第5章 大氣熱力學(xué)

2024/2/28第五章大氣的熱力學(xué)過程本章主要內(nèi)容1熱力學(xué)第一定律在大氣中的應(yīng)用2大氣中的干絕熱過程3飽和濕空氣的絕熱過程4溫度-對數(shù)壓力圖解及其應(yīng)用5空氣溫度的局地變化6氣溫的時間變化2024/2/281熱力學(xué)第一定律在大氣中的應(yīng)用Q-W=U2-U1Q=U2-U1+WδQ=dU+δW式中U1和U2分別為物體熱力學(xué)系統(tǒng)在平衡態(tài)1和平衡2的內(nèi)能；Q為單位質(zhì)量物體通過熱傳導(dǎo)或熱輻射等過程從外界吸收的熱量；W為物體對外所作的功（W>0表示物體對外界作功，W<0表示外界對物體作功）任何一種形式的能量，在一定條件下，可以從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。在轉(zhuǎn)化過程中能量的總值始終保持不變。外界傳給系統(tǒng)的熱量，一部分用來增加內(nèi)能，另一部分用來對外做功2024/2/28（1）熱力學(xué)第一定律的一般表達式

2024/2/28（2）熱力學(xué)第一定律在氣象上的應(yīng)用形式假設(shè)有一個裝有單位質(zhì)量氣體的氣缸，氣缸內(nèi)有一個可移動而無摩擦的活塞。假定氣缸內(nèi)外壓強都等于p，溫度為T，比容為ν，活塞的截面積為S。如果向氣缸輸入δQ的熱量后，氣體膨脹緩慢地推動活塞向外移動一微小距離dx，則氣體反抗外壓力所做的功為δW=pSdx=pdνδQ=dU+δWδW=pSdx=pdνδQ=dU+pdν對于單位質(zhì)量的空氣，當其容積不變時，溫度升高一度所需要的熱量，稱為定容比熱，以cν表示：在等容過程中，dν=0，則有δQ=du，所以有：根據(jù)焦耳定律：對于理想氣體，其內(nèi)能只決定于溫度T，而與比容無關(guān)。所以：2024/2/28δQ=CνdT+pdν其中Cv是定容比熱，v是比容這是熱力學(xué)第一定律在氣象上的應(yīng)用形式之一，也稱為熱流量方程。2024/2/28δQ=cν

dT+pdνpdν+νdp=RdTδQ=（cν+R）dT-vdpν=RT/pδQ=（cν+R）dT-RTdp/p在等壓情況下，dp=0cp2024/2/28cp在等壓情況下，單位質(zhì)量空氣，溫度升高一度所需要吸收的熱量稱為定壓比熱這是熱力學(xué)第一定律在氣象上的應(yīng)用形式之二，也是常用的熱流量方程。對于氣塊來說，此式表示氣塊從外界獲得熱量或改變氣塊的外壓強，都能使氣塊的溫度發(fā)生改變。

例如，在絕熱過程中氣塊作上升運動時（dp<0）則會引起氣塊的溫度降低，作下降運動時（dp>0）則會引起氣塊的溫度增高。2024/2/28干絕熱上升時露點變化和抬升凝結(jié)高度位溫干絕熱減溫率大氣中的干絕熱過程氣塊概念和基本假定2大氣中的干絕熱過程2.1氣塊的概念和基本假定氣塊或空氣微團是指宏觀上足夠小而微觀上含有大量分子的空氣團，其內(nèi)部可包含水汽、液態(tài)水或固態(tài)水。氣塊（微團）模型就是從大氣中取一體積微小的空氣塊（或空氣微團），作為對實際空氣塊的近似。a)此氣塊內(nèi)溫度Ｔ、壓強Ｐ、濕度等都呈均勻分布，各物理量服從熱力學(xué)定律和狀態(tài)方程。b)

氣塊運動時是絕熱的，遵從準靜力條件，環(huán)境大氣處于靜力平衡狀態(tài)。一方面過程進行足夠快，而來不及和環(huán)境空氣作熱交換即絕熱；一方面進行很慢，使氣塊壓力不斷調(diào)整到與環(huán)境大氣壓相同。2024/2/28缺陷a)氣塊是封閉系統(tǒng)的假定不合實際情況b)環(huán)境大氣靜力平衡的假定實際上未考慮氣塊移動造成的環(huán)境大氣的運動，與實際不符。2024/2/282.2大氣中的干絕熱過程干絕熱過程:絕熱過程：系統(tǒng)與外界無熱量交換的過程叫絕熱過程。是指未飽和濕空氣運動時沒有相變發(fā)生的絕熱過程。例如，干空氣塊升降，未飽和濕空氣塊的升降過程。2024/2/28反映理想氣體在干絕熱過程中溫度和壓強關(guān)系的泊松公式。2024/2/282.3干絕熱減溫率定義：令未飽和濕空氣塊溫度隨高度變化率的負值：稱為干絕熱減溫率2024/2/28

未飽和濕空氣氣塊的干絕熱減溫率氣塊干絕熱減溫率為2024/2/282024/2/28狀態(tài)曲線：氣塊在做垂直運動時，氣塊溫度隨高度的變化曲線；（）層結(jié)曲線：環(huán)境空氣溫度隨高度的分布曲線；（，四周環(huán)境空氣溫度隨高度的變化率，我們可以從無線電探空求得。它是隨高度變化，不是一個常數(shù)。）干絕熱線：干絕熱過程中氣塊溫度隨高度的變化曲線。（干絕熱過程中氣塊本身的溫度隨高度的變化率，它基本上是一個常數(shù)。9.8K/km）2.4位溫所謂位溫，就是將空氣塊按干絕熱過程移至標準氣壓（1000hPa）時氣塊所具有的溫度，又稱為位置溫度，常以絕對溫標表示。未飽和濕空氣位溫的定義式：若空氣是干潔大氣，則位溫的定義是：2024/2/28未飽和濕空氣位溫值常用干空氣位溫值代替，即未飽和濕空氣位溫可寫為：虛位溫與位溫的關(guān)系是2024/2/28（1）位溫與熱量收支（2）位溫垂直分布與大氣垂直減溫率討論2024/2/28兩邊取對數(shù)微分空氣塊收入熱量時位溫增加；空氣塊放出熱量時位溫降低；干絕熱過程是等熵過程，位溫保持不變，即保守性；由于它不隨氣塊高度（或壓強）的改變而改變，好像是一種性質(zhì)穩(wěn)定的示蹤物，便于追溯氣塊或氣流的源地。其中稱為大氣溫度直減率因此，位溫的垂直變化率是和(

d

)成正比的。如果某一層大氣的減溫率

=

d，則整層大氣位溫必然相等。在對流層內(nèi)，一般情況下大氣垂直減溫率

<

d，所以有

2024/2/28位溫隨高度增加而增加定義：濕空氣因絕熱抬升而達到飽和的高度稱為抬升凝結(jié)高度（LiftingCondensationLevel),簡稱LCL。未飽和濕空氣塊按干絕熱過程從地面上升時，隨氣塊溫度下降，飽和水汽壓迅速減小，到一定高度飽和水汽壓等于水汽壓，氣塊達到飽和并發(fā)生凝結(jié)（氣態(tài)-液態(tài)），該高度即LCL。2024/2/28TT0Czcz中以e、Td、Lv分別代替p、T、L，且考慮到α2>>α1又由可得，推導(dǎo)：2024/2/28若取Te=288K,Td=280K,則2024/2/28干絕熱過程中露點以1.7K/km的變化率向上遞減，但氣塊溫度以9.8K/km變化，氣塊溫度下降更快，當飽和水汽壓等于水汽壓時，即此時溫度和露點相等，到這高度水汽凝結(jié)。推出抬升凝結(jié)高度的估算公式為(T0-Td0):地面的溫度露點差；即估算抬升凝結(jié)高度Zc是從T0按干絕熱上升，與從Td0按等飽和比濕線上升，兩線的交點。有時誤差很大2024/2/28即Zc≈123（T0-Td0）米3飽和濕空氣的絕熱過程01可逆濕絕熱過程和假絕熱過程02濕絕熱垂直減溫率03焚風(fēng)04假相當位溫和假濕球位溫3.1可逆濕絕熱過程和假絕熱過程濕絕熱過程：大氣中有相變發(fā)生的絕熱過程（始終保持飽和狀態(tài)的氣塊所作的絕熱過程）。1、可逆濕絕熱過程

氣塊絕熱上升時所產(chǎn)生的凝結(jié)物全部留在氣塊內(nèi)，隨氣塊一起上升，當氣塊轉(zhuǎn)為下降時，絕熱增溫又會引起水滴的蒸發(fā)，以維持氣塊呈飽和狀態(tài)。相當于只有云無降水，上升過程是濕絕熱，下降過程也是濕絕熱過程。2、假絕熱過程氣塊上升時所產(chǎn)生的凝結(jié)物全部陸續(xù)脫離氣塊，當氣塊轉(zhuǎn)為下沉運動時，絕熱增溫將使氣塊呈不飽和狀態(tài)。相當于全是降水而沒有云，上升過程是濕絕熱過程，下降過程卻是干絕熱過程。注：實際大氣的濕絕熱過程往往處于以上兩者之間3.2濕絕熱垂直減溫率2024/2/28

濕絕熱垂直減溫率：飽和濕空氣絕熱上升（或下降）單位距離（常取100米）溫度下降（或升高）的數(shù)值。2024/2/28

討論：當飽和濕空氣上升時，由于發(fā)生凝結(jié)；當飽和濕空氣下降時，因增溫而有蒸發(fā)，所以不論氣塊是上升或下降與的符合總是相反的，所以氣壓（hPa）溫度（℃）-30-20-10010203010000.930.860.760.630.540.440.388000.920.830.710.580.500.417000.910.810.690.560.470.385000.890.760.620.480.41不同溫度和氣壓下的值結(jié)論：隨溫度升高和氣壓減小而減小。因為在一定的壓強下，高溫時空氣濕絕熱直減率比低溫時小一些；因為氣溫高時，飽和空氣的水汽含量大，每降溫1℃，水汽凝結(jié)量比氣溫低時多。2024/2/28TzO干絕熱線濕絕熱線干絕熱線與濕絕熱線比較：1、干絕熱直減率近于常數(shù)，故成一直線；2、濕絕熱線上陡下緩，下部溫度高，所以濕絕熱直減率?。簧喜繙囟鹊?，濕絕熱直減率大3、，濕絕熱線在干絕熱線的右方4、到高空水汽含量越來越少，濕絕熱直減率和干絕熱直減率相近，曲線近于平行。3.3焚風(fēng)

焚風(fēng)是指氣流過山以后形成的干而暖的地方性風(fēng)。最初專指阿爾卑斯山區(qū)的焚風(fēng)。從地中海吹來的濕潤氣流到達阿爾卑斯山區(qū)南坡，受到山脈的阻擋而逐漸爬升，水汽凝結(jié)且部分降落，氣流過山后下沉增溫，形成焚風(fēng)。山脈北麓的氣溫比南麓同高度處平均約高10-12℃，相對濕度平均下降40-50%.1234Zc2024/2/28TZ2024/2/28用假絕熱過程說明焚風(fēng)原理：上山：潮濕的氣流經(jīng)過山脈時被迫抬升，先經(jīng)歷干絕熱過程，達到抬升凝結(jié)高度（Zc）后水汽就開始凝結(jié)而形成云；氣流繼續(xù)上升后溫度將按假絕熱減溫率變化，凝結(jié)出來的水分全部降落。下山：氣流越過山頂以后，由于水分已全部降落，將干絕熱下沉增溫

結(jié)果：顯然在山后與山前同一高度上，空氣的溫度與濕度有較大的差別，具體表現(xiàn)：山后的溫度較高，濕度較小，形成干而熱的焚風(fēng)。舉例：天山南麓烏魯木齊、大興安嶺和太行山的東麓的焚風(fēng)危害：干而暖的焚風(fēng)氣流在寒冷季節(jié)能促使冰雪溶化，在溫暖季節(jié)能促使植物早熟。若焚風(fēng)過強，可使植物干枯而死，并容易引發(fā)森林火災(zāi)。

氣流的絕熱下沉增溫是焚風(fēng)產(chǎn)生的主要原因。

詳細分析：假相當位溫Θse就是未飽和濕空氣從A點上升，按干絕熱直減率降溫，至抬升凝結(jié)高度B后，繼續(xù)上升至C,按濕絕熱直減率降溫，期間所含水汽全部凝結(jié)脫落，所含潛熱全部釋放后，再從C按干絕熱過程下降到1000hPa時(D)氣塊所具有的溫度Θse在氣塊升降過程中（干、濕絕熱過程和假絕熱過程）是個保守量。2024/2/28假相當位溫Θse就是濕空氣塊絕熱上升到水汽全部凝結(jié)降落后，再沿干絕熱過程下降到1000hPa時所具有的溫度稱為假相當位溫。3.4假相當位溫和假濕球位溫推導(dǎo)假相當位溫θse隨高度的變化在上升過程中，由于dqs<0,所以dθ>0.當dqs=0時，θ達最大，現(xiàn)在求這個最大的θ2024/2/28考慮到濕絕熱上升過程中，T的變化不大，故設(shè)兩邊積分，qs:qsc→0；θ：θc→θse（從凝結(jié)高度開始積分）或者qs:qs→0；θ：θ→θse（從高于凝結(jié)高度的任意高度開始積分）2024/2/282024/2/28結(jié)論：在飽和氣層中若減溫率，則該層內(nèi)假相當位溫是一個常數(shù)假濕球位溫假濕球位溫就是將空氣塊按干絕熱線上升，到達抬升凝結(jié)高度后再沿假絕熱線下降到標準氣壓1000hPa處所具有的溫度。此處的所謂按濕絕熱過程下降，僅是一種設(shè)想的過程。

假濕球位溫和假相當位溫一樣，在干絕熱、濕絕熱和假絕熱過程中都是具有保守性。在天氣學(xué)中常用它們分析氣團、鋒以及氣層的穩(wěn)定度。溫度-對數(shù)壓力圖解的結(jié)構(gòu)01溫度-對數(shù)壓力圖（T-lnp）點繪和應(yīng)用024溫度-對數(shù)壓力圖解及其應(yīng)用優(yōu)點：簡單、直觀缺點：誤差比公式計算的大熱力學(xué)圖解法適用于：1）精度要求不高的業(yè)務(wù)工作；2）需要獲得直觀認識的場合公式法適用于理論研究，精度要求高的業(yè)務(wù)工作。常用的熱力學(xué)圖解有T-lnp圖、溫熵圖等2024/2/284.1T-lnp圖的結(jié)構(gòu)T-lnp圖又稱埃瑪圖（Emagram)：Energyperunitmassdiagram1、坐標系2、基本線條（1）等溫線；（2）等壓線；（3）等θ線（干絕熱線）；（4）等qs線（等飽和比濕線）；（5）等Θse線（假絕熱線）。溫度-對數(shù)壓力圖解的橫坐標是溫度，縱坐標是氣壓的對數(shù)T—lnP圖的構(gòu)造1、等溫線（平行于縱軸的黃色直線）2、等壓線（平行于橫軸的黃色直線）3、等飽和比濕線（向左上方向傾斜的綠色實線）4、干絕熱線（向左上方傾斜的黃色實線）5、濕絕熱線（綠色虛線）等

溫

線平行于縱軸的黃色直線，每隔1℃畫一條。等

壓

線平行于橫軸的黃色直線等

飽

和

比

濕

線自右下方向左上方傾斜的綠色實線。它反映了空氣塊在上升過程中露點隨高度的變化。干

絕

熱

線自右下方向左上方傾斜的黃色實線反映了未飽和空氣塊在上升過程中溫度隨高度的變化。濕

絕

熱

線自右下方向左上方傾斜綠色虛線。它反映了飽和空氣塊在上升過程中溫度隨高度的變化。4.2T-lnp圖的應(yīng)用1、點繪層結(jié)曲線2、作氣塊絕熱變化過程的狀態(tài)變化曲線3、求各溫濕特征量1）位溫2）飽和比濕qs,實際比濕q3）相對比濕f4）抬升凝結(jié)高度LCL5）假相當位溫θse2024/2/28判斷抬升凝結(jié)高度從T0按干絕熱上升，與從Td0按等飽和比濕線上升，兩線的交點，即抬升凝結(jié)高度（LCL）2024/2/28補充部分K值大小與雷雨天氣有關(guān)系：值越大，大氣越不穩(wěn)定K<20無雷雨20<K<25可能有孤立雷雨25<K<30可能有零星雷雨30<K<35可能有分散雷雨K>35可能有成片的雷雨SI沙氏指數(shù)用于預(yù)報局地對流性天氣（有鋒面或逆溫時不能使用）SI>+3不大可能出現(xiàn)雷暴天氣0<SI<+3有發(fā)生陣雨的可能性-3<SI<0可能有雷暴-6<SI<-3可能有強雷暴SI<-6可能有龍卷Cape指數(shù)（強CAPE范圍能較好反映暴雨產(chǎn)生的大致區(qū)域）Cape代表由層結(jié)曲線和狀態(tài)曲線相交的正面積區(qū)，體現(xiàn)了不穩(wěn)定能量的大小。值越大，越不穩(wěn)定A指數(shù)850hPa與500hPa溫度差減去850hPa、700hPa、500hPa三層的溫度露點差之和A值越大越不穩(wěn)定（各地區(qū)指標不同）注：這些指數(shù)，各地區(qū)指標不同，不能統(tǒng)一而論CIN對流抑制有效位能CIN正比于tlogp圖上底部層結(jié)曲線和狀態(tài)曲線相交的負面積區(qū)，其體現(xiàn)了阻止對流發(fā)生的能量大小研究表明，一定的對流抑制能量有利于閃電的發(fā)生。SSI簡化的沙氏指數(shù)一般情況下，SSI≥0；SSI越小，大氣越不穩(wěn)定TCL（抬升凝結(jié)高度能顯示出大氣的穩(wěn)定度）低的抬升凝結(jié)高度有利于龍卷的發(fā)生，抬升凝結(jié)高度大于1200ｍ會大大降低龍卷的發(fā)生概率LFC（自由對流高度）氣塊由穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)入不穩(wěn)定狀態(tài)的高度，即在此高度以上，大氣不穩(wěn)定ZH（0度層位勢高度）適中的0℃層高度有利于冰雹的產(chǎn)生，因為凍結(jié)層距地面越高，則融化過程越長，冰雹有可能未到達地面已融化（1）、空氣溫度的個別變化和局地變化（2）、影響空氣溫度局地變化的因素5空氣溫度的局地變化如何理解溫度的個別變化與局地變化的聯(lián)系呢？2024/2/282024/2/28空氣溫度的個別變化：單位時間內(nèi)個別空氣質(zhì)點溫度的變化，即空氣塊在運動過程中隨時間的變化。不容易直接觀測；如冷空氣南下時，南部的地表面溫度較高，下墊面溫度較高，它將熱量傳遞給冷空氣，這作用將使氣溫升高。比如上升10℃空氣溫度的局地變化：某一固定地點的空氣溫度隨時間的變化。如氣象站在不同時間的溫度儀器觀測的值；溫度的平流變化：由于空氣的移動造成的某地區(qū)溫度的變化。如蒙古近地層溫度-30℃，高空西北氣流，北京近地層為-10℃，做預(yù)報考慮空氣的移動，如預(yù)計36小時后，北京氣溫下降20℃。溫度的平流取決于兩地之間的溫度差，兩地之間的風(fēng)場速度，如溫差越大，風(fēng)力越大，單位時間內(nèi)由平流造成的降溫就愈大；某地區(qū)溫度的局地變化是平流變化與個別變化之和P96（1）、空氣溫度的個別變化和局地變化氣溫的局地變化溫度的平流變化空氣垂直運動熱過程引起的局地變化熱流入量的影響2024/2/28水平風(fēng)速矢量表示垂直運動速度，上升時氣壓減小，；下沉?xí)r相反表示單位質(zhì)量空氣在單位時間內(nèi)的熱流量（2）、影響空氣溫度局地變化的因素溫度的平流變化AB當α為銳角時，表示溫度平流變化使局地空氣溫度升高，暖空氣向冷空氣方面流動，為暖平流，當α為鈍角時，表示溫度平流變化使局地空氣溫度降低，冷空氣向暖空氣方面流動，為冷平流。2024/2/28鉛直運動項：P>0，g>0，R>0，T>0且一般情況下，當出現(xiàn)上升運動時，ω<0溫度降低；當出現(xiàn)下沉運動時，

ω>0溫度升高。非絕熱熱量交換引起的局地氣溫變化：傳熱的方式有如下幾種：傳導(dǎo)，輻射，對流，湍流和蒸發(fā)凝結(jié)（包括升華和凝華）2024/2/282024/2/28傳導(dǎo)是依靠分子的熱運動將能量從一個分子傳遞給另一個分子，從而達到熱量平衡的傳熱方式。空氣和地面、空氣與空氣之間，當有溫度差異時，就會以傳導(dǎo)方式交換熱量。但地面和大氣都是熱的不良導(dǎo)體，所以通過這種方式交換的熱量很少，僅在近地面氣層中明顯；（微觀）輻射是物體之間依各自的溫度以輻射方式交換熱量的傳熱方式。大氣主要依靠吸收地面的長波輻射而增熱，同時地面也吸收大氣放出的長波輻射，這樣它們之間就可以通過長波輻射的方式不停的交換熱量；（微觀）對流是指當暖而輕的空氣上升時，周圍的冷空氣便下來補充而形成的升降運動。通過對流，上下層空氣相互混合，熱量也就隨之交換，使低層的熱量傳遞到較高層次。對流是對流層中熱量交換的重要方式。（宏觀）亂流（湍流）是指空氣的不規(guī)則運動。它是由空氣粘滯力產(chǎn)生的，即當近地層空氣在地面上流動時，空氣的運動速度產(chǎn)生脈動現(xiàn)象，即在總的按平均速度的氣流中，產(chǎn)生許多不規(guī)則的渦旋，它們方向不定，有時向上，有時向下，有時甚至和總的氣流方向相反。這些不規(guī)則運動的小渦旋在運動過程中，把它在原始位置的屬性的熱量、水分等帶到新的位置上，相鄰的空氣團之間發(fā)生混合，從而引起熱量交換，同時也可引起水分等其它屬性的交換。湍流熱交換比分子熱交換大得多，通常比分子熱傳導(dǎo)大幾千倍到幾萬倍，是摩擦層中熱量交換的在重要方式，對大氣中其它屬性如水分等交換也起著重要作用。（宏觀）2024/2/28水的蒸發(fā)和凝結(jié)進行的熱量交換稱為潛熱交換。當蒸發(fā)的水汽不是在原處凝結(jié)，而是被帶到別處去凝結(jié)，就會使熱量得到傳遞。由于大氣中的水汽主要集中在5km以下的氣層中，所以潛熱交換主要在對流層下半層起作用；（宏觀）事實上，同一時間對同一團空氣而言，溫度的變化常常是幾種作用共同引起。在地面與空氣之間，最主要的是輻射；在氣團與氣團之間，主要依靠對流和湍流，其次通過蒸發(fā)、凝結(jié)過程的潛熱出入，進行熱量交換。在日常業(yè)務(wù)分析中，主要考慮溫度的平流變化，即冷暖氣團運動時引起的溫度的變化。氣溫的日變化和年變化01氣溫的非周期變化026氣溫的時間變化1，氣溫日變化和年變化近地層氣溫日變化：

在一日內(nèi)有一個最高值，一般出現(xiàn)在14時左右；一個最低值，一般出現(xiàn)在日出前后；一天中氣溫的最高值與最低值之差，稱之為氣溫日較差，其大小反映氣溫日變化的程度。氣溫日較差的大小與緯度、季節(jié)和其他自然地理條件有關(guān)。2024/2/28緯度：正午太陽高度角隨緯度的增加而減小，因此氣溫的日較差也隨緯度的增加而減小。由于赤道地區(qū)降水多，因此地球上實際氣溫日較差最大的地區(qū)在副熱帶，向兩極減小。季節(jié)：夏季太陽高度角大，白晝時間長，因此日較差夏季大于冬季，但最大值并不出現(xiàn)在夏至日。夏至日正午太陽高度角雖最高，但夜間持續(xù)時間短，地面來不及劇烈輻射冷卻，最低溫度不夠低。所以中緯度地區(qū)日較差最大值出現(xiàn)在初夏，最小值出現(xiàn)在冬季。下墊面性質(zhì)，地形凹下的地形氣溫日較差大于凸出的地形；天氣狀況，白天多云，由于云層存在，白天地面得到太陽輻射少，最高氣溫比晴天低；而夜間，云層覆蓋又不易使地面熱量散失，最低溫度反而比晴天高。所以陰天的氣溫日較差比晴天小。氣溫的年變化在北半球中，高緯度內(nèi)陸的氣溫以7月為最高；1月為最低；海洋上氣溫以8月為最高，2月為最低。一年中月平均氣溫的最高值與最低值之差，稱為氣溫年較差。氣溫年較差的大小與緯度、海陸分布等因素有關(guān)。氣溫年較差隨緯度的升高而增大，赤道最小，兩極最大。凸出的地形的氣溫年較差小于凹下地形的。陰雨天氣出現(xiàn)多可使氣溫年較差減小。N67N23N392024/2/28氣溫的非周期變化

氣溫的變化還受空氣運動的影響，因此實際的氣溫變化并不像周期變化那樣簡單而有規(guī)律。例如，4月份正是華北春暖花開之時，卻常因冷空氣的活動而轉(zhuǎn)冷?？梢姡车氐臍鉁爻蛱栞椛涞淖兓鸬闹芷谛宰兓?，還有因大氣運動引起的非周期變化。從總的趨勢和大多數(shù)情況來看，以氣溫日變化和年變化為其變現(xiàn)形式的周期性變化還是主要的。本章總結(jié)1、熱力學(xué)第一定律是廣義的能量守恒定律，即外界傳遞給系統(tǒng)的熱量，一部分使系統(tǒng)內(nèi)能增加，另一部分用于對外做功。應(yīng)用于大氣時的表達式為：2、若氣塊運動中與外界無熱量交換稱為絕熱過程；若過程中無水汽相變稱為干絕熱過程；有水汽相變時為濕絕熱過程。3、大氣溫度垂直降溫率用表示，可根據(jù)探空資料得到；氣塊干絕熱上升時減溫率用