文档介绍：第三章温度
大气温度、土壤温度的变化过程
温度与农业
第一节大气温度
一、大气的热量输送
空气的温度变化途径有两种<非绝热变化和绝热变化>
▋空气与外界有热量交换,使空气内能发生变化。
这种变化叫做非绝热变化。
▋空气与外界没有热量交换,只是由于外界压力变化使空气膨胀或压缩,
也会引起内能的变化。这种与外界未发生热量交换而引起的变化,
称为绝热变化(Adiabatic process)。
1. 空气温度的非绝热变化(空气与外界发生热量交换)
(1)分子传导(Conduction)
依靠分子的热运动将能量从一个分子传递给另一个分子,而达到热量
平衡的传热方式。
(2)辐射(Radiation)
通过长波辐射方式,大气和地面之间、空气团之间不停地进行
热量交换。
(3)对流(Convection)
当暖而轻的空气上升时,周围冷而重的空气便下来补充,这种升降
运动,称为对流。
通过空气的对流运动,空气上下层互相混合,热量随之得到交换,
使底层空气的热量传递到较高的气层。
(4)湍流(Turbulence)
空气的不规则运动称为湍流(乱流)。
当有湍流时,相邻空气之间在各个方向发生混合,发生热量交换
(5)平流(Advection)
大规模空气块的水平运动称为平流。
当冷空气流经暖的区域时,可使流经区域温度下降。
当暖空气流经冷的区域时,可使流经区域温度上升。
(6)蒸发与凝结(Evaporation and condensation)
当水在蒸发时要吸收能量。水汽在凝结时,要放出潜热。
2. 空气温度的绝热变化(空气与外界不发生热量交换)
空气与外界没有热量交换,
而是由外界压力的变化,使空气膨胀或压缩引起的空气内能的变化,称为绝热变化。
绝热冷却
空气块(团)在上升过程中,因外界压力减小,空气团体积膨胀,对外做功。而这时,由于空气团与外界没有热量交换,做功所需的能量,只能由空气团本身的内能来负担,因此,该空气团消耗内能而温度下降。
空气块(团)在下降的过程中,因外界压力增大,空气团体积被压缩,外界对空气团做功。在绝热条件下,所作的功只能用于增加空气团的内能,因而空气团的温度升高。
绝热增温
根据空气团的水汽含量,可分为干绝热变化
湿绝热变化
(1)干绝热变化:
是指干空气或未饱和的湿空气团,在绝热上升或下降过程中的绝热变化。在干绝热变化过程中,空气团温度随高度的变化率称为干绝热直减率。(Adiabatic lapse rate for dry air)
d, 一般约为1℃/100m。
(2)湿绝热变化:
是指饱和湿空气团,在绝热上升或下降过程中的绝热变化。
在湿绝热过程中,空气团温度随高度的变化率称湿绝热直减率。
(Adiabatic lapse rate in saturated air)
m, ℃/100m。
d > m:
在湿绝热变化过程中,饱和空气团上升时,由于温度降低,发生凝结,放出热量,缓和了空气上升冷却的程度。因此降温减小。
而干空气或未饱和空气上升时并没有发生凝结放热,因此降温增多。
空气块(团)在下沉增温时,如空气块有凝结的水分,则由于蒸发耗热,下沉时的增温比干绝热增温少。