Page 1大气大气稳定度和不定度和不稳定能量定能量中国民航管理干部学院2024/9/7Page 2一、大气稳定度指气指气层内某一气内某一气块受垂直方向的受垂直方向的扰动后，返回或后，返回或远离原平衡位置离原平衡位置的的趋势和程度。和程度。a= g (Ti-T) /TQ气气块温度低于温度低于环境温度，气境温度，气块重，气重，气层稳定定Q气气块温度高于温度高于环境温度，气境温度，气块轻，气，气层不不稳定定Q气气块温度与温度与环境温度相同，气境温度相同，气层是中性的是中性的Page 3一、大气稳定度Page 4大气是否大气是否稳定，通常用定，通常用环境空气的直减率境空气的直减率r与气与气块的的温度直的的温度直减率（减率（ rd或或rm）的）的对比来判断。比来判断。对于未于未饱和空气和空气块，a= gZ(r-rd) /TQrrd，气，气层不不稳定定Qrrm，气，气层不不稳定定Qr rm ，气，气层稳定定Qr= rm ，气，气层中性中性一、大气稳定度Page 5结论：Qr越大越大,大气越不大气越不稳定，定， r越小，大气越越小，大气越稳定定Qr rm rd rm，绝对不不稳定定Q, rd r rm ，对于于绝热升降的未升降的未饱和空气来和空气来说，大气是，大气是稳定的，定的，对于于绝热升降的升降的饱和湿空气来和湿空气来说，是不，是不稳定的，即所定的，即所谓条件不条件不稳定。定。一、大气稳定度Page 6二、不稳定能量Q正不正不稳定能量，利于定能量，利于对流流发展展Q负不不稳定能量，抑制于定能量，抑制于对流流发展展Q不不稳定能量定能量为零，中性大气零，中性大气Page 7温度对数压力图（TlnP图）Q1 1、 T-lnPT-lnP图的构造图的构造Q2 2、 T-lnPT-lnP图的分析图的分析Q3 3、 T-lnPT-lnP图的应用图的应用Page 8TlnP图的构造Q1 1、等温线（平行于纵、等温线（平行于纵轴的黄色直线轴的黄色直线 ）Q2 2、等压线（平行于横、等压线（平行于横轴的黄色直线轴的黄色直线 ）Q3 3、等饱和比湿线（向、等饱和比湿线（向左上方向倾斜的绿色左上方向倾斜的绿色实线实线 ）Q4 4、干绝热线（向左上、干绝热线（向左上方倾斜的黄色实线方倾斜的黄色实线 ）Q5 5、湿绝热线（绿色虚、湿绝热线（绿色虚线）线）Page 9温度-对数压力图的分析1.温度层结曲线温度层结曲线 2.露点层结曲线露点层结曲线 3.状态曲线状态曲线 4.不稳定能量不稳定能量Page 10温度-对数压力图的应用1.分析云层分析云层 2.分析稳定气层分析稳定气层 3.凝结高度的判定凝结高度的判定 4.自由对流高度的判定自由对流高度的判定Page 11用TlnP图分析不稳定能量例例1、P（hPa）T（oC）Td（ oC ）200-56 300-43 350-36 -53 400-25 -38 500-16 -17 600-7 -7 6504 3 7002 2 80012 8 90020 13 1000 25 18Page 12层状云顶高层状云顶高层状云底高层状云底高积雨云顶高积雨云顶高积雨云底高积雨云底高颠簸层顶高颠簸层顶高颠簸层底高颠簸层底高颠簸层底高颠簸层底高颠簸层顶高颠簸层顶高颠簸层顶高颠簸层顶高颠簸层底高颠簸层底高露点曲线露点曲线 层结曲线层结曲线状态曲线状态曲线 Page 13三、逆温层（一）辐射逆温（一）辐射逆温（二）平流逆温（二）平流逆温（三）湍流逆温（三）湍流逆温（四）下沉逆温（四）下沉逆温（五）锋面逆温（五）锋面逆温Page 14（一）辐射逆温夜间地面、雪面、冰面或云层顶部等因夜间地面、雪面、冰面或云层顶部等因辐射冷却辐射冷却造成的逆温。造成的逆温。利于辐射逆温发展的天气条件利于辐射逆温发展的天气条件：晴朗晴朗无风或微风无风或微风低温低温冬季最常见冬季最常见Page 15（二）平流逆温暖空气水平流暖空气水平流经寒冷地表面形成的逆温。寒冷地表面形成的逆温。冬春季，中冬春季，中纬度沿海地区度沿海地区较常常见。平流逆温出。平流逆温出现时常伴有常伴有雾或或轻雾，能，能见度度变坏，坏，风速也可能速也可能较大大。Page 16融雪逆温（雪面逆温）Q在在积雪地区，暖空气流雪地区，暖空气流经冰、雪表面冰、雪表面产生生融雪、融冰融雪、融冰现象。而冰雪的融化需要从近象。而冰雪的融化需要从近地面气地面气层中吸收大量中吸收大量热量，从而使量，从而使贴近地近地表的空气温度表的空气温度较低，但低，但较高高处气温仍比气温仍比较高，因而形成逆温高，因而形成逆温现象。象。Q融雪逆温厚度不大，融雪逆温厚度不大，约几米到几十米。几米到几十米。Page 17地形逆温Q夜夜间，由于山上冷空气沿山坡流到低洼地区，由于山上冷空气沿山坡流到低洼地区使原来洼地底部的使原来洼地底部的较暖空气被迫抬升形成的暖空气被迫抬升形成的逆温。逆温。Q地形逆温使洼地常出地形逆温使洼地常出现霜霜冻。Page 18Q辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温属于温属于近地面近地面层逆温逆温，其中以，其中以辐射逆温射逆温为主。主。近地面近地面层逆温多由逆温多由热力原因引起。力原因引起。Page 19（三）湍流逆温由于低由于低层空气的湍流混合作用而形成的逆温。空气的湍流混合作用而形成的逆温。湍流湍流强，湍流，湍流层厚，逆温厚，逆温层发生的高度高生的高度高湍流弱，湍流湍流弱，湍流层薄，逆温薄，逆温层发生的高度低生的高度低逆温逆温层之下，水汽大量聚集之下，水汽大量聚集；逆温；逆温层之上水汽之上水汽含量含量骤减。减。Page 20（四）下沉逆温（压缩逆温）Q大气中整大气中整层空气下沉空气下沉压缩增温所造成的逆温。增温所造成的逆温。Q下沉逆温多出下沉逆温多出现在在高高压区区内内12千米的高度千米的高度Q下沉逆温常伴随晴好天气下沉逆温常伴随晴好天气Page 21（五）锋面逆温Q由于暖气由于暖气团位于冷气位于冷气团之上，出之上，出现锋面上下的温差面上下的温差而形成的逆温。而形成的逆温。Q由于由于锋是从地面向冷空气一方是从地面向冷空气一方倾斜的，所以斜的，所以锋面逆面逆温只在温只在冷气冷气团所控制的地区内出所控制的地区内出现。Page 22Q湍流逆温、下沉逆温和湍流逆温、下沉逆温和锋面逆温属于面逆温属于自由大自由大气中的逆温气中的逆温，其中以下沉逆温，其中以下沉逆温为主，多由主，多由动力原因力原因引起。引起。Page 23逆温逆温层的存在使大气具有的存在使大气具有显著的著的稳定性定性。强大的逆温能阻大的逆温能阻碍碍对流和湍流混合作用越流和湍流混合作用越过该层。逆温在逆温在对流流层的各个高度上均可能出的各个高度上均可能出现，但以，但以接地逆温和接地逆温和摩擦摩擦层内的逆温内的逆温对飞行活行活动影响最大。影响最大。温度温度变化化密度密度变化化风的的变化化能能见度度变化化天气天气现象的象的变化化. . .Page 24练习1、有充沛水汽的近地面、有充沛水汽的近地面层，出，出现逆温逆温时的特征是（的特征是（ ）。）。A.A.将有将有强对流流发生生B.B.能能见度度变坏坏C.C.大气不大气不稳定度增加定度增加D.D.有有积雨云出雨云出现2、以下用气、以下用气块温度直减率温度直减率判断大气判断大气稳定度的描述中正确的定度的描述中正确的有有。A值越大，气越大，气层越不越不稳定；定；值越小，气越小，气层越越稳定定B值越小，气越小，气层越不越不稳定；定；值越大，气越大，气层越越稳定定Cd时绝对不不稳定定Dd时绝对稳定定Emd条件性不条件性不稳定定Page 25练习3、在相同的、在相同的层结条件下，不条件下，不稳定能量的大小与定能量的大小与( )有关。有关。 A空气湿度空气湿度B空气密度空气密度C空气温度空气温度D自由自由对流高度流高度4、大部分逆温、大部分逆温层下常聚集烟下常聚集烟尘污染空气影响能染空气影响能见度，但度，但逆温常伴随晴好天气。逆温常伴随晴好天气。