王志福气象学与气候学第四章 大气的运动.pdf
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第四章 大气的运动
第一节 气压随高度和时间的变化
一、气压随高度变化
静力学方程——受力平衡、空气柱厚度不大、不考虑
空气密度、温度随高度的变化情况下运用
压高方程——大气运动、空气柱厚度较大、需考虑空
气密度、温度随高度的变化情况下运用
气象学与气候学
第四章 大气的运动
第一节 气压随高度和时间的变化
一、气压随高度变化
1、静力学方程
dP g P
垂直气压梯度或单位高度气压差 (hPa/m ) dZ = Rd T
R T
单位气压高度差 (m/hPa ) h = d
g P
气压P 相同,气温T 越高,单位气压高度差h 大
气象学与气候学
气温T 相同,气压P 越高,单位气压高度差h 小
第四章 大气的运动
第一节 气压随高度和时间的变化
一、气压随高度变化
2、压高方程
1)通用压高方程
气压随高度增高而呈指数规律递减:
低层大气气压递减得快,高层气压递减得慢
低温时气压递减得快,高温时气压递减得慢
为计算方便引入均质大气、等温大气和多元大气概念
均质大气:假设密度不随高度变化(8000m 以下)
等温大气:假设温度不随高度变化
多元大气:假设温度直减率r 不随高度变化
气象学与气候学
第四章 大气的运动
第一节 气压随高度和时间的变化
一、气压随高度变化
2、压高方程
2 )等温大气压高方程
利用等温大气压高方程可计算:
根据不同高度上气压差和气柱的平均温度,求两处之
间的高度差(如飞机高度表原理)
根据某一高度的气压值和气柱平均温度,推算另一高
度的气压值(某气象台站据本地气压、海拔高度和本地
气柱平均温度,推算海平面气压)
由不同高度上的气压,求得两高度之间气柱平均温度
气象学与气候学
第四章 大气的运动
第一节 气压随高度和时间的变化
一、气压随高度变化
2、压高方程
3 )多元大气压高方程
多元大气是不等温大气,气温要按照恒定的直减率r 递
减。已知初始高度(如海平面)上气温T ,则任意高度
0
上气温T 由气温直减率得出,若已知海平面上气压P ,
0
可据多元大气压高方程计算得出任意高度上的气压PZ 。
* 压高方程的意义—— 气压随高度变化的规律,即气压随高
度增加按照指数函数规律递减:低层气压递减幅度大、高层
气压递减幅度小;不考虑气温随高度变化时,用等温大气压
高方程计算(饱和湿空气中用虚温取代气温);考虑气温随
高度变化时,用多元大气压高方程计算,气压递减得略快
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