氣溫的變化為什麼有絕熱變化和非絕熱變化之分?
答:
根據分子運動理論,空氣的冷熱程度只是一種現象,它實質上是空氣內能大小的表現。
當空氣獲得熱量時,其內能增加,氣溫也就升高;反之,空氣失去熱量時,內能減小,氣溫也就隨之降低。
空氣內能變化,一是可由空氣與外界有熱量交換而引起;二是可由外界壓力的變化對空氣作功,使空氣膨脹或壓縮而引起。
在前一種情況下,空氣與外界有熱量交換,稱為非絕熱變化;在後一種情況下,空氣與外界沒有熱量交換,稱為絕熱變化。
空氣與外界交換熱量有傳導、輻射、對流、湍流和蒸發、凝結(包括升華、凝華)等形式。
在大氣中,垂直運動的氣塊,其狀態變化通常接近於絕熱變化,即氣塊與外界之間無熱量交換時的變化過程。
在絕熱條件下,當空氣(質點)上升時,氣壓減小,內能減小,氣溫要降低;當空氣(質點)下沉時,氣壓增加,內能增加,氣溫要升高。
同一時間對同一團空氣而言,氣溫的變化常常是絕熱變化和非絕熱變化共同引起的。何者為主,則要看當時的具體情況。
當空氣團停留在某地或在地面附近作水平運動時,外界的氣壓變化很小,但受地面增熱和冷卻的影響卻很大,因而氣溫的非絕熱變化是主要的。
空氣團作升降運動時,雖然也能和外界交換熱量,但因垂直方向上氣壓的變化很快,空氣團因膨脹或壓縮引起的氣溫變化,要比和外界交換熱量引起的氣溫變化大得多,因而氣溫的絕熱變化是主要的。
參考文獻:
□周淑珍.氣象學與氣候學[M].北京:高等教育出版社,1997.