飽和能差相當溫度

飽和能差相當溫度

飽和能差相當溫度是指與飽和能差相應的溫度,即飽和濕靜力總溫度之差。它是溫度和濕度的函式,比常用的溫度露點差及飽和差有優越之處。

定義

飽和能差相當溫度(equivalent temperature of saturation energy difference),是指與飽和能差相應的溫度,即飽和濕靜力總溫度之差。

表達式

飽和能差相當溫度 飽和能差相當溫度
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式中, 為凝結潛熱係數, 為定壓比熱, 為飽和比濕, 為比濕, 為氣壓, 為飽和水汽壓, 為水汽壓。

飽和能差相當溫度 飽和能差相當溫度
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在等壓面上 只是溫度和濕度的函式,與飽和差 是線性正比例關係,而溫度露點差 與飽和差則是呈指數關係。因此,等壓面用 表示空氣的飽和程度要比用 更為合適。

飽和濕靜力總溫度

飽和能差相當溫度 飽和能差相當溫度
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飽和濕靜力總溫度是指在假定單位質量空氣塊的比濕 等於飽和比濕 ,而溫度不變時,求得的濕靜力總溫度。

因為一般氣象探測很難探測到大氣飽和情況,所以飽和濕靜力總溫度只是一個假設的物理量,主要用來分析大氣層結靜力穩定性和空氣塊的水汽飽和程度。

變化特徵

鉛直變化

圖1 北京多年平均各月飽和能差和總溫度的鉛直剖面圖 圖1 北京多年平均各月飽和能差和總溫度的鉛直剖面圖
飽和能差相當溫度 飽和能差相當溫度
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由於溫度和水汽都是隨高度減小的,所以二者的函式 自然也隨高度而減小。圖1是北京探空站1960一1969年逐月平均 (實線)和 (虛線)的鉛直剖面圖。由圖中可見,自由大氣中(900毫巴以上高空)是隨高度增加而減小的,且在同一高度上, 值以夏季最大、冬季最小。

乾暖蓋現象

飽和能差相當溫度 飽和能差相當溫度

行星邊界層內, 自地面向上增加,並在900毫巴高度達到最大,以後又減小。這是因為,行星邊界層內溫度隨高度的遞減率小於水汽隨高度的遞減率。這種現象在行星邊界層頂有逆溫時,尤其明顯。逆溫(穩定)層像個蓋子似地抑制了對流的發展,故稱之為乾暖蓋。在乾暖蓋下方聚積的能量,是以後強對流突然爆發的主要能源。

日較差和日際變化

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飽和能差相當溫度 飽和能差相當溫度
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由於比濕日變化小,而近地面溫度日變化大,故下午的 最大,子夜以後 最小。在夏半年,地面日較差可達40一50℃以上。特別是夜間常只有1一3℃,這不僅有利於露水的形成,也可能是在低層存在擾動時,夜雷雨易發展的一個條件。

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