þ考点:空气的增热和冷却
空气的增热和冷却主要是非绝热过程引起的,受下垫面的影响很大。下垫面与空气之间的热量交换途径有以下几种:
1.热传导
空气与地面之间,空气团与空气团之间,当有温度差异时,就会以分子热传导方式交换热量。但是地面和大气都是热的不良导体,所以通过这种方式交换的热量很少。只有在贴近地面几厘米以内,空气密度大,单位距离内的温度差异也较大,热量交换较为明显。
2.辐射
大气主要依靠吸收地面的长波辐射而增热,同时,地面也吸收大气放出的长波辐射,这样它们之间就通过长波辐射的方式不停地交换着热量,如白天辐射增温,夜间辐射冷却。即使大气受热的主要直接热源是地面,初始的热源是太阳。
3.对流
对流又分热力对流和动力对流。由于空气受热不均引起有规则的热湿空气上升干冷空气下沉,称为热力对流。由于动力作用造成空气的升降运动称为动力对流,如空气遇山爬升等。通过对流,上下层空气互相混合,热量得以交换,使低层的热量传递到较高的层次。
4.水相变化
在大气常温状态下,水有液态、气态和固态之间的变化,当水在蒸发(或冰在升华)时要吸收热量;相反,水汽在凝结(或凝华)时,又会放出潜热。因此,通过蒸发(升华)和凝结(凝华),促使地面和大气之间、空气团与空气团之间发生潜热交换。
5.湍流
空气的不规则运动称为湍流。湍流是在空气层相互之间发生摩擦或空气流过粗糙不平的地面时产生的。有湍流时,相邻空气团之间发生混合,热量也就得到了交换。湍流是摩擦层中热能、动量和水汽交换的主要方式。
6.平流
平流是指某种物理量的水平输送,它是大气中异地之间热量传输最重要的方式,对局地温度变化影响很大。如南风送暖,北风送寒,属于温度平流;东风送湿、西风送干,属于湿度平流。