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假相当位温

发布时间:2023-09-05 14:35:22

饱和(或未饱和)湿空气块在绝热上升(先是干绝热上升到凝结高度以后再湿绝热上升)过程中,在气块本身维持饱和的状态下,凝结出来的液态水立即脱离上升气块,直到该空气块所具有的水汽全部凝结完毕并脱落以后,该空气块所具有的位温称为假相当位温。

假相当位温详细介绍

饱和(或未饱和)湿空气块在绝热上升(先是干绝热上升到凝结高度以后再湿绝热上升)过程中,在气块本身维持饱和的状态下,凝结出来的液态水立即脱离上升气块,直到该空气块所具有的水汽全部凝结完毕并脱落以后,该空气块所具有的位温称为假相当位温。

假相当位温

假相当位温通常以Θse表示。

假相当位温定义

未饱和湿空气块从A上升,按干绝热直减率降温,至凝结高度B后,继续上升至C,按湿绝热直减率降温,期间全部水汽凝结并降落离开气块,则当其从C按干绝热直减率下降至1000hPa(D)具有的温度,称为假相当位温,如《假相当位温定义示意图》所示。

假相当位温相当于湿空气通过假绝热过程将其水汽全部凝结降落后所具有的位温。在假相当位温中,不仅考虑了气压对温度的影响,也考虑了水汽的凝结和蒸发对温度的影响。它实际上是把温度、气压、湿度包括在一起的一个综合物理量。

由假相当位温的定义可知,某一(饱和或未饱和)是空气块,它的假相当位温应当是唯一的,完全由该空气块的初始状态(温度、气压和湿度)所决定,并且在假绝热过程中是完全保守的。但是,由于对假绝热微分方程进行精确积分是不可能的。因此,一般的气象学教科书只给出了其近似的表达式,如下公式

(1)

(2),并且用热力学函数

的值代替假相当位温。

假相当位温近似计算公式:

对于饱和湿空气块有:

对于未饱和的湿空气块有:

假相当位温

公式

(1)中

为水汽潜热,它是温度的函数;

为饱和混合比;

为干空气的分位温;

为干空气的定压比热;

为绝对温度。

公式

(2)中带下标“K”的物理量表示凝结高度处的值。

由于公式

(1)和公式

(2)并不是假相当位温的确切表达式,所以以此计算假相当位温与气块的实际假相当位温是有差别的,一般要低于气块的实际假相当位温。

假相当位温

假相当位温应用

对于干绝热、湿绝热、假绝热过程同一气块的

值都保守不变。

的这一特性常被用来鉴别气团,因气团移动中其

值等于常数。

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