物质在大气层的垂直分布（文献）

qiuboling · 发表于 2016-4-19 21:51:13

本帖最后由 qiuboling 于 2016-4-22 10:45 编辑

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 · 发表于 2016-4-19 22:17:01

本帖最后由 qiuboling 于 2016-4-22 11:59 编辑

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 · 发表于 2016-4-21 11:38:28

本帖最后由 qiuboling 于 2016-4-22 07:38 编辑

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 · 发表于 2016-4-21 12:03:20

本帖最后由 qiuboling 于 2016-4-22 07:41 编辑

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 · 发表于 2016-4-21 23:43:41

本帖最后由 qiuboling 于 2016-4-22 12:04 编辑

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 · 发表于 2016-4-22 12:06:23

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 · 发表于 2016-4-22 12:14:39

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。

qiuboling · 发表于 2016-4-22 12:41:27

张学文发表于 2016-4-22 12:14
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。

气象学上, 空气由干空气与水汽组成.
未饱和的空气是指气块还可以容纳水汽.距离饱和温度还有一点距离.
未饱和的水汽是什么意思?
请你举例说明什么是没有饱和的水汽.

qiuboling · 发表于 2016-4-22 12:59:35

张学文发表于 2016-4-22 12:06
探空观测中的静力学关系在任何高度上都在应用。

探空观测获取不同高度的露点,温度,压力,风向和风速这4种数据, 为热动力学计算提供依据.
仅仅是这么一回事.

qiuboling · 发表于 2016-4-23 08:35:08

本帖最后由 qiuboling 于 2016-4-23 08:40 编辑

张学文发表于 2016-4-19 15:34
可以，而且欢迎呀！

看到张老以前的一个帖子：
有关空中水汽的理想实验、问题、征答
http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=24214
为了讨论方便，我把原文转到这里

有关空中水汽的理想实验、问题、征答

张学文,2014/5/7

设想有一个朔料管子，它是绝热的，长1公里.最初我们把管子平放在水平面上。我们讨论下面的理想实验：

1. 实验一：在常温下，把管子内装入一些干空气以后封闭它。再把管子在地球引力场中竖立起来,问位于不同高度处的大气压力随高度的变化规律是什么。

2. 实验二：把以上实验的干空气改为仅装入水汽，那么管子竖起来以后，管子内的水汽压力的铅直变化规律是什么。

3. 内装空气与水汽的混合物,问空气/水汽的压力分布各是什么。

问题初步讨论：

1. 实验一基本是气象学几乎早已经回答的问题，它联系这所谓静力学方程，一般认为压力随高度是负指数递减的（压高公式）。20世纪测量高度就依赖这个关系—从压力换算出高度。

2. 实验二是理想性的问题，它应当与实验一有相同的结果，仅需要对有关公式里的分子量从空气的29改为水汽的18就可以。可这样水汽随高度的减少就比空气慢很多!

3. 实验三是与实际大气类似的条件。可它的理想结果与实际大气的平均情况一致吗？水汽为什么比空气更集中在低层？

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