表示大气中物理现象与物理过程的物理量称为气象要素。它们表征大气的宏观物理状态,是大气科学研究的重要依据。气象要素中以气温、气压、湿度和风为最重要。
(一)气温
气温是大气温度的简称,一般称温度,是表示大气冷热程度的物理量。在一定的容积内,一定质量空气的温度高低与空气分子的平均动能有关,且气体分子运动的平均动能只与绝对温度T有关。因此,气温实质上是空气分子平均动能大小的表现。虽然热量和温度经常联系在一起,但它们是完全不同的两个概念。热量是能量,而温度是一种量度。
气象上使用的温标,一种是摄氏温标记作“℃”;一种是开氏温标记作“K”。开氏温标的零度是绝对零度,即分子完全停止运动的温度。它们之间的换算关系为
T/K=273.16+t/℃≈273+t (8-1)
式中T表示绝对温度,t表示摄氏温度。通常所说的地面气温是指离地面1.5m高度上百叶箱所测得的温度。
由于太阳辐射的差异,各地地面平均气温随纬度的变化是明显的。大气温度的分布对于确定大气的热力状态和风场结构是十分重要的。图8—2(a)、(b)是1月和7月平均地面温度分布,显示一年中最冷月和最热月的气温分布。
在一年中吸收太阳辐射最多的热带,温度最高。在赤道地区,由于太阳辐射的梯度较小,使温度的经向梯度很小。在一年中吸收太阳辐射最少的极区,温度则最低。由于南半球海洋面积远大于陆地,使温度在纬圈方向的分布较北半球均匀。
由图可见,北半球冬季大陆区域,极地至赤道间的温度梯度达最大值。另外1月和7月里冷、暖洋流的作用均很明显。最大的温度水平梯度位于南、北半球的中纬地区,从海岸线和山脉地区(如落基山、青藏高原、安第斯山和南极洲)附近等温线的形状和很强的梯度来看,陆地和海洋的分布、陆地表面的特征和地面地形有十分显著的影响。最冷的地区在北半球冬季期间的欧亚大陆北部(亦即西伯利亚和加拿大的东北部)和全年中的南极洲。
本文标题:地球大气的平均状态(3)
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