大气物理空气状态方程

1、在气象学上，大气的物理性状主要以和来表征。 气温 气压 温度 风云能见度降水1.气温定义：大气的冷大气的冷热热程度的物理量程度的物理量。TA A绝对温标（T）B B摄氏温标（t）C C华氏温标（F）我国温度极值2 2请在这里输入您的标题气温差异为什么气温差异为什么这么大这么大大气温度的时间变化，包括由地球的自转和公转引起的气温周期性变化，以及由大气运动引起的非周期性变化。气温周期变化日较差随纬度增高日较差随纬度增高而减少，随海拔高而减少，随海拔高度增加而减少；晴度增加而减少；晴天大阴天小；夏季天大阴天小；夏季大冬季小；大陆大大冬季小；大陆大海洋小。海洋小。年较差随纬度增高而增大，年较差随纬度增

2、高而增大，随海拔高度增加而减少；随海拔高度增加而减少；大陆大海洋小；内陆大沿大陆大海洋小；内陆大沿海小。海小。气温的年变化反映了气候气温的年变化反映了气候上的冷暖，是划分气候季上的冷暖，是划分气候季节的重要指标。节的重要指标。是由于大规模的气流交替而引起的。是由于大规模的气流交替而引起的。气温非周期变化气温非周期变化气压就是指大气的压强，任意高度上的气压值等于单位面积上所承受的大气柱的重量。一般用p来表示。托里拆利实验 大气压强的大小大气压强的大小 ：由于P气=P水=水gh水，而水太小，需h水很大，玻璃管的长度有限，改用增大液，减小h液的方法，取液很大的液体水银来测大气压的大小。当选定温度为

3、0 ，纬度为 45的海平面时，气压为 1013.25 hPa，称为一个标准大气压。 在气象和工程中还常用标准大气压（atm）作为压力单位， 即 1atm = 1013.25 hPa。气压随高度的变化P=g dz海拔越高，气压越低甲甲1000m3000m乙乙1000hpa( (海平面）海平面） 850hpa(1500m(1500m） 700hpa(3000m） 500hpa(5500m(5500m） 300hpa(9000m(9000m） 气压不仅与高度有关，而且与空间位置、时间也有关。 一般在高纬度气压高，而低纬度气压低； 并且，它不仅有日变化、季节变化、年际变化，而且还有非周期的变化。 这些

4、非周期变化将产生不同的天气和气候异常现象，如在冬季，我国北方气压变低之后，经常出现阴雨天气，而后有寒潮的到来。n日变化日变化n单单峰峰n最大值出现在清晨最大值出现在清晨n最小值出现在午后最小值出现在午后n双双峰峰n最大值出现在最大值出现在910点、点、2122点点n最小值出现在最小值出现在34点、点、1516点点n三三峰峰n年变化年变化n大陆上最大值出现在冬季，最小值出现在夏季大陆上最大值出现在冬季，最小值出现在夏季n海洋上最大值出现在夏季，最小值出现在冬季海洋上最大值出现在夏季，最小值出现在冬季n高山上最大值出现在夏季，最小值出现在冬季高山上最大值出现在夏季，最小值出现在冬季 饱和空气：饱和

5、空气： 在温度一定情况下，单位体积空气中的水汽量有一定限度。如果水汽含量达到此限度，空气就成饱和状态，这时的空气称饱和空气。 饱和水汽压（饱和水汽压（E E）：）： 饱和空气的水汽压称为饱和水汽压（E），也叫最大水气压，因为超过这个限度，水气就要凝结。 水汽含量没有达到极限的空气称为未饱和水汽含量没有达到极限的空气称为未饱和湿空气，其湿空气，其 实际水汽压为实际水汽压为e绝对湿度参量1绝对湿度 单位体积空气中所含水蒸汽的质量 单位：kg/m32.dwwmmmqT Td d相对湿度参量%100EefTdTdTdTdTd从物理学的角度，通常用质量、体积、温度和压强来表征大气的物理状态，这四个从物理

6、学的角度，通常用质量、体积、温度和压强来表征大气的物理状态，这四个参量之间是相互联系，相互影响、相互制约的。参量之间是相互联系，相互影响、相互制约的。 对于一定质量的空气，其体积、温度和压强之间存在一定的函数关系，对于一定质量的空气，其体积、温度和压强之间存在一定的函数关系，例如，一个小空气块做上升运动时，随着高度的增大，其所受到的环境大气的压力例如，一个小空气块做上升运动时，随着高度的增大，其所受到的环境大气的压力减小，气块的体积发生膨胀，压强减小，同时由于体积膨胀做功，消耗内能，气块减小，气块的体积发生膨胀，压强减小，同时由于体积膨胀做功，消耗内能，气块的温度降低。的温度降低。1.41.4

7、空气的状态方程空气的状态方程两个简单的实验-两个基本的定律： 波意耳实验：波意耳实验： 在温度一定下： V与与P成反比成反比 P=K1/V K1为常数 查理氏实验查理氏实验 在气压一定时，体积 的变化决定于温度： V=K2T1.理想空气状态方程大量实验证明，常温常压下，一定质量气体的P乘以V，再除以T，其商不变：P1V1/T1=P2V2/T2=PnVn/Tn，即PV/T=常量可见：T一定时，P与成正比； 一定时，P与T成正比。分子运动论：气压大小决定于器壁单位面积上单位时间内受到 的碰撞次数及每次碰撞的平均动能大小。 大，分子数量多，碰撞次数多，P大； T高，分子平均动能大，P大。PV=mMR

8、*TR=R*M=MVP= RT 由于干空气的各种气体的比例是固定，它的密度可表示成各种气体的密度的和。 根据道尔顿气体分压定律： 互不起化学变化的成分混合而成的气体，其气体的总压强等于个种成分气体的分压强之和。2.干空气状态方程 P= dRdT Md=28.964g/mol Rd=R*/Md=8.31/28.97 =287 J/KgK三、虚温与湿空气的状态方程 q为比湿 令 Tv = (1+0.608q)T 称为虚温。 湿空气的状态方程为：TqRpd)608.01 ( vdTRp三、虚温与湿空气的状态方程 Tv = (1+0.608q)T 所谓虚温（virtual temperature），它是指混合比湿为q的湿空气变成同样压强和同样比容的干空气时的假想温度。 Tv T Tv/T1重难点问题1.三种温标的含义及之间的转换2.压高公式3.湿度的多种参量的熟悉掌握4.空气状态方程公式的推导以及熟练运用n气压的定义、单位？标准大气压？压高公式？n温度的定义、单位及转换？n湿度的几种定义、单位？n大气纬向平均温度随纬度、高度分布的特征？n理想气体、干空气、湿空气的状态方程？知识图解温标绝对温标摄氏温标华氏温标参考资料 主要是课本上的知识点 结合在网上找到的补充