斜壓大氣

斜壓大氣

如果大氣中等壓面和等密度面相互交割,由狀態方程可知,等壓面與等濕面也相互交割,在等壓面上有等溫線出現,亦即密度不僅是氣壓的函式,而且是氣溫的函式, 這樣的大氣稱為斜壓大氣。斜壓大氣中,等壓面之間垂直氣柱中的平均溫度決定於該氣柱的平均密度。

基本介紹

  • 中文名:斜壓大氣
  • 外文名:baroclinic atmosphere
  • 學科動力氣象學
  • 特點:密度是氣壓和氣溫的函式
  • 性質:大氣斜壓性愈強,熱成風愈強
  • 度量方法:力管數目
定義,性質,區別自動正壓,力管,

定義

如果大氣中等壓面和等密度面相互交割,由狀態方程可知,等壓面與等濕面也相互交割,在等壓面上有等溫線出現,亦即密度不僅是氣壓的函式,而且是氣溫的函式,
,這樣的大氣稱為斜壓大氣。

性質

斜壓大氣中,等壓面之間垂直氣柱中的平均溫度決定於該氣柱的平均密度。由於氣柱的平均密度各處不同,因此,在兩個等壓面之間氣層的厚度也隨之變化,於是地轉風隨高度有變化,也即有熱成風存在,大氣斜壓性愈強,則溫度的水平梯度愈大,熱成風愈強。

區別自動正壓

如果空氣相對地面有運動,大氣狀態一般是斜壓的,雖然在局部地區,在短時間內可以有正壓狀態出現。一般來說,如果在起始時刻是正壓的,受擾動後,並不嗯呢該繼續維持正壓狀態。如果正壓狀態繼續維持,則稱這種大氣為“自動正壓”大氣。
例如,等溫面和等壓面平行,並且溫度的直減率等於乾絕熱率,那么在乾絕熱運動過程中,這種大氣便是自動正壓的。因為當次正壓狀態受到擾動,運動著的空氣質點的溫度將按乾絕熱率變化,空氣質點與環境空氣仍然處於靜力平衡中,亦仍然維持正壓狀態。但是,如果大氣中溫度直減率不等於乾絕熱直減率,空氣受到擾動以後,空氣質點的溫度(或比容)就與環境空氣的溫度(或比容)不同,這樣,大氣的狀態就變成斜壓的了,這種大氣不是自動正壓大氣。

力管

在斜壓大氣中,如果等壓面和等比容面交割的夾角愈大,則斜壓性愈強。我們把彼此相差一個單位的一組等壓面和一組等比容面所交割成的管子稱作壓容網路管——力管。在大氣中只要等壓面和等比容面相交割,也即只要等壓面上有溫度梯度存在,大氣中就有力管存在。
力管是指在三維空間由兩組標量(氣壓和比容)的等值面相交割而成的。一般說來,力管是一組長且近乎水平的管子,在其截面上大體表現為一組平行四邊形。在單位面積內,力管數目愈多,表示斜壓性愈強。在正壓大氣中力管的數目為零。因此,我們用力管數目來度量大氣斜壓性的程度。力管也就成為大氣環流理論中的重要概念之一。

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