物质在大气层的垂直分布（文献）

qiuboling

张学文 发表于 2016-4-19 15:34
可以，而且欢迎呀！

现在你要回答我的问题了。
水汽是理想气体吗？

qiuboling

下面的公式与你书上的公式是一样的，适用于对流层。
https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_pressure
我之所以引用这个公式是因为它对参数说明很详细。
特别是M。
M是指干空气的摩尔质量，意思是它只适用于干空气。
0.0289644 公斤/每摩尔干空气

qiuboling

将含有1摩尔干空气的气块从地面抬升到200百帕高度，这气块还是保留着1摩尔的干空气。
将含有1摩尔潮湿空气的气块从地面抬升到200百帕高度，这气块保留着不到1摩尔的干空气。
将含有1摩尔水汽的气块从地面抬升到200百帕高度，这气块保留着液态水以及可以被忽略的水汽，没有干空气。
原因是从冷凝高度到200百帕高度，水汽分子几乎全部返回液相。
因为水汽不是理想气体。

在绘制曲线的时候不但要标注平均温度，还要注明相对湿度0%。见下图

qiuboling

基于前面提及的原因，我认为书中34页（见下图）的论述是错误的。
希望张老提供文献支持，说明该公式可以用于水汽，只要把公式中的干空气分子量29用水的分子量18代替就可以了，适用于对流层。（注：原始公式适用于对流层）

qiuboling

根据导出公式的计算：
水汽压如果减少为地面原量的36%，就要上升13公里（见上图）。

13公里比200百帕还要高（见下图）。
按照热动力学图，在200百帕高度气块的水汽视为析出完毕（见76楼）。
两种方法得出的结果相差甚远.

原因是静力学方程中只有一个变量h, 但在冷凝高度以后水汽M随着高度的增加而减少，成为第二个变量。
但导出公式仍然将它作为常量处理(见上图的特征高度13), 这是错误的.
所以, 冷凝高度以上导出公式不适用。

qiuboling

备注1：
如果发现参考76楼的图不对，那就参考73楼的图。

（可能是我电脑的问题，多次出现楼层错误。)

qiuboling

qiuboling 发表于 2016-4-17 17:55
你说的1，2，3是不是你猜的？
能不能给出文献链接？
下面的图来自：http://expert.t7online.com/daten/ ...

备注2
张老说：   .....未饱和的水汽在气象学中被认为是理想气体之一。
张老想表达的意思会不会是：未饱和的空气在气象学中被认为是理想气体之一。

qiuboling

张学文 发表于 2016-4-19 15:34
可以，而且欢迎呀！

将干空气的压力公式用于潮湿空气的时候，必须考虑适用范围。
因为在冷凝高度以上气块经历热动力学过程，它不符合静力学关系。

未饱和的空气在气象学中被认为是理想气体之一，
但饱和以后的空气就不是理想气体。
所以我说“你没有留意到理想气体方程对水汽的不适用范围”（见72楼）。

由于原始公式的M是干空气， h的取值范围可以是整个对流层。
为了使原始公式适用于潮湿空气，必须对h的取值范围重新定义-----将h定义在冷凝高度以下。
就如WMO的气压订正公式那样，“本公式适用于海拔xxx米以下”。

你的导出公式是静力学公式。
在“初探”一书中你没有将它定义在什么海拔高度以下适用。这就是错误所在。

张学文

qiuboling 发表于 2016-4-21 23:43
将干空气的压力公式用于潮湿空气的时候，必须考虑适用范围。
因为在冷凝高度以上气块经历热动力学过程， ...

探空观测中的静力学关系在任何高度上都在应用。

张学文

qiuboling 发表于 2016-4-21 12:03
备注2
张老说：   .....未饱和的水汽在气象学中被认为是理想气体之一。
张老想表达的意思会不会是：未 ...

历来的气象教科书都是这样认定的：未饱和水汽的状态变化服从（它自己的）气体状态方程。