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氣團下沉運動中的絕熱增溫現象及其影響

更新時間:2024-06-17 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

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當氣團下沉時,若沒有與外界進行熱交換,外部氣壓高于氣團內部氣壓絕熱膨脹,就會壓縮氣團,使其體積縮小。同時,氣團中的氣體被壓縮做功,內部能量增加,溫度上升。這種現象稱為絕熱增溫。n5X物理好資源網(原物理ok網)

空氣內能的變化有兩種原因:一是空氣與外界沒有進行熱交換,內能的變化是由于外界對空氣做功或空氣對外界做功引起的,稱為“絕熱變化”;二是空氣與外界進行了熱交換,引起了內能的變化,稱為“非絕熱變化”。n5X物理好資源網(原物理ok網)

空氣的垂直運動:它會導致上升的空氣絕熱冷卻,下沉的空氣絕熱變暖。[1]n5X物理好資源網(原物理ok網)

絕熱變化報告n5X物理好資源網(原物理ok網)

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絕熱膨脹n5X物理好資源網(原物理ok網)

空氣冷熱程度,本質上是空氣內部能量大小的表現。空氣內部能量的變化,既可以是空氣與外界進行熱交換(通過分子熱傳導、輻射、對流、湍流、潛熱傳遞等非絕熱變化),也可以是外界壓力變化對空氣做功,使空氣膨脹或壓縮(絕熱變化)。n5X物理好資源網(原物理ok網)

1.空氣絕熱變化n5X物理好資源網(原物理ok網)

空氣塊在垂直運動過程中,不與外界進行熱量交換,即無熱量輸入,也沒有熱量輸出,但由于體積的熱脹冷縮而產生的絕熱冷卻和絕熱升溫的變化稱為空氣的絕熱變化。n5X物理好資源網(原物理ok網)

當氣團絕熱上升和下降時,溫度變化的幅度取決于氣團中的水蒸氣含量。n5X物理好資源網(原物理ok網)

1. 干絕熱遞減率n5X物理好資源網(原物理ok網)

氣團在絕熱上升和下降時,每單位距離(100m)的溫度變化值稱為絕熱垂直遞減率。對于干空氣和非飽和濕空氣,稱為干絕熱遞減率,表示為rd。≈0.98℃/100mn5X物理好資源網(原物理ok網)

實際工作中,rd = 1℃/100m。在干絕熱過程中,氣團每上升100m,其溫度下降約1℃。rd與r(溫度遞減率)含義不同,rd為干空氣絕熱升降過程中,氣團本身溫度變化率,近似為常數;r表示周圍大氣溫度隨高度的分布情況。[2]n5X物理好資源網(原物理ok網)

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2.絕熱遞減率:飽和濕空氣絕熱上升和下降每單位距離(100m)時的溫度變化量稱為絕熱遞減率,用rm表示。rm不是常數,而是氣壓和溫度的函數。它一般小于rd絕熱膨脹,其平均值為0.5℃/100。[3]n5X物理好資源網(原物理ok網)

影響廣播n5X物理好資源網(原物理ok網)

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(1)臺風在各等壓面上的溫度場呈近圓形的暖心結構,具有一定的對稱性。臺風低層溫度的水平相由外圍向眼區逐漸升高,但溫差很小。這種水平溫度場結構隨高度增加而愈加明顯。這是由于眼壁外雨區凝結潛熱的釋放和眼區空氣因下沉而絕熱增溫的結果。[4]n5X物理好資源網(原物理ok網)

(2)濕潤氣團向前移動時,遇到山脈屏障,迫使氣流緩慢上升,發生絕熱冷卻和凝結。這樣形成的降雨稱為地形雨。地形雨大多落在迎風坡(迎風坡),而背風坡由于空氣下沉而絕熱增溫,進而減少云量和降雨。[5]n5X物理好資源網(原物理ok網)

(3)在大氣一定的垂直溫度分布條件下,絕熱增溫會對鋒生和鋒生過程產生一定的影響。[1]n5X物理好資源網(原物理ok網)

(4)在某些環境條件下,絕熱增溫可導致高溫天氣。[6]n5X物理好資源網(原物理ok網)

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