等熵面分析

等熵面分析

在等熵面上分析自由大氣中的物理過程和動力過程就叫做等熵面分析。

基本介紹

  • 中文名:等熵面分析
  • 外文名:isentropic analysis
  • 學科:天氣學
簡介,步驟,優缺點,優點,缺點,

簡介

等熵面分析(isentropic analysis)是指在等熵面上,對自由大氣中的物理過程和動力過程進行分析的方法。
因為乾空氣的熵與對數位溫值成正比,所以實際工作中用等位溫面代替等熵面。在等位溫面上,可分析等壓線流線和等比濕線。等比濕線可用等熵凝結氣壓線代替(等熵凝結氣壓,即在沒有水汽增減的條件下空氣絕熱冷卻達到凝結飽和的高度,也稱為等熵凝結高度)。根據等熵面的特性,從等熵面圖上能清晰地看出大氣的基本狀態和氣塊在三維空間的運動情況。

步驟

等熵面分析可按以下步驟進行:
(1)根據探空資料繪製探空曲線
廓線。
(2)選定等熵面值,一般取290K到330K,冬季取較低值,夏季取較高值。在選擇等
面時,最好先繪製剖面圖,其次,在剖面圖上選擇某一
線的某一段,然後與這一段等
線相應的有限面積繪製等
面圖。
(3)根據各地探空曲線確定所選擇的
在各地所出現的氣壓和在該氣壓高度上的風向風速
(4)將所選定的等
面上各地的氣壓及風向、風速填在圖上,繪製等壓線流線
(5)勾出凝結降水區。
(6)繪出空氣質點的軌跡。
繪製軌跡的方法是:用幾張時間間隔相等的(例如6或12小時)的熵值相同的等熵面圖,假定某個空氣質點在所考慮的時段內速度(速率及方向)不變,則由初始時刻該質點的位置和速度便可推算出下一時刻質點所在位置。這樣依次類推,便可求得不同時刻質點的位置,從而得到軌跡。由於在實際工作中,求軌跡時所用的等熵面的時間間隔一般都在12小時以上,實際上空氣質點在這樣長的時間間隔中是難以保持速度不變的,而等熵面上的氣壓形勢也會發生變化,因此用上述方法求得的軌跡是近似的。

優缺點

優點

等熵面圖與等高面圖等壓面圖比較就有下述優點:
(1)在等熵面圖上只要分析兩組等值線(等壓線和等
線),就能描述大氣的基本狀態,而等壓面圖上要分析三組等值線(等高線、等溫線、等比濕線)和一個求絕熱凝結高度的表;
(2)等高面圖上則至少要分析五組線(
)和一個求絕熱凝結高度的表。所以就分析工作而言,等熵面圖要比等壓面圖簡單,比等高面圖更簡單。
(3)等熵面圖在確定質點在三度空間的運動方面比等壓面圖和等高面圖都要優越得多。

缺點

等熵面圖也有局限性,主要有三點:
(1)等熵面圖只適用於處在絕熱過程情形下的大氣,但是實際大氣雖然是準絕熱的,然而非絕熱過程還是經常發生,特別是當凝結、蒸發發生時,與乾絕熱過程相差很懸殊,不能套用等熵面圖。為了克服因有凝結、蒸發的發生而使等熵面圖不能套用的缺點,有時也可採用等
面圖來代替。
(2)在對流情形或大氣很不穩定的情況形下,等熵面是垂直的或反轉過來,因而等熵面就難繪清楚。
(3)大氣中有無數的等熵面,須要描述哪一個等熵面上的大氣狀態,是要根據季節等特點而加以選擇的,如選擇不妥便常常會影響真實地表現大氣狀態。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們