１气温直减率

为了判定近地面气层中气温的垂直变化情况，在气象学中引入一个特征值

γｄ，γｄ＝－ｄＴｉ／ｄＺ（其中Ｔｉ表示干空气块的温度），表示干空气块在绝热状态下垂直位移过程中的温度变化，这是一理论值，表示一干空气气块和周围的空气没有任何热量交换。此时温度随高度的变化率可由热力学第一定律算出，通常取位移距离１００ｍ时温度变化的数值，称为干空气温度的绝热垂直递减率：

γｄ ＝０．９８ ℃／１００ｍ≈１℃／１００ｍ

在现实中，只有这样情况：当天空浓云满布，云幕既可阻止大量太阳辐射进入地表，又可阻挡辐射离开地表，即近乎于“绝热”状态。真实的大气其温度随高度分布γ随时间和空间而变化，γ＝－ｄＴ／ｄＺ，称为气温的垂直递减率，也称为气温的几何梯度，亦以高度每变化１００ｍ时气温变化的度数来表示。对流层实际大气的平均状态为

γ＝０．６５ ℃／１００ｍ。

在实际工作中，气温随高度的变化率（γ＝－ｄＴ／ｄＺ）可以用探空仪和其他测温仪器测量得到，当得到某时某地气层的γ时，就可以将它与γｄ＝１℃／１００ｍ进行比
较，即可判断当地的大气稳定性。

２气温的垂直分布

气温沿垂直高度的分布，可用坐标上的曲线表示，如图 所示。这种曲线称为气温沿高度分布曲线或温度层结曲线，简称温度层结。

大气中的温度层结有四种类型：

①气温随高度增加而递减，即γ＞０，称为正常分布层结或递减层结；

②气温直减率等于或近似等于干绝热直减率，即γ＝γｄ，称为中性层结；

③气温不随高度变化，即γ＝０，称为等温层结；

④气温随高度增加而增加，即γ＜０，称为气温逆转，简称逆温。

３大气稳定度

１）大气稳定度的概念

大气稳定度表示空气块在铅直方向的稳定程度，即气块是否安于原在的层次，是否易于发生对流。假如有一空气块（团）受到对流冲击力的作用，产生了向上或向下的运动，那么就可能出现三种情况：如果空气团受力移动后，逐渐减速，并有返回原来高度的趋势，这时的气层，对于该气团而言是稳定的；如果空气团一离开原位就逐渐加速运动，并有远离原来高度的趋势，这时的气层，对于该气团而言是不稳定的；如果空气团被推到某一高度后，既不加速也不减速，保持不动，这时的气层，对于该气团而言是中性气层。

２）大气稳定度的判别

判别大气是否稳定，可用气团法来说明。假设一气团的状态参数为Ｔｉ、Ｐｉ和ρｉ，周围大气状态参数为Ｔ、Ｐ和ρ，则单位体积气团所受四周大气的浮力为ρｇ，本身重力为－ρｉｇ，在此二力作用下产生的向上加速度为：

利用准静力条件Ｐｉ＝Ｐ和理想气体状态方程，则有：

若气团运动过程中满足绝热条件，则气团运动ΔＺ高度时，其温度Ｔｉ＝Ｔｉ０－γｄ·ΔＺ；而同样高度的周围空气温度Ｔ＝Ｔ０－γ·ΔＺ。假设起终温度相同，即Ｔ０
＝Ｔｉ０，则有：

从式（３．４）可见，当γ－γｄ＞０时，ａ＞０，气团加速运动，大气不稳定；γ－γｄ＜０，即γ＜γｄ 时，ａ＜０，气团减速运动，大气稳定；当γ＝γｄ 时，ａ＝０，大气是中性的。因此，大气静力稳定度可以用温度直减率与干绝直减率的对比来判别。图３-５为用层结曲线（大气温度随高度变化曲线）和状态曲线（即上升空气块的温度随高度变化曲线）的分布来判别大气稳定程度。