大气除有水平方向的运动之外,还有其空气的垂直运动,垂直运动又称为空气对流运动,它包括空气的上升运动和空气的下沉运动。与空气大规模的水平运动相比,空气的垂直运动的平均速率那么稍小些。但有时候空气的垂直运动相当强,例如龙卷、热带气旋和热低压等天气系统的空气垂直运动的速率较大。正因为空气的垂直上升运动过程中空气绝热冷却,饱和和水气凝结,才会有云、雨、雪等天气现象发生,垂直上升较强时会出现阵雨,雷雨和冰雹，并伴有大到强风的天气,这是空气一般处于不稳定的状态；如空气中出现逆温,上升运动很弱或没有空气的上升运动时,会出现连续性降水或雾等天气现象, 空气的水平运动很弱，这是空气处于稳定的状态；如空气产生下沉运动,这是天气状况很好，天空少云，风力又较小。所以各种天气现象如表所示都是由空气的垂直运动和大气处于稳定与否所定的。表 天气现象符号 天气现象名称 | 简写符号 | 天气现象名称 | 简写符号 |
霾 | ∞ | 雨 | · |
轻雾 | = | 雷雨 | |
雾 | ≡ bootstrapping | 阵雨 | ▽ |
雷暴 | | 阵雪 | |
龙卷 | | 雨夹雪 | |
冰雹 | 竞价上网△ | 雪 | * |
毛毛雨 | ， | 阵性雨夹雪 | |
| | | |
一空气的垂直运动Air Vertical Motion
1空气垂直运动的类型
空气的垂直运动能引起空气中的热量、水汽和固体杂志等的在垂直方向上进行输送,对天气晴好与否、云雾降水、强对流天气、风雨天气、雷暴天气、海上的大风浪和涌浪等现象的形成和开展有着重要的作用。空气的垂直运动的强弱与大气稳定度有着密切的关系。
大气中任何一单位质量空气在垂直方向上的受到作用力要有二个:一个是重力,方向指向地心,即向下；另一个是在垂直方向上气压梯度力,人们常说的浮力,方向指向地心的反方向,即沿下垫面垂直向上。当垂直气压梯度力小于重力时,空气具有向下的加速度,如果该气块原来是静止,就会因此产生下降运动,类似于高气压反气旋天气系统中的向下运动气流；当垂直气压梯度力大于重力时,空气具有向上的加速度,如果该气块原来是静止的,就会因此而产生上升运动,类似于天气系统低压气旋的向上运动气流。由此可见,空气的垂直运动是由于气块垂直方向上受力不平衡而引起的。所以将空气的垂直运动主要可分为对流与系统性垂直运动两大类。另外空气的乱流也包括微弱的垂直运动。下面将介绍对流,系统性垂直运动和乱流。
1）对流
对流在气象上通常指空气有规那么的升降运动，有时也指局部的上升运动。根据引起对流的不同冲击力，对流可分为热力对流和动力对流。
热力对流也称自由对流，或叫做自然对流。它是由于空气存在着水平温差，由垂直气压梯度力引起的局部上升运动。具体来说，就是由于地面增热不均匀，使地面层空气有的地方冷，有的地方暖。暖的地方，暖空气上升而形成空气上升运动的对流，；冷的地方，冷空气下沉而形成空气下降运动的对流。例如，白天受太阳照射，陆地增加温度要比海面快，沙地增加温度要比泥地快，因而陆地气温高于海面气温，于是陆地上的暖空气就会产生上升运动；较冷海面上的空气就会产生下降运动，这样就形成了热对流。又如海上岛屿与周围的海面，白天岛屿上的空气辐合上升，而海面上空气却下降；夜间那么相反，海面上的空气产生上升运动，而岛屿上的空气下降。见图所示。
图 白天岛屿与海洋之间的对流
热对流中的气块在垂直方向上，形成垂直加速度：
α=dω/dt=T’/T-1·贫铀弹是什么g
式中：T’表示气块的温度；
T 表示周围环境的温度
显然，当T’> T 时，说明：气块内温度高于周围环境的温度时，即：
α= dω/dt>0，空气为上升运动；反之，当T’< T 时，说明：气块内温度低于周围环境的温度时，即：
α= d爱白网ω/dt洛伦兹曲线<0，空气为下降运动。
成都计算机安全学会动力对流也称为强迫对流。它是由于空气的水平辐合、气流过山时强迫抬升、锋面抬升等机械作用所触发引起的局部上升运动。
对流的特点表现为：水平范围较小，约有几公里到几十公里；持续时间较短，一般为几十分钟到几小时；垂直速度大，一般为1—10m/s，大的可达几十米/秒。如低压的上升运动强烈的话，能造成阵性大风、阵性降水、雷雨、暴雨和冰雹等大气不稳定的天气，但以积雨
云Cb为主的天气。
2）系统性垂直运动
系统性垂直运动是由水平的辐合、辐散、锋面和大地形对空气的强迫抬升作用所产生的。其特点是：水平范围大，约为几百公里到几千公里；持续时间较长，一般为几小时到几十小时；垂直速度小，一般为1—10m/s。虽然垂直速度小，但由于持续时间较长，空气在昼夜内可上升几百米到几公里，因而可造成广阔地区连绵不断的阴雨天气。
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