R dP P g dz RT 一点 g RT P2=Pe g (44) RT (44)式是通用的压高方程。它表示气压是随高 度的增加而按指数递减的规律。而且在大气低 层,气压递减得快,在高层递减得慢。在温度 低时,气压递减得快,在温度高时,递减得慢。 利用(44)式原则上可以进行气压和高度间的 换算,但直接计算还比较困难。因为在公式中
(4·4)式是通用的压高方程。它表示气压是随高 度的增加而按指数递减的规律。而且在大气低 层,气压递减得快,在高层递减得慢。在温度 低时,气压递减得快,在温度高时,递减得慢。 利用(4·4)式原则上可以进行气压和高度间的 换算,但直接计算还比较困难。因为在公式中
指数上的子式中,g和T都随高度而有变化,而 且R因不同高度上空气组成的差异也会随高度而 变化,因而进行积分是困难的。为了方便实际 应用,需要对方程作某些特定假设。比如忽略 重力加速度的变化和水汽影响,并假定气温不 随高度发生变化,此条件下的压高方程,称为 等温大气压高方程。在等温大气中,(44)式 中的T可视为常数,于是得 e(N-7,) RT P 或写成 g , RT2 RT Z2-Z1 B1 (4·5) g
指数上的子式中,g和T都随高度而有变化,而 且R因不同高度上空气组成的差异也会随高度而 变化,因而进行积分是困难的。为了方便实际 应用,需要对方程作某些特定假设。比如忽略 重力加速度的变化和水汽影响,并假定气温不 随高度发生变化,此条件下的压高方程,称为 等温大气压高方程。在等温大气中,(4·4)式 中的T可视为常数,于是得
式中负号取消是因为将P1和P2的位置上下调 换。从(45)式中可以看出,等温大气中,气 压随高度仍是按指数规律递减的,其变化曲线 见图43中实线。将T换成t,自然对数换成常用 对数,并将g、R代入,则(45)式变成气象上 常用的等温大气压高方程: P1 2-21=1840(1+t/273199 (4·6) 实际大气并非等温大气,所以应用(46) 式计算实际大气的厚度和高度时,必须将大气 划分为许多薄层,求出每个薄层的t,然后分 别计算各薄层的厚度,最后把各薄层的厚度
式中负号取消是因为将P1和P2的位置上下调 换。从(4·5)式中可以看出,等温大气中,气 压随高度仍是按指数规律递减的,其变化曲线 见图4·3中实线。将T换成t,自然对数换成常用 对数,并将g、R代入,则(4·5)式变成气象上 常用的等温大气压高方程: 实际大气并非等温大气,所以应用(4·6) 式计算实际大气的厚度和高度时,必须将大气 划分为许多薄层,求出每个薄层的tm,然后分 别计算各薄层的厚度,最后把各薄层的厚度
求和便是实际大气的厚度。表42是利用(46) 式计算的标准大气中气压与高度的对应值 表4·2标准大气中气压与高度的对应值 气压 1013.3845.4700.8504.7410.4|307.1193.1102.846.7 (hPa) 高度(n0150030005017001900100106001100 (46)式中把重力加速度g当成常数,实际 上g随纬度和高度而有变化,要求得精确的Z值, 还必须对g作纬度和高度的订正。一般说,在大 气低层g随高度的变化不大,但将此式应用到 100km以上的高层大气时,就必须考虑g的变化。 此外,(4·6)式是把大气当成干空气处理的
求和便是实际大气的厚度。表4·2是利用(4·6) 式计算的标准大气中气压与高度的对应值。 (4.6)式中把重力加速度g当成常数,实际 上g随纬度和高度而有变化,要求得精确的Z值, 还必须对g作纬度和高度的订正。一般说,在大 气低层g随高度的变化不大,但将此式应用到 100km以上的高层大气时,就必须考虑g的变化。 此外,(4·6)式是把大气当成干空气处理的
但当空气中水汽含量较多时,就必须用虚温代 替式中的气温 假设温度直减率(Y)不随高度变化的大 气称多元大气。若取海平面的气温为T,于是 任意高度Z处的气温T=TyZ。令Z=0,海平面 气压为P,任意高度Z上的气压为P,应用(44) 式有 P g g 0-T 2、 dZ=-1 R(T10-x) =1n(m2) (4·7)
但当空气中水汽含量较多时,就必须用虚温代 替式中的气温。 假设温度直减率(γ)不随高度变化的大 气称多元大气。若取海平面的气温为T0,于是 任意高度Z处的气温T=T0 -γZ。令Z0 =0,海平面 气压为P0,任意高度Z上的气压为Pz,应用(4·4) 式有