天气预报温度如何预报?

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气象学上的「温度」指的是大气温度,而气温是我们日常生活中的通俗说法,两者在测量方法和所反应的物理意义上有区别。 气象学上的温度是在标准大气压下,干绝热呼吸冷却或干绝热加热到一定数值时所测得的温度值(这个“一定数值”在气象学中称为等温高度),它是大气状态的一个基本参数。大气运动和气象要素的变化都是基于这种温度参数进行的,因此了解它的形成和变化规律对于理解天气学原理和进行天气预报十分重要。

影响大气温度形成的直接原因有辐射、对流、大气静止时的冷却和对流层中的水汽含量。这些因素相互作用,共同影响着大气温度场。 在地球表面附近,大多数物体都具有很高的比热容,因此在太阳辐射和地球辐射的作用下,地表温度能比较平稳地增长。然而,在垂直方向上,随着海拔上升,气温会显著下降,在500hPa(约2500米高空)左右,气温已低于-60℃。这主要是因为空气在流动过程中会发生对流,使上下层的空气产生交换,温度也能得以维持。

但如果是在水平方向上,温度就会因无对流发生而迅速降低,在远离大陆的海岛或极地,温度常常可以达到-70~-80℃的水平,如果海面上生成台风,中心气压可达930百帕甚至更低,而温度可以达到-40℃。这样低的温度往往会使人们感到不可思议,但却是真实存在的。 在对流层内存在大量的成对正负电子,它们通过波阵面的方式把能量传输给其它电子,同时把热量带给高层大气;在极热状态下,高层大气中的正电子密度可达到1.4×1013个/cm^3以上,如此高密度的高能电子与氧结合就会产生臭氧。

O=+e-→OO° ↑ ↑ 在离陆地面10公里至20公里高度范围内,大气中的氧气已经具有了强烈的氧化能力,可以氧化许多含有碳氢化合物的物质,因此这一区域被称为同温层。由于臭氧的存在,这一层也被称作臭氧层。由于太阳辐射的作用,地球上大部分水蒸气都集中在平流层下部,这里也是云的形成部位之一。

当空气在平流层向上运动时,水蒸气的浓度会逐渐减小,到了50公里以上的高度,就几乎不存在水蒸气了。但在50公里以下,含碳氢化合物气体如甲烷和乙炔的含量却会大大增加。这些富含碳氢化合物的气体吸收了红外辐射的能量后,会引起平流层上部温度的升高,这种增暖又会使空气中的水汽含量增加,从而形成一个正向反馈过程。

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