作业帮冷空气是往上升还是往下沉?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/07/17 00:09:06
冷空气是往上升还是往下沉?
冷空气是往上升还是往下沉呢?如果是热空气往上升,为什么物理上说,高度每升高100米,温度就下降一度呢?
冷空气是往上升还是往下沉呢?如果是热空气往上升,为什么物理上说,高度每升高100米,温度就下降一度呢?
冷空气是要下沉的,热空气是要上升的.所谓度每升高100米温度就下降一度,是用于描述稳定状态下近地面空气的温度分布状况的,而上升和下沉的空气,并不是稳定态.
参考：
大气的热力过程
（一）太阳、大气和地面的热交换
太阳是一个炽热的球形体,表面温度约为5727摄氏度,不断以电磁波方式向外辐射能量.太阳（热核辐射波长0.15-4um之间）→地面吸收（以3-120um波长向大气辐射）→大气（水汽、二氧化碳吸收长波辐射的能力很强）.而且近地面40-50m厚的气层中就被全部吸收.低层大气吸收了地面辐射后,又以辐射的方式传给上部气层,地面的热量就这样以长波辐射方式一层一层地向上传递,致使大气自下而上的增热.
(二)气温的垂直变化
(1) 大气的绝热过程与泊松方程
大气的升降运动总是伴有不同形式的能量交换.如果大气中某一空气块作垂直运动时与周围空气不发生热量交换,则将这样的状态变化过程称为大气的绝热过程.
一般可以将没有水相变化的空气块的垂直运动近似地看作为绝热过程.
由热力学第一定律和理想气体状态方程,可以推导出描述大气热力过程的微分方程.
泊松方程:
T/T0=(P/P0)R/Cp=(P/P0)^0.288
dQ＝dU＋dW＝CpdT－RT(dp/p) （3－1）
式中：Q－加入体系的热量,J；
Cp－干空气的定压比热,Cp＝1005J／(kg.k)
R－干空气的气体常数,R＝287.0J／(kg.k)；
T－气块温度,k
P－气块压力,hPa
对于大气绝热过程,dQ＝0,式（3－1）变为
dT/T=(R/Cp)*(dp/p) （3－2）
将上式从气块升降前的状态（To,Po）积分到气块升降后的状态（T,P）,则得：
(2)干绝热直减率 (3)位温 (4)温的垂直分布
(2)干绝热直减率
干空气块（包括未饱和的湿空气块）绝热上升或下降单位高度（通常取100m时）温度降低或升高的数值,称为干空气块温度绝热垂直递减率,以rd表示.其定义式为:
rd=-(dTi/dZ)d=g/Cp
g－重力加速度g＝9.81m／s2
Cp－干空气定压比热,Cp＝1005J／（kg．k）
下标i--表示空气块
下标d--表示干空气
,通常取 ,它表示干空气块（或未饱和的湿空气块）每升高（或下降）100m时,温度降低（或升高）约1k．
一干空气块绝热升降到标准气压（1000hPa）处所具有的温度称为它的位温.
(4)温的垂直分布
气温直减率
气温随高度的变化特征可以用气温垂直递减率 来表示,简称气温直减率.它系指单位（通常取100m）高差气温变化率的负值.若气温随高度增加是递减的,为正值,反之,为负值. 若Z↑,T↓,r=-(T2-T1)/(Z2-Z1)>0,正直,对流层,中间层.
若Z↑,T↑,r=-(T2-T1)/(Z2-Z1)rd,称为正常分布层结或递减层结；
(2)气温直减率等于或近似等于干绝热直减率,即=rd ,称为中性层结；
(3)气温不随高度变化,即 ＝0,称为等温层结；
(4)气温随高度增加而增加,即 0,r=rd,大气处于中性和弱稳定状态.
发生条件：多出现于多云或阴天的白天,强风的夜晚或冬季夜间.
与湍流的关系：高空风较大,扩散主要靠热和动力因子的作用.
地面污染状况：污染物输送得较远.
(3)扇型（长带型）
特点： 烟云再垂直方向上扩散速度很小,再水平方向有缓慢扩散.
大气状况： rrd,大气处于不稳定状态；排出口下方,
参考：
大气的热力过程
（一）太阳、大气和地面的热交换
太阳是一个炽热的球形体,表面温度约为5727摄氏度,不断以电磁波方式向外辐射能量.太阳（热核辐射波长0.15-4um之间）→地面吸收（以3-120um波长向大气辐射）→大气（水汽、二氧化碳吸收长波辐射的能力很强）.而且近地面40-50m厚的气层中就被全部吸收.低层大气吸收了地面辐射后,又以辐射的方式传给上部气层,地面的热量就这样以长波辐射方式一层一层地向上传递,致使大气自下而上的增热.
(二)气温的垂直变化
(1) 大气的绝热过程与泊松方程
大气的升降运动总是伴有不同形式的能量交换.如果大气中某一空气块作垂直运动时与周围空气不发生热量交换,则将这样的状态变化过程称为大气的绝热过程.
一般可以将没有水相变化的空气块的垂直运动近似地看作为绝热过程.
由热力学第一定律和理想气体状态方程,可以推导出描述大气热力过程的微分方程.
泊松方程:
T/T0=(P/P0)R/Cp=(P/P0)^0.288
dQ＝dU＋dW＝CpdT－RT(dp/p) （3－1）
式中：Q－加入体系的热量,J；
Cp－干空气的定压比热,Cp＝1005J／(kg.k)
R－干空气的气体常数,R＝287.0J／(kg.k)；
T－气块温度,k
P－气块压力,hPa
对于大气绝热过程,dQ＝0,式（3－1）变为
dT/T=(R/Cp)*(dp/p) （3－2）
将上式从气块升降前的状态（To,Po）积分到气块升降后的状态（T,P）,则得：
(2)干绝热直减率 (3)位温 (4)温的垂直分布
(2)干绝热直减率
干空气块（包括未饱和的湿空气块）绝热上升或下降单位高度（通常取100m时）温度降低或升高的数值,称为干空气块温度绝热垂直递减率,以rd表示.其定义式为:
rd=-(dTi/dZ)d=g/Cp
g－重力加速度g＝9.81m／s2
Cp－干空气定压比热,Cp＝1005J／（kg．k）
下标i--表示空气块
下标d--表示干空气
,通常取 ,它表示干空气块（或未饱和的湿空气块）每升高（或下降）100m时,温度降低（或升高）约1k．
一干空气块绝热升降到标准气压（1000hPa）处所具有的温度称为它的位温.
(4)温的垂直分布
气温直减率
气温随高度的变化特征可以用气温垂直递减率 来表示,简称气温直减率.它系指单位（通常取100m）高差气温变化率的负值.若气温随高度增加是递减的,为正值,反之,为负值. 若Z↑,T↓,r=-(T2-T1)/(Z2-Z1)>0,正直,对流层,中间层.
若Z↑,T↑,r=-(T2-T1)/(Z2-Z1)rd,称为正常分布层结或递减层结；
(2)气温直减率等于或近似等于干绝热直减率,即=rd ,称为中性层结；
(3)气温不随高度变化,即 ＝0,称为等温层结；
(4)气温随高度增加而增加,即 0,r=rd,大气处于中性和弱稳定状态.
发生条件：多出现于多云或阴天的白天,强风的夜晚或冬季夜间.
与湍流的关系：高空风较大,扩散主要靠热和动力因子的作用.
地面污染状况：污染物输送得较远.
(3)扇型（长带型）
特点： 烟云再垂直方向上扩散速度很小,再水平方向有缓慢扩散.
大气状况： rrd,大气处于不稳定状态；排出口下方,