第三章 大气污染气象学
内科大大气污染控制工程课件第3章 大气污染气象学
主要气象要素
3．气湿
➢ 绝对湿度－1m3湿空气中含有的水汽质量 ➢ 相对湿度－空气的绝对湿度与同温度下饱和空气
的绝对湿度的百分比 ➢ 含湿量－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量 ➢ 水汽体积分数－水汽在湿空气中所占的体积分数 ➢ 露点－同气压下空气达到饱和状态时的温度
主要气象要素
3．气湿
主要气象要素
云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形）
云
低 云 （ 米 以 下 ）
2500
高云（5000m以上）
中 云 （ 2500-5000m ）
主要气象要素
6．能见度
正常视力的人，在天空背景下能看清的水平距离 级别（0~9级，相应距离为50～50000米）
第二节 大气的热力过程
一.太阳、大气和地面的热交换
T0 P0
P0
位温:各高度均把压力换算为1000mb(10kPa)时的温度（绝热）
T (1000) RCp T (1000)0.288
P
P
气温的垂直分布（温度层结）
气温的垂直分布－温度层结
T
z
>0， ＝ d ， ＝0 ， <0 ，
正常分布层结 中性层结（绝热直减率） 等温层结 逆温层结
Ozone layer
大气圈垂直结构
➢ 对流层（～10km左右）
➢ 集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天 气现象都发生在这一层
➢ 温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降 Leabharlann 0.650C➢ 强烈对流作用
➢ 温度和湿度的水平分布不均
大气边界层－对流层下层1～2km，地面阻滞和摩擦 作用明显
➢ 气温随高度升高而迅速降低 ➢ 对流运动强烈
大气答案
故煤的组成为 CH0.584S0.010O0.013， 燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为
100 18.26 g / molC 。燃烧方程式为 5.475
CH 0.584 S 0.010 O0.013 n(O2 3.78 N 2 ) CO2 0.292 H 2 O 0.010 SO2 3.78 nN 2
解：含氧总量为
3 3
气的最大能见度。 解：由《大气污染控制工程》P18 （1－2） ，最大能见度为
Lv
2 .6 p d p K
2.6 1400 1.4 11581 .8m 。 2.2 0.2
第二章 燃烧与大气污染 2.1 已知重油元素分析结果如下：C：85.5% H：11.3% O：2.0% 1kg 所需理论空气量和产生的理论烟气量； 2）干烟气中 SO2 的浓度和 CO2 的最大浓度； 3）当空气的过剩量为 10%时，所需的空气量及产生的烟气量。 解：1kg 燃油含： 重量（g） C H S H2 O N 元素忽略。 1）理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg 设干空气 O2 ： N2 体积比为 1： 3.78，则理论空气量 99.1875 × 4.78=474.12mol/kg 重油。即 474.12 × 22.4/1000=10.62m3N/kg 重油。 烟气组成为 CO271.25mol，H2O 55.25+11.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=374.93mol。 理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即 502.99×22.4/1000=11.27 m3N/kg 重油。 2）干烟气量为 502.99－56.50=446.49mol/kg 重油。 855 113－2.5 10 22.5 摩尔数（g） 71.25 55.25 0.3125 1.25 0 需氧数（g） 71.25 27.625 0.3125 N：0.2% S：1.0%，试计算：1）燃油
大气污染气象学
第三章 大气污染气象学3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa ，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa ，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？ 解：由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：dP g dZ ρ=-⋅ （1）将空气视为理想气体，即有m PV RT M =可写为 m PMV RTρ==（2） 将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：dP gM dZ P RT=- 假定在一定范围内温度T 的变化很小，可以忽略。
对上式进行积分得：ln gMP Z C RT =-+ 即 2211ln ()P gM Z Z P RT =--（3） 假设山脚下的气温为10。
C ，带入（3）式得：5009.80.029ln10008.314283Z ⨯=-∆⨯ 得 5.7Z km ∆= 即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km 。
3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：105.1-γ，3010-γ，5030-γ，305.1-γ，505.1-γ，并判断各层大气稳定度。
解：d m K z T γγ>=---=∆∆-=-100/35.25.1102988.297105.1，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/5.110308.2975.2973010，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/0.130505.2973.2975030，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/75.15.1302985.297305.1，不稳定d m K zTγγ>=---=∆∆-=-100/44.15.1502983.297505.1，不稳定。
3.3 在气压为400 hPa 处，气块温度为230K 。
若气块绝热下降到气压为600 hPa 处，气块温度变为多少？解：288.00101)(P PT T =， K P P T T 49.258)400600(230)(288.0288.00101===解：由《大气污染控制工程》P80 （3－23），m Z Z u u )(11=，取对数得)lg(lg 11Z Zm u u =设y u u=1lg ，x Z Z =)lg(1，由实测数据得由excel 进行直线拟合，取截距为0，直线方程为：y=0.2442x故m ＝0.2442。
大气污染控制第三章 大气污染气象学
∵ U = H－PV 全微分 dU = dH－PdV－VdP
∴ dq = dH－VdP = CPdT－VdP (dH = CPdT )
对单位质量的空气， V
RT
，故
P
dq
CPdT
RT
dP P
式中：CP = 996.5J/kg.K，R = 287J/kg.K
对于绝热过程：dq = 0，则
dT R dP T CP P
u 3.02 F 3 ( km/h)
5. 能见度 在当时天气条件下，视力正常的人能够从天空背景中看到或辨
认出的目标物的最大水平距离 (m) 。 能见度大小反映了大气透明度或混浊程度。
6. 云：
云是发生在高空的水汽凝结现象。 ⑴ 云的分类 高云：5000m以上，由水晶组成，云体成白色，有蚕丝般光泽，
几乃至几十度。 ⑵ 由于气流运动受地面摩擦的影响，故风速随高度增加而增大。 ⑶ 大气上下有规则的对流和无规则的湍流运动都比较盛行，水气也比较充
足。 直接影响污染物的传输、扩散和转化。
二、气象要素
表示大气状态和物理现象的物理量。 1. 气温
指离地面1.5m高处百叶箱中观测到的空气温度。 2. 气压
指大气压强。气象上气压的单位为毫巴 (mb)。 1mb = 1000dyn/cm2 = 100 Pa
也慢。可见云和强风可抑制辐射逆温出现。
2.下沉逆温 下沉逆温范围广、厚度大、持续时间长，在离地数百米至数千
米的高空都可能出现。在冬季，下沉逆温与辐射逆温相结合，形成 很厚的逆温层。
3.平流逆温 当暖空气平流到冷地面时，下层空气受地面影响大，降温多，上层空气
降温少，故形成逆温。 当暖空气平流到低地、盆地内积聚的冷空气上面时，也可形成平流逆温。
大气污染控制工程第三版课后答案
1009601.50 10 4154322.4 1041.50 1033" c (mol/m N ) 22.4 10 2)每天流经管道的 CCl 4质量为1.031 1.4 解：每小时沉积量 200 x( 500 x 15X 60 x 1.5 解：由《大气污染控制工程》 P14 (1 — 1),2.2 104 210 - 19.51)(g/m 3N )3 1.031g/mN3 36.70 10 mol / m No一 3x 10X 3600 x 24 x 10 kg=891kg1o 「6)x 0.12 g =10.8 g 取 M=210COHb O 2HbP O210 0.2369 COCOHb COHbOHb COHb 饱和度1.6 解： COHb O ?Hb1 COHb/O 2Hb竺型19.15%1 0.23694800 含氧总量为96020 960mL 。
不同CO 百分含量对应CO 的量为:2% 98%2% 19.59mL7% 72.26mL ,7% 93%第一章概论第二章1.1解:按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故 n N2=0.781mol , n °2=0.209mol ,n Ar =0.00934mol , n co =0.00033mol 。
质量百分数为0.781 28.010.209 32.00N 2%100% 75.51%O 2%100% 23.08%28.97 128.97 1；0.00934 39.94n/0.00033 44.01n/n/Ar%100% 1.29% CO 2%100% 0.05%28.97 128.97 11.2 解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：3333SO2 0.15mg/m ，NO2 0.12mg/m ，CO 4.00mg/m 。
按标准状态下 1m 干空气计算，其摩尔丄 44.643mol数为22.4 。
大气污染控制技术第三章习题及答案
《大气污染控制技术》习题三 第三章 大气污染气象学3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa ，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa ，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？ 解：由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：dP g dZ ρ=-⋅ （1）将空气视为理想气体，即有m PV RT M =可写为 m PMV RTρ==（2） 将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：dP gM dZ P RT=- 假定在一定范围内温度T 的变化很小，可以忽略。
对上式进行积分得：ln gMP Z C RT =-+ 即 2211ln ()P gM Z Z P RT =--（3） 假设山脚下的气温为10。
C ，带入（3）式得：5009.80.029ln10008.314283Z ⨯=-∆⨯ 得 5.7Z km ∆= 即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km 。
3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：105.1-γ，3010-γ，5030-γ，305.1-γ，505.1-γ，并判断各层大气稳定度。
解：d m K z T γγ>=---=∆∆-=-100/35.25.1102988.297105.1，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/5.110308.2975.2973010，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/0.130505.2973.2975030，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/75.15.1302985.297305.1，不稳定d m K zTγγ>=---=∆∆-=-100/44.15.1502983.297505.1，不稳定。
3.3 在气压为400 hPa 处，气块温度为230K 。
若气块绝热下降到气压为600 hPa 处，气块温度变为多少？ 解：288.00101)(P PT T =， K P P T T 49.258)400600(230)(288.0288.00101===解：由《大气污染控制工程》P80 （3－23），m Z Z u u )(11=，取对数得)lg(lg 11Z Zm u u =设y u u=1lg ，x Z Z =)lg(1，由实测数据得由excel 进行直线拟合，取截距为0，直线方程为：y=0.2442x故m ＝0.2442。
郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版
大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？ 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
(完整版)大气污染控制工程郝吉明第三版课后答案郝吉明
大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版
大气污染控制工程课后答案（第三版） 主编：郝吉明 马广大 王书肖目录第一章 概 论第二章 燃烧与大气污染 第三章 大气污染气象学 第四章 大气扩散浓度估算模式 第五章 颗粒污染物控制技术基础 第六章 除尘装置第七章 气态污染物控制技术基础 第八章 硫氧化物的污染控制 第九章 固定源氮氧化物污染控制 第十章 挥发性有机物污染控制 第十一章 城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为： SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
大气污染气象学
第三章大气污染气象学讲授2学时教学要求要求了解与大气污染相关的气象学全然知识，理解和把握大气圈的结构、要紧气象要素、大气稳定度和逆温的概念。
教学重点把握大气层结构及大气的热力过程。
教学难点大气的热力过程、大气稳定度和逆温。
教学内容：§3-1大气圈结构及气象要素§3-2大气的热力过程§3-3大气的运动和风污染物排进大气后是否引起严峻大气污染除取决于污染物的排进量外与污染物在大气中的扩散稀释速度关系极大。
各区域经常进行环境监测，测定各污染物的情况，我们会发觉在同天大气监测值差异非常大。
而统一污染源不可能差异非常大，有时监测值会几百倍，造成这种现象的缘故是与污染物的传输扩散与气象条件有着紧密的关系。
近年来，在研究各种气象条件对大气污染物的传输扩散作用和大气污染物质对天气和气候的妨碍条件中逐渐形成了一门新的分支学科——大气污染气象学。
本章只讨论气象条件对大气污染物的传输扩散作用，初步把握厂址选择和烟囱设计中的一些咨询题，为进一步学习污染气象学知识打下根底。
§3-1概述一．低层大气的成分：干洁空气、水汽、气溶胶粒子。
二．大气的垂直结构三．妨碍大气污染的要紧气象要素气象要素〔因子〕：表示大气状态和物理现象的物理量在气象上称之。
气象要素的数值是直截了当瞧测获得的，要紧有：气温、气湿、气压、风向、风速、云况、能见度、落水、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等，下面分不介绍几个：1.气温：空气湿度是反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量，常用的表示方法有：尽对湿度、水蒸气压力、体积百分比、含湿量、相对湿度、露点等。
2.风a)定义：什么是风？空气水平方向的流淌喊风。
b)形成：风要紧由于气压的水平分布不均匀而引起的，而气压的水平分布不均是由湿度分布不均造成。
风的特性用风向与风速表示，它是一向量。
由于温度分布不均而形成的风从图a瞧出地面AB上，t1=t2,水平方向上的温度和气压到处相等，AB上空各高度在水平方向上的T、P也到处相等，那么等压〔各处气都相等的面〕与地面平行，如今大气静止状〔无风〕。
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大气边界层－对流层下层1～2km，地面阻滞和摩擦 作用明显
近地层－地面上50～100m，热量和动量的常通量层
自由大气－大气边界层以上，地面摩擦可以忽略
大气圈垂直结构
平流层（对流层顶～50-55km）
同温层－对流层顶35-40km，气温-550C左右 同温层以上，气温随高度增加而增加 集中了大部分臭氧 没有对流运动，污染物停留时间很长
（由压力变化引起）
空气块 定性 空气块 压缩（外气对它做功） 内能 T 膨胀（做功） 耗内 能 T
T p R /C p 0.288 =( ) =( ) T0 p0 p0
d p
气温的垂直变化
气温直减率
∂T γ =− ∂z
（大气）
干空气绝热绘制温度递减率－ 干绝热直减率
dTi γd = − dz
（空气团）
气温直减率
pi + dpi vi + dvi
v + dv
Ti + dTi
T + dT
z + dz
（大气） （气块） （高度）
p + dp
z
dTi Rd dpi = 对气团： Ti C p pi
气块： pi 环境：p
vi Ti
v T
流体准静力学条件： pi = p
dp = − ρg dz
p ， i + dpi = p + dp
大气边界层中风随高度变化
Ekman螺旋线（北半 球下视，地偏力指向 运动右方，故顺时 针；南半球则相反） 高度增高，风速增 大，方向逐渐接近地 转风。
近地层风速廓线模式
平均风速随高度变化
中性层结：对数律，粗糙度和摩擦速度
u=
u* Z ln k Z0
近地层风速廓线模式
平均风速随高度变化
非中性层结： 指数律，稳定度参数
不稳定 稳定 中性 逆温，非常稳定
γ <0 ， a<0
逆温
逆温：气温随高度增加而增加。逆温不利于污染物的扩散 辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、锋面逆温、湍流逆温等
1. 辐射逆温：
辐射：
太阳 地球
地球 ：短波 大气层：长波 大气吸收长波强
地面白天加热，大气自下而上变暖； 地面夜间变冷，大气自下而上冷却
中间层（平流层顶～85km）
气温随高度升高而迅速降低 对流运动强烈
大气圈垂直结构
暖层（中间层顶～800km）
气温随高度升高而增高 气体分子高度电离－电离层
散逸层（暖层以上）
气温很高，空气稀薄 空气粒子可以摆脱地球引力而散逸
大气压力总是随高度的升高而降低 均质大气层－80～85km以下，成分基本不变
主要气象要素
3．气湿
主要气象要素
4．风向和风速
水平方向的空气运动叫做风（垂直方向－升降气流） 风的来向叫风向（16个方位圆周等分） 风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（2或 10min平均）
u ≈ 3.02 F 3
(km/h)
F－风力级（0～12级）
主要气象要素
4．风向和风速
风玫瑰图
主要气象要素
第三章 大气污染气象学
大气圈结构及气象要素 大气热力过程 大气的运动和风 理解气象学基础知识
第一节 大气圈结构及气象要素
大气圈垂直结构
大气圈垂直结构
对流层（～10km左右）
集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天气现象都 发生在这一层 温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降温0.650C 强烈对流作用 温度和湿度的水平分布不均
烟流型与大气稳定度的关系
波浪型（不稳） 锥型（中性or弱稳） 扇型（逆温） 爬升型（下稳，上不 稳） 漫烟型（上逆、下不 稳）
第三节 大气的运动和风
引起大气运动的作用力
重力 直接作用力 水平气压梯度力（垂直上与重力基本平衡） 地转偏向力（相对运动：方向改变） 间接作用力 惯性偏向力（大气曲线运动：很小） 摩擦力（近地1～2km内明显）
中云(2500-5000m） 高云（5000m以上）
主要气象要素
6．能见度
正常视力的人，在天空背景下能看清的水平距离级别（0~9 级，相应距离为50～50000米）
第二节 大气的热力过程
一、太阳、大气和地面的热交换 太阳辐射 大气 地面辐射
“ 温室效应”
气温的垂直变化
1.大气的绝热过程和泊松方程
1013.25 0.288 θ = T0 ( ) p0
气温的垂直分布（温度层结）
气温的垂直分布－温度层结
∂T γ =− ∂z
γ γ γ γ
>0， ＝γ d ， ＝0 ， <0 ，
正常分布层结 中性层结（绝热直减率） 等温层结 逆温层结
大气稳定度及其判据
定义：大气在垂直方向上稳定的程度；反映其是否容易对流
主要气象要素
1．气温 天气预报中：1.5m高、百叶箱内气温。
o
5 o C = ( F − 32) 9
K = o C + 273 .15
F = 9o C + 32 5
主要气象要素
2．气压
单位：Pa 大气的压强,气相上用hPa 1atm＝101325Pa＝1013.25hPa=760mmHg
静力学方程:
Z m u = u1 ( ) Z1
地方性风场
1．海陆风
地方性风场
2．山谷风
地方性风场
3．城市热岛环流
高度 z → z + Δz （一般均满足绝热条件） 气块： Ti = Ti 0 − γ d ⋅ Δz 环境：
T = T0 −γΔz
大气稳定度及其判据
T0 = Ti 0
则有
(γ − γ d ) a = g⋅ ⋅ Δz T
判据：
混合层 中性层 稳定层
γ − γ d >0, a>0 γ − γ d <0, a<0 γ − γ d ＝0，a=0
∂P = − ρg ∂z
主要气象要素
3．气湿
绝对湿度( 含湿量(
ϕ )－空气的绝对湿度与同温度下饱和湿度的百分比
d )－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量
水汽体积分数(yw)－水汽在湿空气中所占的体积分数 露点－同气压下空气达到饱和状态时的温度
定性描述：
气块减速，有返回趋势，稳定 外力使气块上升或下降 气块去掉外力 气块加速上升或下降，不稳定 气块停在外力去掉处，中性
不稳定条件下有利于扩散
大气稳定度及其判据
定量判断 气块： 环境：
pi v i p v
ρi
Ti
T
准静态下：pi = p
（单位体积块）加速度 a =
g ( ρ − ρi )
g (Ti − T ) Ti = g ( − 1) a= T T
5．云
大气中水汽的凝结现象叫做云（使气温随高度变化小） 云高:云底距地面底高度 低云（2500m以下） 中云（2500-5000m） 高云（5000m以上） 云量:天空被云遮蔽的成数（我国10分，国外8分） 云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形）
云
低 云 （ 25 00 米 以 下 ）
气温直减率
T ≈1 实际中，Ti T相差<10K，则 Ti dTi Rd dpi ρR =
Ti C p pi
p=
M
T = ρRd T
代入
得
− dT
dTi Rd − ρgdz = T C p ρRdT
g
i γd = = = 0.98 K /100m 由定义： dz Cp
位温:各高度均把压力换算为1013.25hPa时的温度（绝热）
逆温 辐射逆温的生消过程
下午
日落前
黎明
日出
上午10点
逆温 2.下沉逆温 （多在高空大气中，高压控制区内）
很厚的气层下沉 压缩变扁 顶部增温比底部多
逆温
3.平流逆温
暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成 4.湍流逆温
γ <γd
下层湍流混合达 γ d
上层出现过度逆温
逆温
5.锋面逆温
冷、暖气团相遇 暖气上爬，形成锋面 冷暖间逆温