的压强温度;(P,T)表示任意状态下气块的压强和温度。该方程即为干空气或未饱和湿空气的绝热方程,称为干绝热过程(又称泊松方程)。该方程反映了未饱和湿空气在干绝热过程中温度和压强之间的关系,气块的温度仅取决于气压。根据干绝热方程,已知未饱和湿空气的任意初始状态(P0,T0),可求得干绝热过程中任一状态相应的(P,T)。

干绝热减温率

干绝热过程中气块温度随高度的变化率叫干绝热减温率,用Gd 表示,公式如下:

气象工作中常把Gd 看作常数, 即Gd =0.98 ℃/100m。近似有 Gd =1℃/100m,这说明在干绝热过程中,气块每上升或下降100米,气温约下降或升高1 ℃(如图1所示)。

这里应该注意的是,干绝热减温率与气温直减率的含义是完全不同的。干绝热减温率是干空气在绝热上升过程中气块本身的降温率,它近似于常数;而G 是表示周围大气的温度随高度的分布情况,大气中随地-气系统之间热量交换的变化,气温直减率可有不同数值。

免责声明
隐私政策
用户协议
目录 22
0{{catalogNumber[index]}}. {{item.title}}
{{item.title}}