大气的热能和温度

本图讲述了大气的热能和温度的内容，包括太阳辐射、地面和大气的辐射、大气的增温和冷却、大气的温度变化、大气温度的空间分布等。

大气的热能和温度

• 太阳辐射
• 地面和大气的辐射
  • 地面辐射
    • 地面吸收太阳辐射后转变为热能，使地面增温，并日夜不停的向外放射辐射
    • 地球表面通过辐射的交换来获得热量
    • 有效辐射
      • 地面放射辐射与地面吸收的大气逆辐射之差
    • 地面辐射差额
      • 太阳辐射和大气逆辐射与地面放射辐射之差
  • 大气辐射
    • 大气对太阳的吸收很少，对地面的吸收很多，主要吸收地面辐射后升温，并日夜不停的向外放射辐射
    • 大气对长波辐射的吸收具有选择性：主要吸收水汽、液态水、二氧化碳和臭氧
    • 有向上和向下两部分，向下部分因和地面辐射相反，称为大气逆辐射。
    • 大气逆辐射
      • 地面辐射是向上的，大气辐射既有向上的也有向下的，大气中向下的那一部分因为刚好和地面辐射相反，故称大气逆辐射
    • 大气辐射
      • 大气吸收的太阳辐射+地面辐射-大气逆辐射-大气辐射到宇宙空间的
• 大气的增温和冷却
  • 陆地受热快，冷却快，温度升降变化大。海洋的大气热量的存储器和调节器升温和冷却都比较慢。
  • 途径：辐射、感热输送、潜热释放、
  • 气温直减率：周围大气温度随着距离地面越来越远得到的热量越来越少:0.65(°C/100)
  • 干绝热直减率：干空气在绝热上升或绝热下降运动过程中由于做功气体本身的温度变化：0.98（°C/100)
  • 湿绝热直减率是一个变数，它的大小是气压和温度的函数
  • 大气稳定度
    • 稳定的
      • 气团受力移动后，逐渐减速，并有返回原来高度的趋势
    • 不稳定的
      • 气团离开原位就开始加速，并有远离起始高度的趋势
    • 中性气层
      • 气团被推到某一高度后，既不加速也不减速
    • a=(Ti-T)/T*g或(γ−γ)/γ*gΔZ
• 大气温度随时间的变化
  • 日变化
    • 地面最高十二点，大气最高十四到十五点；最小值在次日日出前
  • 年变化
    • 最强夏至后一两个月，最弱冬至亦是
• 大气温度的空间分布
  • 水平分布
    • 海陆热力差异使得同纬度本该是直线的等温线变 形为曲线，并且海陆温差越大曲线的弯曲越大。
  • 垂直分布
    • 平流逆温
      • 暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，会发生接触冷却，愈近地表面的空气降温愈多，而上层空气受冷地面的影响小，降温较少。
    • 下沉逆温
      • 因整层空气下沉而造成的逆温。
    • 锋面逆温
      • 冷暖空气相遇时，较轻暖气爬到冷空气上方，在冷暖空气交界面附近（即锋面附近）出现的逆温。
    • 地形逆温
      • 在山区夜间，由于山上冷空气沿斜坡向下移动到低洼地区并聚积于底部，使原来在洼地底部的较暖空气被迫抬升形成的逆温，称为地形逆温。