正壓大氣

正壓大氣

如果在大氣的各高度上,等壓面和等密度面(或等比容面)相重合,則根據狀態方程知,等壓面也與等溫面重合,就稱這樣的大氣為正壓大氣。在正壓大氣中,等壓面上沒有等溫線出現,在兩個等壓面之間垂直氣柱的平均溫度處處相等。也即兩個等壓面之間氣層厚度出處相等,因而地轉風不隨高度改變,或者說熱成風為零。

基本介紹

  • 中文名:正壓大氣
  • 外文名:barotropic atmosphere
  • 學科:動力氣象學
  • 特點:等壓面與等密度面、等溫面重合
  • 易混概念:壓定性
  • 特例:自動正壓大氣
定義,性質,運動方程,與壓定性區別,自動正壓大氣,

定義

如果在大氣的各高度上,等壓面和等密度面(或等比容面)相重合,則根據狀態方程知,等壓面也與等溫面重合,亦即滿足方程
,我們就稱這樣的大氣為正壓大氣。

性質

在正壓大氣中,等壓面上沒有等溫線出現,在兩個等壓面之間垂直氣柱的平均溫度處處相等。也即兩個等壓面之間氣層厚度出處相等,因而地轉風不隨高度改變,或者說熱成風為零。

運動方程

如果空氣相對於地球是靜止的,而且也沒有加速度,這時的運動方程為
比容只是氣壓的函式,因此此時大氣的狀態是正壓的。

與壓定性區別

如果在運動過程中,空氣元量的密度僅決定於氣壓,即
,則稱此空氣元量具有壓定性。
正壓性和壓定性是兩個不同的概念,正壓是指空間的分布狀態
和p的相互依賴關係,而壓定性是指大氣元量在運動過程中,狀態變化必須滿足的
和p的相互依賴關係。
要判斷大氣是否正壓,必須知道某一時刻整個流場
和p的分布;而要判斷大氣是否具有壓定性,則需要跟蹤運動大氣,看它在運動過程中是否滿足
的關係。

自動正壓大氣

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。

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