大气垂直运动和稳定度

1、17 空气的垂直运动空气的垂直运动 和稳定度和稳定度 2一、空气的垂直运动一、空气的垂直运动 1、热对流、热对流（热力原因）（热力原因）1）定义）定义下垫面受热不下垫面受热不 均匀引起的垂直运动均匀引起的垂直运动。2）特点）特点影响范围小影响范围小 （几公里到几十公里）；（几公里到几十公里）； 持续时间短持续时间短 （几十分钟到几小时）；（几十分钟到几小时）； 上升速度大上升速度大 （130m/s）；）； 引起激烈天气引起激烈天气（雷暴云、阵性降水、雷雨大风、（雷暴云、阵性降水、雷雨大风、 冰雹等）。冰雹等）。 32、水平辐散、辐合引起、水平辐散、辐合引起 的垂直运动的垂直运动 （动力原因（动

2、力原因1）地面水平地面水平辐合辐合（低压、（低压、槽、切变线、辐合式渐槽、切变线、辐合式渐近线）近线） 引起引起上升上升运动；运动； 地面水平地面水平辐散辐散（高压、（高压、 脊、辐散式渐近线）脊、辐散式渐近线） 引起引起下沉下沉运动运动 43、锋面上的垂直运动（动力原因、锋面上的垂直运动（动力原因2） 暖气团受锋面抬升产生上升运动，通常上升速度缓慢，暖气团受锋面抬升产生上升运动，通常上升速度缓慢， 但持续时间可以很长，形成大范围的层状云系和连续性但持续时间可以很长，形成大范围的层状云系和连续性 降水。降水。降水区在冷气团一侧。降水区在冷气团一侧。 54、地形抬升引起的垂直运动、地形抬升引起的

3、垂直运动 （动力原因（动力原因3）在山的在山的迎风坡迎风坡一侧，气流一侧，气流上升上升；在在背风坡背风坡一侧，气流一侧，气流下沉下沉。云雨区出现在迎风坡一侧云雨区出现在迎风坡一侧。 5、吹向岸风时，海岸线附近气流辐合，可产生系统性、吹向岸风时，海岸线附近气流辐合，可产生系统性上升运动；吹离岸风时，海岸线附近气流辐散，可产上升运动；吹离岸风时，海岸线附近气流辐散，可产生系统性下沉运动。生系统性下沉运动。6、湍流运动引起的垂直运动，可以形成层云、雾或毛、湍流运动引起的垂直运动，可以形成层云、雾或毛毛雨。毛雨。6二、大气稳定度二、大气稳定度 1、大气稳定度、大气稳定度(Atmospheric Sta

4、bility)的定义的定义1）大气层结）大气层结(Stratification) 大气中温度和湿度随高度的分布。大气中温度和湿度随高度的分布。 层结曲线层结曲线环境空气温度随高度的变化曲线环境空气温度随高度的变化曲线(线线)。2）大气稳定度）大气稳定度 周围大气使垂直周围大气使垂直方向上受扰动的气块返方向上受扰动的气块返回或远离起始位置的趋回或远离起始位置的趋势和程度。势和程度。7初始初始高度高度100m200m向上向上20202020 20 20 2 2、大气稳定度的判据、大气稳定度的判据 1.0 = d19 1919 中性层结中性层结不稳定层结不稳定层结稳定层结稳定层结0.8 = d19.

5、218.819 8910饱和湿空气块（垂直运动中有水相变化）饱和湿空气块（垂直运动中有水相变化）n=m 中性层结中性层结n m 不稳定层结不稳定层结111、mdmd 绝对不稳定绝对不稳定无论是干空气块、未饱无论是干空气块、未饱和湿空气块，还是饱和和湿空气块，还是饱和湿空气块，空气都是不湿空气块，空气都是不稳定的。稳定的。 促进对流发展促进对流发展，易出，易出现不稳定性天气。现不稳定性天气。 对流云（对流云（CbCb），），阵性降水，雷暴雨，龙阵性降水，雷暴雨，龙卷，冰雹等。卷，冰雹等。 干绝热线干绝热线湿绝热线湿绝热线层结曲线，层结曲线，环境曲线环境曲线122 2、mdmd 绝对稳定。绝对稳定

6、。无论是饱和湿空气块，无论是饱和湿空气块，还是未饱和湿空气块和还是未饱和湿空气块和干空气块，空气都是稳干空气块，空气都是稳定的。定的。抑制对流的发展抑制对流的发展，出现，出现稳定性的天气。稳定性的天气。0 0（同温），（同温），00（逆温（逆温 ）时，出现）时，出现层云、雾、毛毛雨、层层云、雾、毛毛雨、层状云、波状云状云、波状云。 干绝热线干绝热线湿绝热线湿绝热线层结曲线，层结曲线，环境曲线环境曲线133 3、mdmd 条件性不稳定。条件性不稳定。 对干空气块和未饱和湿对干空气块和未饱和湿空气块而言，稳定；对空气块而言，稳定；对饱和湿空气块而言，不饱和湿空气块而言，不稳定。稳定。 使条件性不稳

7、定向绝使条件性不稳定向绝对不稳定的方向转化的对不稳定的方向转化的条件是增加水汽条件是增加水汽。 干绝热线干绝热线湿绝热线湿绝热线层结曲线，层结曲线，环境曲线环境曲线14三、逆温的种类三、逆温的种类辐射逆温辐射逆温：夜间因下垫面强烈的辐射冷却形成的逆温。：夜间因下垫面强烈的辐射冷却形成的逆温。平流逆温平流逆温：暖空气流到冷的下垫面上产生的逆温。：暖空气流到冷的下垫面上产生的逆温。湍流逆温湍流逆温：由于低层空气的湍流混合而形成的逆温。：由于低层空气的湍流混合而形成的逆温。下沉逆温下沉逆温：当高空下沉空气绝热增温，相对于近地层空：当高空下沉空气绝热增温，相对于近地层空气形成下冷上暖的逆温。气形成下冷

8、上暖的逆温。锋面逆温锋面逆温：由于锋面上下冷暖空气的温度差异而形成的：由于锋面上下冷暖空气的温度差异而形成的逆温。逆温。15云云 型型 低云低云 中云中云 高云高云 大气稳定度大气稳定度 层状云层状云 雨层云（雨层云（NsNs）层云（层云（StSt） 高层云（高层云（AsAs） 卷层云（卷层云（CsCs）稳定稳定mdmd 波状云波状云 层积云（层积云（ScSc）高积云（高积云（AcAc） 卷积云（卷积云（CcCc） 积状云积状云（对流云）（对流云） 淡积云（淡积云（Cu humCu hum）浓积云（浓积云（Cu congCu cong）积雨云（积雨云（CbCb） 卷云（卷云（CiCi）不稳定不稳定mdmd 云的物理分类云的物理分类 16降水降水( (PrecipitationPrecipitation) ) 2、降水性质、降水性质 1）连续性降水（连续性降水（NsNs和和AsAs降水）降水） 持续稳定、中等雨量，持续时间常在持续稳定、中等雨量，持续时间常在10h10h以上。以上。 2 2）间歇性降水（）间歇性降水（ScSc和厚薄不均匀的和厚薄不均匀的AsAs） 强度时大时小、时降时止，但变化缓慢，气象要素无显著变化。强度时大时小、时