福建船政交通职业学院：《航海气象与海洋学》课程教学课件（PPT讲稿）第5章 空气的垂直运动和大气稳定度

§5 空气的垂直运动 和大气稳定度

1 §5 空气的垂直运动 和大气稳定度

目录 米5.1 空气的垂直运动 米5.2 大气稳定度 2

2 目 录 5.1 空气的垂直运动 5.2 大气稳定度

5.1空气的垂直运动 Condenson 一、热力对流（热力原因） Releases Latent Heat Liquid 1、定义一一下垫面受热不 Icreases Vertical 均匀引起的垂直运动。 Motion 2、特点一一影响范围小 Water Vapor (几公里到几十公里) Condension Level 持续时间短 Cloud Base TT (几十分钟到几小时)； 上升速度大 (1~30m/s); 引起激烈天气 RisingAir Cools Surface Haing Causes (雷暴云、阵性降水、雷雨大风、 UnstableAir 冰雹等)

3 5.1 空气的垂直运动 一、热力对流（热力原因） 1、定义――下垫面受热不 均匀引起的垂直运动 。 2 、特点――影响范围小 （几公里到几十公里 ） ； 持续时间短 （几十分钟到几小时 ） ； 上升速度大 （1～30m/s） ； 引起激烈天气 （雷暴云 、阵性降水 、雷雨大风 、 冰雹等 ）

Vertical Flow vs.Convergence 二、水平辐散、辐合引起 and Divergence 的垂直运动 (动力原因1) Divergence Convergence aloft aloft 地面水平辐合（低压、 槽、切变线、辐合式渐 近线) 引起上升运动： 地面水平辐散（高压、 脊、辐散式渐近线) 一一引起下沉运动 Convergence Divergence at surface at surface 4

4 二、水平辐散、辐合引起 的垂直运动 （动力原因 1 ） 地面水平辐合（低压、 槽、切变线、辐合式渐 近线） ――引起上升运动； 地面水平辐散（高压、 脊、辐散式渐近线） ――引起下沉运动

北半球 西 东 500hPa,平均5500 槽后辐合 槽前辐散 米高度 北 平流槽 暖斗流 、脊一 南 北 压 南 地面天气图，海平面 5

5 500hPa，平均5500 米高度 脊 槽 脊 北 南 冷平流 暖平流 地面天气图，海平面 低压 北 南 高压 西 东 槽后辐合 槽前辐散 北半球

三、锋面上的垂直运动（动力原因2） 暖气团受锋面抬升产生上升运动，通常上升速度缓慢， 但持续时间可以很长，形成大范围的层状云系和连续性 降水。降水区在冷气团一侧。 Cold Front Warm Rising Air Cold Advancing Air Rain/Thunderstorms Cold Front Retreating Warm Air Rain/Snow falls ahead of the surface warm front Clouds Warm Air Rain/Snow Cold Air 6

6 三、锋面上的垂直运动（动力原因2） 暖气团受锋面抬升产生上升运动，通常上升速度缓慢， 但持续时间可以很长，形成大范围的层状云系和连续性 降水。降水区在冷气团一侧

四、地形抬升引起的垂直运动 (动力原因3) 在山的迎风坡一侧，气流上升： 在背风坡一侧，气流下沉。 云雨区出现在迎风坡一侧。 2,000m T=20C T=25C Ta=10 C Ta=5C

7 四、地形抬升引起的垂直运动 （动力原因3） 在山的迎风坡一侧，气流上升； 在背风坡一侧，气流下沉。 云雨区出现在迎风坡一侧

5.2大气稳定度 一、 大气稳定度(Atmospheric Stability)的概念 1、大气层结(Stratification) 大气中温度和湿度随高度的分布。 层结曲线一一环境空气温度随高度的变化曲线(Y线)。 Actual Temperature vs.Height in Free Atmosphere 2、大气稳定度 一一周围大气使垂直 Actual Lapse Rate 方向上受扰动的气块返 Rate of Change of Temperature with Height 回或远离起始位置的趋 势和程度。 △Z Z 8

8 5.2 大气稳定度 一、大气稳定度(Atmospheric Stability)的概念 1、大气层结(Stratification) ――大气中温度和湿度随高度的分布。 层结曲线――环境空气温度随高度的变化曲线(Υ线)。 － 2、大气稳定度 ――周围大气使垂直 方向上受扰动的气块返 回或远离起始位置的趋 势和程度

Yd 向上 1.0=Y=Yd 0.8=Y<Yd ·18.8℃ 200m 19℃ 19℃ 92℃ 19℃ 19℃ ■ 之19℃ 初始 20℃ .20℃ 20℃ 高度 20℃ 20℃ 20℃ 100m 中性层结 稳定层结 不稳定层结 9

9 初始 高度 100m 200m 向上 20℃ 20℃ 20℃ 20℃ 20℃ 20℃ 二、大气稳定度的判据 1.0 =Υ＝ Υd 19℃ 19℃ 19℃ 中性层结 稳定层结 不稳定层结 0.8 =Υ Υd 19.2℃ 18.8℃ 19℃

Neutral Atmosphere Actual Lapse Rate Dry Adiabatic Lapse Rate Z When released Tparcel =Tair Parcel remains at new position If parcel rises it cools at-10 C/km T

10