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斜压大气

发布时间:2023-09-15 16:59:27

如果大气中等压面和等密度面相互交割,由状态方程可知,等压面与等湿面也相互交割,在等压面上有等温线出现,亦即密度不仅是气压的函数,而且是气温的函数, 这样的大气称为斜压大气。斜压大气中,等压面之间垂直气柱中的平均温度决定于该气柱的平均密度。

斜压大气定义

如果大气中等压面和等密度面相互交割,由状态方程可知,等压面与等湿面也相互交割,在等压面上有等温线出现,亦即密度不仅是气压的函数,而且是气温的函数,斜压大气

,这样的大气称为斜压大气。

斜压大气性质

斜压大气中,等压面之间垂直气柱中的平均温度决定于该气柱的平均密度。由于气柱的平均密度各处不同,因此,在两个等压面之间气层的厚度也随之变化,于是地转风随高度有变化,也即有热成风存在,大气斜压性愈强,则温度的水平梯度愈大,热成风愈强。

斜压大气区别自动正压

如果空气相对地面有运动,大气状态一般是斜压的,虽然在局部地区,在短时间内可以有正压状态出现。一般来说,如果在起始时刻是正压的,受扰动后,并不继续维持正压状态。如果正压状态继续维持,则称这种大气为“自动正压”大气。

例如,等温面和等压面平行,并且温度的直减率等于干绝热率,那么在干绝热运动过程中,这种大气便是自动正压的。因为当次正压状态受到扰动,运动着的空气质点的温度将按干绝热率变化,空气质点与环境空气仍然处于静力平衡中,亦仍然维持正压状态。但是,如果大气中温度直减率不等于干绝热直减率,空气受到扰动以后,空气质点的温度(或比容)就与环境空气的温度(或比容)不同,这样,大气的状态就变成斜压的了,这种大气不是自动正压大气。

斜压大气力管

在斜压大气中,如果等压面和等比容面交割的夹角愈大,则斜压性愈强。我们把彼此相差一个单位的一组等压面和一组等比容面所交割成的管子称作压容网络管——力管。在大气中只要等压面和等比容面相交割,也即只要等压面上有温度梯度存在,大气中就有力管存在。

力管是指在三维空间由两组标量(气压和比容)的等值面相交割而成的。一般说来,力管是一组长且近乎水平的管子,在其截面上大体表现为一组平行四边形。在单位面积内,力管数目愈多,表示斜压性愈强。在正压大气中力管的数目为零。因此,我们用力管数目来度量大气斜压性的程度。力管也就成为大气环流理论中的重要概念之一。

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