大气科学
云降水和大气物理学（四）
大气热力学的预备知识 气块模型 指宏观上足够小而微观上又大到含有大量分子的封闭空气团，其内部可以包含水汽、液态水和固态水。 此气块内 ， 和湿度等都呈现均匀分布，各个物理量服从热力学定律和状态方程。气块运动时是绝热的，遵从准静力条件，环境大气处于静力平衡。 热力学第一定律 设某系统经历一个无限小过程，内能改变量 ，从外界吸热 ，外界做功 公式中...
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大气科学
云降水和大气物理学（三）
云的宏观特征 云雾总的特征，即作为整体看的许多特征称作宏观特征。它包括了云的外形、水平伸展、垂直伸展、生命史、 云中温度场、气流场、含水量场等特征。在云雾物理里常只把云中粒子的大小分布和相态结构特征称做微观特征。 云和云系的尺度...
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云降水和大气物理学（二）
露点温度 露点温度 是在水汽含量不变、只靠降温的情况下，使空气恰好达到饱和时的温度。所以推导的核心条件是： 其中： 为实际水汽压 为饱和水汽压 为露点温度 让我们从定义出发，对一团未饱和空气，当前温度为 ，实际水汽压为 。如果只降温、不增减水汽，那么在降温过程中, 近似不变，饱和水汽压 会随着温度的降低而减小。当降到某个温度 时， ，此时 就是露点温度。...
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云降水和大气物理
水汽饱和条件 其中， 为实际水汽压， 为饱和水汽压， 为相对湿度。 平面水面的饱和水汽压与温度的关系，可以使用克劳修斯——克拉伯龙方程 其中 为饱和水汽压， 为绝对温度， 为汽化潜热， 为水汽比气体常数， 为水汽比气体常数。 可见，增大相对湿度两个途径：增加水汽 和降温...
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大气运动的基本方程组
为了便于气象上的应用，我们需要首先导出运动气块的场变量变化率和固定点上场变量变化率的关系。 全导数和局地导数的关系 选取一个要素场变量（如温度）来讨论全导数与局地导数的关系，既便于推导关系式，又利于了解物理意义。 在笛卡尔坐标系中，温度 可以写为： 对于一定的气块而言，位置 是时间 的函数，所以 ， ， 。建设 时刻气块位于 处，经过 时间，气块移动到...
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大气运动的基本特征
大气运动基本特征 大气被视为连续的流体介质，表征大气状态的物理变量在大气连续介质中具有单一的值，这些场变量和他们的导数是空间和时间的连续函数。 影响大气运动的作用力 牛顿第二定律适用于惯性系，单位质量空气块相对于空间固定坐标系的运动加速度等于所有作用力之和。这里的力是真实作用于大气的力，一般称为“基本力”或“牛顿力”。对于自转的地球而言，还需要考虑视示力，如...
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风场和气压场的关系
天气尺度的运动系统，通常是指在天气图上所能分析出的，在气压场和风场中具有结构特征和移动、发展规律的天气系统。这种系统属于大尺度的运动系统，是影响大范围天气变化的重要成员，在这种天气尺度的大气运动系统中，风和气压具有显著的特征和密切的联系。 在讨论其中的关系前，首先应该先对大尺度运动系统的各控制方程进行梳理。 大尺度运动系统的控制方程...
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