温度对数压力天气图
温度一对数压力( T — lnP )图解是我国气象台站普遍使用的一种热力学图解,它能反映出测站上空的气压、气温、湿度等气象要素的垂直分布状况,并用来判定层结稳定度,分析云层,确定对流层顶的位置,以及求算各种温、湿特征量等。因而,它在天气分析和预报工作中有着广泛的应用。
一、温度对数压力天气图的结构
(一)坐标
温度对数压力图的横坐标是温度( T ),以摄氏(℃)为单位,每隔 10 ℃ 标出度数值,从图左端一 85 ℃ ( 188K )起向右递增,直至 40 ℃ ( 313K );纵坐标是气压(对数标尺),以百帕为单位,从基准线 1000 百帕向上递减,至 200 百帕,而不是零百帕。这是由于当 P 趋近于零时,— lnP 趋近于无穷大,因而纵坐标的设计不能取 P=0 (见图 7-1 )。
日常工作中使用的气压值通常是 1050 百帕到 50 百帕之间。为了使用方便,图形又不过大,根据对数原理,图上气压值从 1000 ( 5 X 200 )百帕到 200 百帕间的坐标距离和气压值自
250 ( 5 X 50 )百帕到 50 百帕间的坐标距离一样,都是等于 ln5 单位,因而,设计的纵坐标从下部的 1050 百帕到顶部 200 百帕。当气压值低于 200 百帕时,可重复使用 1000 百帕至 200 百帕间气压坐标,即把原来的 1000 百帕当作 250 百帕, 200 百帕当作 50 百帕使用。为此,纵坐标的左侧除标注 1000 、 900 、… 200 百帕气压数据外,右侧还标注一排相对应的括号内气压数值,即( 250 )、( 200 )、…( 50 )。
(二)基本线条
1 .等温线:平行于纵坐标的等距离的黄直线 ① ,每隔 1 ℃ 一条线,每隔 10 什么是食品添加剂℃ 标出温度数值,其中大字体为摄氏温度 ( ℃ ) ,小字体为绝对温度( K )。
2 .等压线:平行于横坐标的以气压对数值为间隔的黄直线,从 1050 百帕到 200 百帕之间,每隔 10 百帕一条线,图左右两侧每隔 100 百帕标出气压数值。
3. 干绝热线:又称等位温线,是自图右下方向左上方倾斜的黄实线,线上每隔 10 ℃ 标出位温( q )数值。当气压值低于 200 百帕时,位温使用括号内数值。
4 .温绝热线:又称等假相当位温线,是自图右下方向左上方倾斜的绿虚线。线上每隔 10 ℃ 标出假相当位温数值。
5 .等饱和比湿线:是图上向左上方倾斜的绿实线。每条线上都标出饱和比湿值(从左侧的 0 . 01 直到右倾的 40g / kg )。气压低于 200 百帕时,使用括号内数值。
①本教材插图中黄、绿线一律用黑线表示。
二、温度对数压力图解的应用
(一)点绘各种曲线
为了对大气状况进行具体分析,经常根据探空资料在图上点绘曲线。
1. 温度压力曲线:简称温压曲线或层结曲线,它是把各高度上的气压、温度数据用笔点绘在图上,然后用直线连接起来的曲线。它可以反映出测站上空温度的垂直分布状况。
2 .露点压力曲线:简称露压曲线,是把各高度上的气压、露点温度数据用笔点绘在图上,依次把各点用虚线连接起来的曲线。它反映出测站上空水汽的垂直分布状况。
3 .状态曲线:从上升气块某温、压点开始,平行于干绝热线画线,达到凝结高度后,再平行于湿绝热线所画出的曲线。它表示气块在绝热过程中温度随高度变化的情况。
孙浠伦(二)求算两用温湿特征量
1. 饱和比湿( q s ):某点( A )的等饱和比湿线所对应的数值,如图 7 - 2 中 A 点的 P=850 百帕, T= 2 5 ℃ , A 点的等饱和比湿数值为 23g /kg 。如果图上没有正好通过 A 点的等饱比湿线,可用内插法求得。
2 .比湿( q ):通过某点( A ')对应的露点的等饱和比湿线的数值,即 A '点的实际比湿。例如,通过 B 情人节贺卡内容点( P=950 百帕 T d = 0 ℃ 刘逸云个人资料)的等饱和比湿线的数值为 4.0g/kg ,就是 A '点的比湿。
图 7 - 2 求比湿、饱和比湿水汽压 图 7 - 3 求饱和水汽压
3. 饱和水汽压( E ):通过某温度( T )与 622 百帕等压线交点 E 的等饱和比湿线数值(见图 7-3 ),即温度 T 时饱和水汽压。例如,数字媒体技术就业前景 T= 7 ℃ ,等温线与622 百帕等压线交与 F 点,通过 F 点的等饱和比湿线的 数值为 10 ,因而 7 ℃ 时的饱和水汽压为 10 百帕。
4. 水汽压:通过某温度( T )的露点 (T d ) 与英国签证财产证明 622 百帕等压线交点 F 的等饱和比湿线的数值,就是温度 T 时的实际水汽压(见图 7 - 3 )。
5 .相对湿度( f ):通常采用图解和公式并用方法求得。例如,已知 A 点的 =850 百帕, T= 25 ℃ , T d = 17 ℃ 。先从图 7-2 上查得实际比湿 (q) 为 14 . 2g / kg ,饱和比湿 q s 为 23 . 4g / kg 。再根据相对湿度公式
,得 。
6 .位温( q ):通过 A 点的干绝热线的数值,即为 A 点的位温(见图 7 - 4 )。
7 .凝结高度( Zc ):通过 A 点(图 7-4 )的未饱和空气块沿干绝热线上升,直到与当时露点温度所对应的等饱和比湿线相交,交点即是凝结高度。例如, A 点 P=850 百帕, T= 25 ℃ , T d = 17 ℃ ,沿 A 点所在的干绝热线上升,同时也沿 A 点的露点的等饱和比湿线上升,两者相交于 B 点, B 点 755 百帕的高度 Zc ,即为凝结高度。
图 7-4 求位温和相当位温 图 7 - 5 求虚温
8 .假相当位温( q se ):先从图 7 - 2A 点沿干绝热线上升到凝结高度 B 点后,再沿湿绝热线上升,直到所含水汽全部凝结,再沿干绝热线下降到 1000 百帕时所具有的温度,即 q se 。
9 .虚温( T V ):温度对数压力图的各主要等压线( 1000 、 900 、 800 百帕等)上,有许多绿的垂直短划,两个相邻绿短划所跨的温度范围表示饱和虚温 差△ T' V ,它是根据 而作出的。
当已知气压、温度、露点或相对湿度时,即可求得虚温。若已知 A 点气压( P = 920 百帕),温度( T= 30 ℃ ),露点( T d = 21 ℃ ),通过 P 与 T d 的交点 D 沿等温线移动,与距 D 点最近的主要等压面相交于 E (见图 7-5 ),则包含 E 点的两个绿短划所跨的温度范围,即为由( P 、 T )所决定的饱和虚温差(△ T' V = 2.9 ℃ ),然后将虚温差与 A 点温度相加,便得到 A 点的虚温值,即 T V = 30 ℃ + 2.9 ℃ = 32.9 ℃ 。
(三)求不稳定能量( E )
1. 正不稳定能:指位于状态曲线左方和层结曲线间的面积(平方厘米) X 功(我国现用温度一对数压力图,图上 1 平方厘米的面积等于 74.5 焦耳每千克的功)
2 .负不稳定能:指位于状态曲线右方和层结曲线间的面积 X 功。
(四)分析逆温性质
逆温性质不同,其温度、湿度的垂直分布状态不同。温度曲线随高度向右倾斜,表示有逆温层存在;向左倾斜表示温度是随高度降低的。温度曲线垂直,表示是等温层。
1 .辐射逆温:逆温层下限与下垫面相接,而且厚度不大,下部温度露点差较小。(图 7 - 6 )
2 .平流逆温:逆温层下限往往离开地面而出现在空中某一高度上。逆温层日变化不明显。
3 .湍流逆温:逆温层底至地面的温压曲线与干绝热线几乎平行,露压曲线与等饱和比湿线近于平行。逆温层离地面的高度随湍流混合展的厚薄而不同。
4 .下沉逆温:多出现在 1 — 2 公里高度上,厚度可达数百米。逆温层顶上的温压曲线常有一段近似平行于绝热线,逆温层中的温度露点差随高度迅速增大。
图 7 - 6 辐射逆温曲线 图 7 - 7 锋面逆温曲线
5 .锋面逆温:逆温高度随观测点距锋线的距离及锋面坡度而定,可高可低。逆温层内的湿度分布一般是上湿下干(图 7 - 7 )。赞(赞(45)赞(45)
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