相当位温

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相当位温
一、含义
相当位温和相当温度是既与空气质块的温度有关,又与质块的湿度有关的特征参量,严格地讲相当位温还与质块所处高度上的气压有关。
相当位温在大气干湿绝热过程中都是保守的。
定义:未饱和湿空气先沿干绝热线上升,到达抬升凝结高度后在沿湿绝热线上升,等到全部水汽凝结尽,所有的潜热均释放出来,且全部凝结物均落出该气块之后,(这时就变成干空气了)再沿干绝热线压缩到1000hPa标准等压面,这时所具有的气温称为相当温度。
相当位温的表达式是:
其中是空气快在图中A点的位温。q是空气块具有的比湿,
是空气块对应的凝结温度。(q实际上是与
相对应的饱和比湿)L是凝结潜热比,
是定压比热。
二、
区别
称作为假相当位温,并用
来表示,但根据此式最早推到者的命名,应叫做相当位温。近年来的许多教科书都已注意到这个问题而改称为相当位温了,(如J.R.Holton的动力气象学引论,J.M华莱士等大气科学概论,伍荣生等动力气象等)。
相当位温与假相当位温区别(引自大气物理教材(北京大学出版社))部分欧美国家使用相当位温,其定义和假相当位温类似:
(1) 区别在于假相当位温以混合比计算,相当位温以比湿计算。同时,q和r(比湿和混合比)通常在大气中都是小于0.04,因此认为q=r。
(2) 区别在于
比压定热容:在压强不变的情况下,单位质量的某种物质温度升高1K所需要吸收的热量,叫做该物质的定压比热容。用表示。







三、 公式的由来
五、 物理意义
(1)在垂直方向上:,一般飑线天气中常出现位势不稳定,有一明显特征是高空(500hPa以上)有很强的冷平流,当强冷平流跌置在低空暖湿舌上空时,常可形成明显的位置不稳定层结。
主要分析高层500hPa和低层850hPa。槽后型飑线天气主要是高层冷平流引起的位势不稳定。槽前型,高后型和倒槽型主要是低层暖湿空气的输送引起的不稳定。(摘自《我国飑线发生条件的研究》丁一汇等)
(2)水平方向上:对相当位温定义式取自然对数,并作运算
,在利用尺度分析,略去小项,得到:



公式推导: