干空气的状态方程.ppt

上次课重要内容： 1.大气成分 2.大气垂直分层 3.理想气体的状态方程 本次课主要内容： 1.大气状态方程 2.静力学方程,二干空气的状态方程,（1-9）,干空气的分子量：,比气体常数：,代入（1-8）得干空气的状态方程：,（1-10）,三水汽的状态方程,水汽的分子量：,水汽的比气体常数：,水汽的状态方程：,（1-12）,或,四湿空气的状态方程,1.方程 湿空气的气压： 湿空气的密度：,由空气的状态方程（1-10）式得：,由水汽的状态方程（1-12）式得：,湿空气的密度为上两式之和：,（1-15）,令： 为虚温 （1-17） 湿空气的状态方程： （1-18）,2.虚温,（1）定义 与湿空气同气压同密度的干空气的温度。 （2）虚温部分反映了湿空气中的水汽效应,虚温和实际温度之差为 (1-19),水汽越多虚温越高，虚温一般比气温高。,引入目的：,第四节 大气静力学方程及其应用,一大气静力学方程 1表达式 假设：大气在垂直方向是静止状态，水平 方向无压力差。 ,空气微团 (1-23) (1-24),（1-22）为大气静力学方程。 两力的平衡称为静力平衡。,2.物理意义,（1）当单位体积的气块处于静力平衡 时，所受的净压力与重量相等。,（2）气压随高度增加而减小,（3）气压随高度变化的快慢与气压成正比， 与温度成反比。,二单位气压高度差（气压阶）,1公式 （1-25） 表示气压每改变单位hpa所需上升或下降的高度,反映了静力平衡条件下，气压随高度变化快慢程度。 将大气状态方程代入（1-25） （1-26）,将常数 代入（1-26）得： （1-27） t为气层平均气温 2讨论,2讨论,(1) ，与密度成反比（图1） 实际大气中 随高度减小 单位气压高度差随高度的增加而增大。（图2）,（2）h与气压成反比与温度成正比。,如p一定 T高，h大，单位气压高度差大，气压随高度变化慢。 T低，h小 ，单位气压高度差小，气压随高度变化快。 同高度相比，暖空气一侧气压比冷空气一侧高。(图3） ,图1,999hpa,1000hpa,h大,h小,大,小,图2,图3,999hpa 低于999hpa h大h小 1000hpa 暖 冷,990hpa,A,B,三压高公式,1公式 将（1-24）式变形 积分 p16 (1-281) (1-292) 2.意义 气压随高度增加呈指数减小，厚度一定，减小的速度快慢与 有关。,3应用 要了解某气层 气压随高度 的变化情况，可积分 （1-32）,将自然对数换成常用对数，并常数的值带入（1-32）式得 (1-33),例 已知： 代人公式（1-25）就可以求出P2，气层中气压随高度的变化情况就知道了。 或已知： 已知气压求高度，或已知高度求气压。（1-25）称之为压（测）高公式。,