基本介紹
- 中文名：平流
- 外文名：Stratosphere
- 位於對流層：的上方和中間層下方
- 下界：中緯度地區位於距離地表10km處
- 平流層：氣溫在起初基本不變
- 學科：自然
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詞典釋義
物理釋義
大氣風場對大氣物理屬性的輸送過程。這是大氣中的一種主要物理過程，常計算的有溫度平流、水汽平流、渦度平流等。當大氣中的物理屬性水平分布不均勻時，平流常會引起局部地區這些屬性的改變，這種變化稱為平流變化（見大氣動力方程）。當冷空氣向暖空氣方向輸送時，稱為冷平流；反之，暖空氣向冷空氣方向輸送時，稱為暖平流。與此類似,水汽平流可分為乾（空氣）平流和濕（空氣）平流。渦度平流可分為正渦度平流和負渦度平流。在天氣圖上，根據風場同溫度場、濕度場和渦度場的不同配置，可判斷溫度平流、水汽平流、渦度平流的性質和強弱變化。
影響因素
平流的強弱，決定於三個因子：①該要素（溫度、濕度或渦度等）水平分布梯度的大小。梯度越大，平流越強。②風速的大小。風速越大，平流越強。③風向與該要素等值線交角的情況。交角越趨正交，平流越強；當風向與等值線正交時，平流最強。平流的強弱，可進行定量計算。實際上，引起大氣物理屬性改變的除空氣的平流過程外，還有輻射增溫或輻射冷卻、水汽蒸發或凝結等許多過程。但在很多情況下，平流過程是引起局地大氣物理屬性改變的主要因素。例如中國的寒潮爆發，就是由西伯利亞強冷空氣向中國平流所引起的劇烈降溫現象。
某種大氣物理屬性的平流，除能直接引起某地區該屬性的改變外，還會間接引起其他大氣物理屬性的改變，以及天氣系統的發生髮展或天氣現象的產生等。例如，高空冷（暖）平流除了使高空局地降（升）溫外，還可引起高空局地氣壓下降(上升)和下沉(上升)運動。當某地區高空發生冷(暖)平流低空發生暖（冷）平流時，該地區的大氣層結（見大氣靜力穩定度）將趨向於不穩定（穩定）。水汽平流除引起局地水汽變化外，對該地區的降水量也將發生很大影響。高空槽前(後)的正（負）渦度平流，除引起高空局地渦度變化外，常引起高空槽前（後）地區氣旋（反氣旋）的發生和發展。所以平流分析是天氣分析中的重要項目之一。
平流層簡介
平流層是夾於對流層與中間層之間。
平流層之所以與對流層相反，隨高度上升是氣溫上升，是因為其頂部吸收了來自太陽的紫外線而被加熱。故之在這一層，氣溫會因高度而上升。平流層的頂部氣溫大概徘徊在270K左右，與地面氣溫差不多。平流層頂部稱為平流層頂，在此之上氣溫又會再以隨高度而下降。至於垂直氣溫分層方面，由於高溫層置上而低溫層置下，使到平流層較為穩定。那是因為那裡沒有常規的對流活動及如此相連的氣流。
此層的增溫是由於臭氧層吸收了來自太陽的紫外線，它把平流層的頂部加熱。至於平流層的底部，來自頂部的傳導及下部對流層的對流剛好在那裡抵消。所以，極地的平流層會於較低高度出現，因為極地的地面氣溫相對較低。
在溫帶地區，商業客機一般會於離地表10公里的高空，即平流層的底部處巡航。這是為了避開對流層因對流活動而產生的氣流。而在客機巡航階段所遇上的氣流，大多是因為在對流層發生了對流超越現象。同樣地，滑翔機一般會在上升暖氣流上滑翔，這股氣流從對流層上升到達 平流層就會停止。這樣一來變相為世界各地的滑翔機設定了高度限制。（縱然有些滑翔機會用上背風波來飛得更高，把滑翔機帶到平流層之中。）
平流層是一個放射性、動力學及化學過程都會有強烈反應的區域。因為其水平的氣態成份混合比起垂直的混合都來得要快。一個較為有趣的平流層環流特性是發生於熱帶地區的準雙年震盪（QBO）。這種現象由重力波引導，是由於對流層的對流而引至的。準雙年震盪引致了次級環流的發生，這對於全球性的平流層輸送諸如臭氧及水蒸氣等尤為重要。
平流層作用
平流層飛艇具有極高的實用價值,是國內外臨近空間開發的研究熱點。和中低空常規飛艇相比,由於單位體積所提供的浮力大大降低,使得平流層飛艇設計時存在艇體體積、阻力和重量之間的循環關係,飛艇結構輕量化成為平流層飛艇研發的首要課題,受到了各國研究機構的高度重視。本文對目前實現平流層飛艇結構輕量化的主要方法和技術進行了整理,給出了利用這些方法實現結構輕量化的平流層飛艇研究進展,比較了這些方法的優勢和不足,並對新型的平流層展開飛艇技術進行了分析。分析結果認為改進蒙皮材料性能、改變飛艇的結構形式和利用新型的空中展開飛艇將是平流層飛艇實現結構輕量化的主要手段,新型空中展開飛艇能夠有效地實現結構輕量化,具備較好的發展潛力。單條後向軌跡的滯留時間場和污染物排放強度場,設計了一種可以評估該軌跡對污染物的平流輸送強度參數.利用2011年6-8月光明頂CO和O3濃度資料對該參數進行了驗證,進而分析了該觀測時段平流輸送對光明頂污染物的影響;此外將O3濃度分成3檔,利用改進的PSCF(Potential source contribution function)方法分析了各檔濃度對應的源區分布.結果表明:(1)平流輸送評估參數與污染物濃度的變化具有很好的一致性,表明平流輸送對光明頂污染物濃度的變化具有重要作用.其中,安徽、湖北和江西三省交界區域的城市群向光明頂輸送的污染物占到輸送總量的一半以上;(2)光明頂O3濃度>55×10-9、(30-55)×10-9、<30×10-9時所對應的主要源區分別為華北及長三角發達工業區、黃山西南方向的工業區、較遠的南部沿海地區;(3)影響光明頂污染物濃度變化的輸送類型可以分為秸稈燃燒輸送、發達工業區氣團輸送、西南方向氣團輸送和海洋性氣團輸送4種類型,對應的污染物濃度(CO/O3)(×10-9)依次為474.47/72.50、221.16/57.71、86.31/30.41、51.67/27.45。
相關計算
流速平行移動的計算
推流或平移。所有水團(或水質點)以相同的流速平行移動。推流過程中，污染物沿水流方向無擴散，只隨水質點平移和順序通過，質點之間互不干擾、互不混合。由推流引起的污染物通量可表達為
Fx=
， Fy=
， Fz=vc
式中：Fx、Fy、Fz為x、y、z3個坐標方向上污染物的推流通量：、、為水體某點在x、y、z方向上的時均流速分量;c為水體某點污染物的時均濃度。平流是一種理想的流動狀態，實際水體還因擴散混合、衰減 (或降解)等作用而發生變化。②由於空氣水平運動使局地空氣物理屬性發生改變的過程。由於冷空氣的移入使局地溫度下降的過程，稱為 “冷平流”。由於暖空氣的移入使局地溫度增加的過程，稱為“暖平流”。當空氣與下墊面之間的湍流熱交換使氣溫降低而形成的霧，或者暖海面上的空氣移到冷海面或陸地表面時形成的霧，稱為“平流霧”。如果平流過程中，暖空氣冷卻過程主要由於下墊面的輻射冷卻而形成的霧稱為“平流輻射霧”。
