(整理)探空图(T-logP温度一对数压力)分析

精品文档精品文档温度一对数压力（T—lnP）图解是我国气象台站普遍使用的一种热力学图解，它能反映出测站上空的气压、气温、湿度等气象要素的垂直分布状况，并用来判定层结稳定度，分析云层，确定对流层顶的位置，以及求算各种温、湿特征量等。因而，它在天气分析和预报工作中有着广泛的应用。一、温度对数压力天气图的结构（一）坐标温度对数压力图的横坐标是温度（T），以摄氏（℃）为单位，每隔10℃标出度数值，从图左端一85℃（188K）起向右递增，直至40℃（313K）；纵坐标是气压（对数标尺），以百帕为单位，从基准线1000百帕向上递减，至200百帕，而不是零百帕。这是由于当P趋近于零时，—lnP趋近于无穷大，因而纵坐标的设计不能取P=0（见图7-1）。日常工作中使用的气压值通常是1050百帕到50百帕之间。为了使用方便，图形又不过大，根据对数原理，图上气压值从1000（5X200）百帕到200百帕间的坐标距离和气压值自250（5X50）百帕到50百帕间的坐标距离一样，都是等于ln5单位，因而，设计的纵坐标从下部的1050百帕到顶部200百帕。当气压值低于200百帕时，可重复使用1000百帕至200百帕间气压坐标，即把原来的1000百帕当作250百帕，200百帕当作50百帕使用。为此，纵坐标的左侧除标注1000、900、…200百帕气压数据外，右侧还标注一排相对应的括号内气压数值，即（250）、（200）、…精品文档精品文档（50）。精品文档精品文档（二）基本线条1．等温线：平行于纵坐标的等距离的黄色直线①，每隔1℃一条线，每隔10℃标出温度数值，其中大字体为摄氏温度(℃)，小字体为绝对温度（K）。2．等压线：平行于横坐标的以气压对数值为间隔的黄色直线，从1050百帕到200百帕之间，每隔10百帕一条线，图左右两侧每隔100百帕标出气压数值。3.干绝热线：又称等位温线，是自图右下方向左上方倾斜的黄色实线，线上每隔10℃标出位温（q）数值。当气压值低于200百帕时，位温使用括号内数值。4．温绝热线：又称等假相当位温线，是自图右下方向左上方倾斜的精品文档精品文档绿色虚线。线上每隔10℃标出假相当位温数值。5．等饱和比湿线：是图上向左上方倾斜的绿色实线。每条线上都标出饱和比湿值（从左侧的0．01直到右倾的40g／kg）。气压低于200百帕时，使用括号内数值。①本教材插图中黄、绿线一律用黑线表示。二、温度对数压力图解的应用（一）点绘各种曲线为了对大气状况进行具体分析，经常根据探空资料在图上点绘曲线。1.温度压力曲线：简称温压曲线或层结曲线，它是把各高度上的气压、温度数据用笔点绘在图上，然后用直线连接起来的曲线。它可以反映出测站上空温度的垂直分布状况。2．露点压力曲线：简称露压曲线，是把各高度上的气压、露点温度数据用笔点绘在图上，依次把各点用虚线连接起来的曲线。它反映出测站上空水汽的垂直分布状况。3．状态曲线：从上升气块某温、压点开始，平行于干绝热线画线，达到凝结高度后，再平行于湿绝热线所画出的曲线。它表示气块在绝热过程中温度随高度变化的情况。（二）求算两用温湿特征量1.饱和比湿（qs）：某点（A）的等饱和比湿线所对应的数值，如图7－2中A点的P=850百帕，T=25℃，A点的等饱和比湿数值为23g/kg。如果图上没有正好通过A点的等饱比湿线，可用内插法求得。精品文档精品文档2．比湿（q）：通过某点（A'）对应的露点的等饱和比湿线的数值，即A'点的实际比湿。例如，通过B点（P=950百帕Td=0℃）的等饱和比湿线的数值为4.0g/kg，就是A'点的比湿。图7－2求比湿、饱和比湿水汽压图7－3求饱和水汽压3.饱和水汽压（E）：通过某温度（T）与622百帕等压线交点E的等饱和比湿线数值（见图7-3），即温度T时饱和水汽压。例如，T=7℃，等温线与622百帕等压线交与F点，通过F点的等饱和比湿线的数值为10，因而7℃时的饱和水汽压为10百帕。4.水汽压：通过某温度（T）的露点(Td)与622百帕等压线交点F的等饱和比湿线的数值，就是温度T时的实际水汽压（见图7－3）。5．相对湿度（f）：通常采用图解和公式并用方法求得。例如，已知A点的=850百帕，T=25℃,Td=17℃。先从图7-2上查得实际比湿(q)为14．2g／kg，饱和比湿qs为23．4g精品文档精品文档／kg。再根据相对湿度公式，得。6．位温（q）：通过A点的干绝热线的数值，即为A点的位温（见图7－4）。7．凝结高度（Zc）：通过A点（图7-4）的未饱和空气块沿干绝热线上升，直到与当时露点温度所对应的等饱和比湿线相交，交点即是凝结高度。例如，A点P=850百帕，T=25℃，Td=17℃，沿A点所在的干绝热线上升，同时也沿A点的露点的等饱和比湿线上升，两者相交于B点，B点755百帕的高度Zc，即为凝结高度。图7-4求位温和相当位温图7－5求虚温8．假相当位温（qse）：先从图7－2A点沿干绝热线上升到凝精品文档精品文档结高度B点后，再沿湿绝热线上升，直到所含水汽全部凝结，再沿干绝热线下降到1000百帕时所具有的温度，即qse。9．虚温（TV）：温度对数压力图的各主要等压线（1000、900、800百帕等）上，有许多绿色的垂直短划，两个相邻绿色短划所跨的温度范围表示饱和虚温差△T'V，它是根据而作出的。当已知气压、温度、露点或相对湿度时，即可求得虚温。若已知A点气压（P＝920百帕），温度（T=30℃），露点（Td=21℃），通过P与Td的交点D沿等温线移动，与距D点最近的主要等压面相交于E（见图7-5），则包含E点的两个绿短划所跨的温度范围，即为由（P、T）所决定的饱和虚温差（△T'V=2.9℃），然后将虚温差与A点温度相加，便得到A点的虚温值，即TV＝30℃＋2.9℃=32.9℃。（三）求不稳定能量（E）1.正不稳定能：指位于状态曲线左方和层结曲线间的面积（平方厘米）X功（我国现用温度一对数压力图，图上1平方厘米的面积等于74.5焦耳每千克的功）2．负不稳定能：指位于状态曲线右方和层结曲线间的面积X功。（四）分析逆温性质精品文档精品文档逆温性质不同，其温度、湿度的垂直分布状态不同。温度曲线随高度向右倾斜，表示有逆温层存在；向左倾斜表示温度是随高度降低的。温度曲线垂直，表示是等温层。1．辐射逆温：逆温层下限与下垫面相接，而且厚度不大，下部温度露点差较小。（图7－6）2．平流逆温：逆温层下限往往离开地面而出现在空中某一高度上。逆温层日变化不明显。3．湍流逆温：逆温层底至地面的温压曲线与干绝热线几乎平行，露压曲线与等饱和比湿线近于平行。逆温层离地面的高度随湍流混合展的厚薄而不同。4．下沉逆温：多出现在1—2公里高度上，厚度可达数百米。逆温层顶上的温压曲线常有一段近似平行于绝热线，逆温层中的温度露点差随高度迅速增大。精品文档精品文档图7－6辐射逆温曲线图7－7锋面逆温曲线5．锋面逆温：逆温高度随观测点距锋线的距离及锋面坡度而定，可高可低。逆温层内的湿度分布一般是上湿下干（图7－7）。