《大气层结稳定度》课件

大气层结稳定度欢迎来到本次关于大气层结稳定度的讲座我们将深入探讨这个影响我们日常生活和环境的重要主题内容提要大气层概述稳定度指数我们将首先介绍大气层的基探讨各种稳定度指数及其判本结构和特征断标准影响因素观测方法分析影响大气层稳定度的关介绍常用的大气层稳定度观键因素测技术课程目标理解基本概念掌握大气层结构和温度梯度等核心概念分析稳定度影响深入了解稳定度对污染物扩散的影响掌握观测技术学习各种大气层稳定度观测方法应用实例分析通过案例学习稳定度指数的实际应用大气层概述大气层定义大气层作用大气层是包围地球的气体层它保护地球生命，调节温度，大气层对地球气候、天气系统和生态环境有着重要影响了传输水汽解其结构至关重要大气层结构热层1中间层2平流层3对流层4大气层从下到上分为对流层、平流层、中间层和热层每层具有独特的特征和作用温度梯度概念定义单位温度梯度是指大气温度随高度通常以每米的温度变化（100变化的速率℃）表示/100m重要性温度梯度是判断大气稳定度的关键指标温度梯度分类正常梯度逆温温度随高度降低，符合标准大气温度随高度上升，大气层极度稳定等温层温度不随高度变化，大气层中性稳定度指数指数沙氏指数K12反映大气不稳定度和雷暴潜力评估大气层结的稳定性总指数对流有效位能34综合考虑温度和湿度的稳定度指标衡量对流层不稳定程度稳定度指数判断标准指数稳定中性不稳定指数K2020-3030沙氏指数40-40总指数5545-5545大气层稳定度的影响因素温度影响垂直温度梯度湿度影响大气水汽含量和凝结过程风速影响大气湍流强度地表特征影响热量和水汽交换温度对大气层稳定度的影响垂直温度分布逆温层温度垂直分布决定大气层的稳定性温度随高度快速下降会当温度随高度上升时，形成逆温层逆温层会抑制垂直混合导致不稳定，增加稳定性湿度对大气层稳定度的影响潜热释放云层形成水汽凝结释放潜热，影响温度云层影响辐射平衡，改变温度分布结构降水过程降水可以改变大气垂直结构风速对大气层稳定度的影响湍流强度温度均匀化风速增加会增强湍流，促进垂直混强风有助于均匀化温度分布合稳定度变化风速变化可能导致稳定度的昼夜循环大气层稳定度与污染物扩散稳定条件1抑制垂直扩散，污染物易累积中性条件2适度扩散，污染物浓度中等不稳定条件3促进垂直扩散，有利污染物稀释污染物扩散类型垂直扩散水平扩散污染物在垂直方向上的混合和稀释过程受大气层结稳定度污染物在水平方向上的传播和稀释主要受风向和风速影响影响显著垂直扩散对流作用逆温层影响不稳定大气促进垂直对流，逆温层抑制垂直扩散，污染加强污染物垂直扩散物易在低空累积湍流扩散大气湍流增强垂直混合，有利于污染物扩散水平扩散风向风速地形障碍物决定污染物传播方向影响扩散速率和范围复杂地形可改变扩散路径建筑物等可影响近地面扩散影响污染物扩散的气象因素风温度风向和风速决定污染物传播方向和温度梯度影响大气稳定度和垂直扩速度散湿度影响某些污染物的化学反应和沉降风速对污染物扩散的影响高风速低风速强风有利于污染物快速扩散和稀释，但可能将污染物输送到弱风条件下，污染物易在局部区域累积，造成高浓度污染更远处湍流对污染物扩散的影响机械湍流热力湍流由地表摩擦产生，增强近地面由温度差异引起，促进垂直扩混合散湍流强度湍流越强，扩散越快，污染物浓度越低温度梯度对污染物扩散的影响正常梯度1有利于污染物适度扩散逆温层2抑制垂直扩散，污染物易累积绝热梯度3促进强烈对流，加速污染物扩散大气层稳定度观测方法气球探测雷达探测12使用探空气球测量垂直温度利用大气雷达观测风场和温和湿度廓线度结构卫星遥感地面观测34通过卫星观测大气温度和湿利用地面气象站数据推算稳度分布定度常见观测设备气球探测原理优点利用携带气象仪器的探空气球，测量大气垂直剖面的温度、可直接测量高空数据，精度高缺点是成本较高，频率受限湿度、压力和风雷达探测多普勒雷达风廓线雷达测量风场和降水观测垂直风速剖面声雷达探测低空温度结构卫星遥感极轨卫星静止卫星提供全球高分辨率大气垂直剖面实时监测大范围大气状况数据产品提供温度、湿度、风等多种大气参数稳定度指数计算实例指数计算沙氏指数计算KK=T850-T500+Td850-T700-Td700SI=T500-Tp500其中为温度，为露点温度，数字表示气压水平（）为实际温度，为地面气块上升到T TdhPa T500500hPa Tp500的温度500hPa典型稳定度指数指数名称计算公式稳定判据指数稳定，不稳K K=T850-T5002040定+Td850-T700-Td700沙氏指数稳定，不稳定SI=T500-Tp5004-4总指数稳定，不稳TT=T850+4455定Td850-2T500个案分析数据收集指数计算12获取特定时间和地点的探空利用探空数据计算各种稳定数据度指数天气分析结果解释34结合天气图和卫星云图进行根据计算结果和实际天气现综合分析象评估稳定度稳定度对环境影响的案例分析雾霾天气工业污染城市热岛稳定大气层结导致污染物累积，形成严不同稳定度条件下，工业排放物的扩散稳定大气加剧城市热岛效应，影响城市重雾霾情况差异显著微气候总结核心概念影响因素温度梯度、稳定度指数等是温度、湿度、风速等多因素理解大气层结稳定度的关键共同影响大气稳定度观测方法环境应用气球、雷达、卫星等多种手稳定度分析对污染控制和天段用于稳定度观测气预报至关重要课后思考理论应用观测改进如何将稳定度理论应用于实际有哪些新技术可以提高稳定度天气预报？观测的精度？环境影响如何利用稳定度信息改善空气质量管理？。