基本气象理论_01.ppt

概 述 本教程是根据飞行员培训大纲要求，参考多种相关教材编写而成的。主要介绍如下内容 基本气象原理； 各种类型天气的发展过程及其预测； 对飞行有严重影响的天气现象及如何避免 它们的影响。 地球周围包围着一层深厚的空气圈，称为地球大气，简称大 气(atmosphere)。 大气不停地运动，不断地变化，呈现出各种各 样的天气(weather)现象。大气的状态用气温、气压、湿度、风、 云、降水、能见度等基本气象要素(meteorological element)表示。 第一节 大气 一、 大气的成分 1. 干洁空气 无水汽、无杂质的混合气体, 氮(78%)、氧(21%)、氩、 二氧化碳、臭氧占干空气总体积含量的99.97%； 2. 水汽 大气中唯一能发生相变的成分,来源于地面。含量不多,按 容积计算,只占0-5%. 但作用重要； 3. 气溶胶粒子 (大气杂质) 水汽凝结物水滴和冰晶，悬浮的固体 烟粒、盐粒、尘粒、各种凝结核以及带电离子等。 大气垂直分层示意图 对流层的三个主要特点： 气温随高度的增高而降低； 空气具有强烈的对流运动(垂直混合)； 气象要素的水平分布不均匀。 厚度随纬度和季节而变 低纬厚于高纬 夏季厚于冬季 已知某地的地面气温为T0(°C)， 可大致推算该地Z(m) 高度上的气温 TZ(°C) : TZ = T0 －γ Z 1. 摄氏 ( Celsius )温标（° C） C=5/9x(F-32) 2. 华氏 (Fahrenheit)温标（° F） F=9/5xC+32 3. 开氏 ( Kelvin )温标（ K） K=C+273.16 （二）.气温的增热和冷却 气温的变化实质上是空气内能的变化的反映 1. 气温的非绝热变化 空气块与外界交换热量而产生的温度变化方式有辐射、传导、对 流、乱流、水相变化[蒸发（升华）和凝结（凝华）]等。 空气与地面之间交换热量，最主要是长波辐射； 气层之间交换热量，主要依靠对流和乱流。 2. 气温的绝热变化 空气块由于自身内能增减而产生的温度变化： 一团空气绝热上升，体积膨胀，其一部分内能反抗外界压力而作功，温 度下降；反之，外力作功，转变为空气的内能，温度升高。 引起空气温度变化的绝热因素和非绝热因素常常是同时存在的,但因条件不同而有主次之分,当气块作水平运动或静止不动时,非绝热变化是主要的,当气块作垂直运动时,绝热变化是主要的。 a. 干空气温度的绝热变化(无水相变化) γd=1 oC/100 m b. 湿空气温度的绝热变化(有水相变化) γm=0.4 - 0.7 oC/100 m 由地球周围大气的重量而产生的压强，简称气压。在 静止大气中任一高度上的气压值，等于其单位面积上垂直 空气柱的重量。 气压的单位为帕斯卡*，简称帕（Pa）。气象部门以百 帕（hPa）为单位,亦用毫巴（mb）表示。 一百帕=1000达因/厘米2=100牛顿/米2 气压的另一个单位为毫米水银柱高（mmHg）。 两种气压单位的换算关系为 1mmHg ≈ 1.333hPa 1hPa ≈ 0.75mmHg * Pascal(1623-1662) 法国数学家、物理学家、哲学家 （二）气压随高度的变化 气压总是随高度递减的,但递减的快慢程度却不一样。低层 较快，高层较慢。 在近地面层中，高度每升高100米，气压约降 低9.5mmHg。 1. 大气静力学基本方程 大气静力学基本方程（简称静力方程）表示的是：大气在 垂直方向上所受的作用力达到平衡时，气压随高度变化的定量 关系，即 dP = -ρgdz 2. 压高公式及其应用 压高公式 较好地解决了