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[问答题,简答题] 计算题:某地在200米处气温为19.9℃,在1300米处气温为7.8℃。试求200~1300米气层中干空气块的大气稳定度。

[问答题,简答题] 计算题:某地在200米处气温为19.9℃,在1300米处气温为7.8℃。试求200~1300米气层中干空气块的大气稳定度。

题目解答

答案

据题意先求出γ:γ=(19.9-7.8)/(1300-200)=1.1/100米 再进行比较判断:γd=1℃/100米 γ>γd ∴在200~1300米的气层中,对干空气块是不稳定状态。

解析

大气稳定度的判断核心在于比较实际气温的垂直递减率($\gamma$)与干绝热递减率($\gamma_d$):

  • $\gamma > \gamma_d$:实际气温下降得比干空气块更快,空气块上升后更轻,易形成对流,不稳定。
  • $\gamma < \gamma_d$:实际气温下降得比干空气块慢,空气块上升后更重,易下沉,稳定。
  • $\gamma = \gamma_d$:两者相等,空气块与环境温度一致,中性稳定。

本题需计算200~1300米气层的$\gamma$,并与$\gamma_d = 1^\circ \text{C}/100 \text{m}$比较。

步骤1:计算实际气温垂直递减率$\gamma$

  • 温度差:$19.9^\circ \text{C} - 7.8^\circ \text{C} = 12.1^\circ \text{C}$
  • 高度差:$1300 \text{m} - 200 \text{m} = 1100 \text{m}$
  • $\gamma$公式:
    $\gamma = \frac{\text{温度差}}{\text{高度差}} = \frac{12.1^\circ \text{C}}{1100 \text{m}} = 0.011^\circ \text{C}/\text{m} = 1.1^\circ \text{C}/100 \text{m}$

步骤2:比较$\gamma$与$\gamma_d$

  • 干绝热递减率:$\gamma_d = 1^\circ \text{C}/100 \text{m}$
  • 判断:$\gamma = 1.1^\circ \text{C}/100 \text{m} > \gamma_d = 1^\circ \text{C}/100 \text{m}$
  • 结论:大气处于不稳定状态。

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