位温-虚位温-露点温度的计算_汉堡包

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位温-虚位温-露点温度的计算

(2021-08-18 10:11:36)

分类：科研小知识点

在许多观测数据中，往往只有常规的温湿压风，而在对大气特性进行判断时，往往需要涉及位温，露点温度差等一些变量的计算，这里给出位温，虚位温以及露点差的计算，以便后续对饱和量、温度露点差等进行分析。

公式均来自于北京大学出版的第二版大气物理学。

1.由气温和气压计算位温

2.由气温、气压、相对湿度计算虚位温

虚位温的计算需要用到比湿，而比湿是由实际水汽压计算得到的。

实际水汽压与饱和水汽压的比值就是相对湿度，因此可以基于马格纳斯公式先计算出饱和水汽压，然后在根据饱和水汽压和相对湿度计算出实际水汽压，得到比湿，进而计算虚位温。

注：实际大气中水汽压<60hpa，所以可认为混合比与比湿近似，在比湿的计算中系数0.378可忽略

3. 由气温、气压、相对湿度计算露点温度

露点温度就是假设实际水汽压为饱和水汽压时所对应的温度，因此只需将计算出的实际水汽压代入马格纳斯公式，所算出的温度即为露点温度

Code(Matlab):

注: matlab中ln的函数为log，log的函数为log10

%位温

x0=0.286;theta=t.*((1000./p).^x0);

%虚位温

a=6.1078;b1=17.2693882;b2=21.8745584;

c1=35.86;c2=7.66;epsn=0.622;

sz=size(t);

for i=1:sz(1)

for j=1:sz(2)

if(~isnan(t(i,j))&~isnan(rh(i,j))&~isnan(p(i,j)))

if(t(i,j)>273.15)

es(i,j)=a*exp(b1*(t(i,j)-273.16)/(t(i,j)-c1));

else

es(i,j)=a*exp(b2*(t(i,j)-273.16)/(t(i,j)-c2));

end

e(i,j)=rh(i,j)*es(i,j)/100.0;

MR(i,j)=epsn*e(i)/(p(i,j)-0.378*e(i,j))*1000;

td(i,j)=(b1*273.16-c1*(log(e(i,j)/a)))/(b1-(log(e(i,j)/a))); %露点温度的计算

else

MR(i,j)=NaN;td(i,j)=NaN;

end

thetav=theta.*(1+0.608*MR/1000);

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