大氣垂直運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定度

1、17 空氣的垂直運(yùn)動(dòng)空氣的垂直運(yùn)動(dòng) 和穩(wěn)定度和穩(wěn)定度 2一、空氣的垂直運(yùn)動(dòng)一、空氣的垂直運(yùn)動(dòng) 1、熱對(duì)流、熱對(duì)流（熱力原因）（熱力原因）1）定義）定義下墊面受熱不下墊面受熱不 均勻引起的垂直運(yùn)動(dòng)均勻引起的垂直運(yùn)動(dòng)。2）特點(diǎn)）特點(diǎn)影響范圍小影響范圍小 （幾公里到幾十公里）；（幾公里到幾十公里）； 持續(xù)時(shí)間短持續(xù)時(shí)間短 （幾十分鐘到幾小時(shí)）；（幾十分鐘到幾小時(shí)）； 上升速度大上升速度大 （130m/s）；）； 引起激烈天氣引起激烈天氣（雷暴云、陣性降水、雷雨大風(fēng)、（雷暴云、陣性降水、雷雨大風(fēng)、 冰雹等）。冰雹等）。 32、水平輻散、輻合引起、水平輻散、輻合引起 的垂直運(yùn)動(dòng)的垂直運(yùn)動(dòng) （動(dòng)力原因（動(dòng)

2、力原因1）地面水平地面水平輻合輻合（低壓、（低壓、槽、切變線、輻合式漸槽、切變線、輻合式漸近線）近線） 引起引起上升上升運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)； 地面水平地面水平輻散輻散（高壓、（高壓、 脊、輻散式漸近線）脊、輻散式漸近線） 引起引起下沉下沉運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 43、鋒面上的垂直運(yùn)動(dòng)（動(dòng)力原因、鋒面上的垂直運(yùn)動(dòng)（動(dòng)力原因2） 暖氣團(tuán)受鋒面抬升產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，通常上升速度緩慢，暖氣團(tuán)受鋒面抬升產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，通常上升速度緩慢， 但持續(xù)時(shí)間可以很長(zhǎng)，形成大范圍的層狀云系和連續(xù)性但持續(xù)時(shí)間可以很長(zhǎng)，形成大范圍的層狀云系和連續(xù)性 降水。降水。降水區(qū)在冷氣團(tuán)一側(cè)。降水區(qū)在冷氣團(tuán)一側(cè)。 54、地形抬升引起的垂直運(yùn)動(dòng)、地形抬升引起的

3、垂直運(yùn)動(dòng) （動(dòng)力原因（動(dòng)力原因3）在山的在山的迎風(fēng)坡迎風(fēng)坡一側(cè)，氣流一側(cè)，氣流上升上升；在在背風(fēng)坡背風(fēng)坡一側(cè)，氣流一側(cè)，氣流下沉下沉。云雨區(qū)出現(xiàn)在迎風(fēng)坡一側(cè)云雨區(qū)出現(xiàn)在迎風(fēng)坡一側(cè)。 5、吹向岸風(fēng)時(shí)，海岸線附近氣流輻合，可產(chǎn)生系統(tǒng)性、吹向岸風(fēng)時(shí)，海岸線附近氣流輻合，可產(chǎn)生系統(tǒng)性上升運(yùn)動(dòng)；吹離岸風(fēng)時(shí)，海岸線附近氣流輻散，可產(chǎn)上升運(yùn)動(dòng)；吹離岸風(fēng)時(shí)，海岸線附近氣流輻散，可產(chǎn)生系統(tǒng)性下沉運(yùn)動(dòng)。生系統(tǒng)性下沉運(yùn)動(dòng)。6、湍流運(yùn)動(dòng)引起的垂直運(yùn)動(dòng)，可以形成層云、霧或毛、湍流運(yùn)動(dòng)引起的垂直運(yùn)動(dòng)，可以形成層云、霧或毛毛雨。毛雨。6二、大氣穩(wěn)定度二、大氣穩(wěn)定度 1、大氣穩(wěn)定度、大氣穩(wěn)定度(Atmospheric Sta

4、bility)的定義的定義1）大氣層結(jié)）大氣層結(jié)(Stratification) 大氣中溫度和濕度隨高度的分布。大氣中溫度和濕度隨高度的分布。 層結(jié)曲線層結(jié)曲線環(huán)境空氣溫度隨高度的變化曲線環(huán)境空氣溫度隨高度的變化曲線(線線)。2）大氣穩(wěn)定度）大氣穩(wěn)定度 周圍大氣使垂直周圍大氣使垂直方向上受擾動(dòng)的氣塊返方向上受擾動(dòng)的氣塊返回或遠(yuǎn)離起始位置的趨回或遠(yuǎn)離起始位置的趨勢(shì)和程度。勢(shì)和程度。7初始初始高度高度100m200m向上向上20202020 20 20 2 2、大氣穩(wěn)定度的判據(jù)、大氣穩(wěn)定度的判據(jù) 1.0 = d19 1919 中性層結(jié)中性層結(jié)不穩(wěn)定層結(jié)不穩(wěn)定層結(jié)穩(wěn)定層結(jié)穩(wěn)定層結(jié)0.8 = d19.

5、218.819 8910飽和濕空氣塊（垂直運(yùn)動(dòng)中有水相變化）飽和濕空氣塊（垂直運(yùn)動(dòng)中有水相變化）n=m 中性層結(jié)中性層結(jié)n m 不穩(wěn)定層結(jié)不穩(wěn)定層結(jié)111、mdmd 絕對(duì)不穩(wěn)定絕對(duì)不穩(wěn)定無論是干空氣塊、未飽無論是干空氣塊、未飽和濕空氣塊，還是飽和和濕空氣塊，還是飽和濕空氣塊，空氣都是不濕空氣塊，空氣都是不穩(wěn)定的。穩(wěn)定的。 促進(jìn)對(duì)流發(fā)展促進(jìn)對(duì)流發(fā)展，易出，易出現(xiàn)不穩(wěn)定性天氣?，F(xiàn)不穩(wěn)定性天氣。 對(duì)流云（對(duì)流云（CbCb），），陣性降水，雷暴雨，龍陣性降水，雷暴雨，龍卷，冰雹等。卷，冰雹等。 干絕熱線干絕熱線濕絕熱線濕絕熱線層結(jié)曲線，層結(jié)曲線，環(huán)境曲線環(huán)境曲線122 2、mdmd 絕對(duì)穩(wěn)定。絕對(duì)穩(wěn)定

6、。無論是飽和濕空氣塊，無論是飽和濕空氣塊，還是未飽和濕空氣塊和還是未飽和濕空氣塊和干空氣塊，空氣都是穩(wěn)干空氣塊，空氣都是穩(wěn)定的。定的。抑制對(duì)流的發(fā)展抑制對(duì)流的發(fā)展，出現(xiàn)，出現(xiàn)穩(wěn)定性的天氣。穩(wěn)定性的天氣。0 0（同溫），（同溫），00（逆溫（逆溫 ）時(shí)，出現(xiàn)）時(shí)，出現(xiàn)層云、霧、毛毛雨、層層云、霧、毛毛雨、層狀云、波狀云狀云、波狀云。 干絕熱線干絕熱線濕絕熱線濕絕熱線層結(jié)曲線，層結(jié)曲線，環(huán)境曲線環(huán)境曲線133 3、mdmd 條件性不穩(wěn)定。條件性不穩(wěn)定。 對(duì)干空氣塊和未飽和濕對(duì)干空氣塊和未飽和濕空氣塊而言，穩(wěn)定；對(duì)空氣塊而言，穩(wěn)定；對(duì)飽和濕空氣塊而言，不飽和濕空氣塊而言，不穩(wěn)定。穩(wěn)定。 使條件性不穩(wěn)

7、定向絕使條件性不穩(wěn)定向絕對(duì)不穩(wěn)定的方向轉(zhuǎn)化的對(duì)不穩(wěn)定的方向轉(zhuǎn)化的條件是增加水汽條件是增加水汽。 干絕熱線干絕熱線濕絕熱線濕絕熱線層結(jié)曲線，層結(jié)曲線，環(huán)境曲線環(huán)境曲線14三、逆溫的種類三、逆溫的種類輻射逆溫輻射逆溫：夜間因下墊面強(qiáng)烈的輻射冷卻形成的逆溫。：夜間因下墊面強(qiáng)烈的輻射冷卻形成的逆溫。平流逆溫平流逆溫：暖空氣流到冷的下墊面上產(chǎn)生的逆溫。：暖空氣流到冷的下墊面上產(chǎn)生的逆溫。湍流逆溫湍流逆溫：由于低層空氣的湍流混合而形成的逆溫。：由于低層空氣的湍流混合而形成的逆溫。下沉逆溫下沉逆溫：當(dāng)高空下沉空氣絕熱增溫，相對(duì)于近地層空：當(dāng)高空下沉空氣絕熱增溫，相對(duì)于近地層空氣形成下冷上暖的逆溫。氣形成下冷

8、上暖的逆溫。鋒面逆溫鋒面逆溫：由于鋒面上下冷暖空氣的溫度差異而形成的：由于鋒面上下冷暖空氣的溫度差異而形成的逆溫。逆溫。15云云 型型 低云低云 中云中云 高云高云 大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度 層狀云層狀云 雨層云（雨層云（NsNs）層云（層云（StSt） 高層云（高層云（AsAs） 卷層云（卷層云（CsCs）穩(wěn)定穩(wěn)定mdmd 波狀云波狀云 層積云（層積云（ScSc）高積云（高積云（AcAc） 卷積云（卷積云（CcCc） 積狀云積狀云（對(duì)流云）（對(duì)流云） 淡積云（淡積云（Cu humCu hum）濃積云（濃積云（Cu congCu cong）積雨云（積雨云（CbCb） 卷云（卷云（CiCi）不穩(wěn)定不穩(wěn)定mdmd 云的物理分類云的物理分類 16降水降水( (PrecipitationPrecipitation) ) 2、降水性質(zhì)、降水性質(zhì) 1）連續(xù)性降水（連續(xù)性降水（NsNs和和AsAs降水）降水） 持續(xù)穩(wěn)定、中等雨量，持續(xù)時(shí)間常在持續(xù)穩(wěn)定、中等雨量，持續(xù)時(shí)間常在10h10h以上。以上。 2 2）間歇性降水（）間歇性降水（ScSc和厚薄不均勻的和厚薄不均勻的AsAs） 強(qiáng)度時(shí)大時(shí)小、時(shí)降時(shí)止，但變化緩慢，氣象要素?zé)o顯著變化。強(qiáng)度時(shí)大時(shí)小、時(shí)