ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ
АЭРОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГРАММЫ
Учебно-методическое пособие
Составитель <...> Л.М. Акимов
Издательско-полиграфический центр
Воронежского государственного университета
2010
Утверждено научно-методическим советом факультета географии и геоэкологии 30 октября 2009 г., протокол № 3
Рецензент д-р биолог. наук, проф. <...> Нанесение данных о температуре и построение кривой
стратификации (кривой температуры)……………………………………8 <...> Выделение слоя положительного отклонения от СА
(стандартной атмосферы)………………………………………………... <...> Построение кривой температуры насыщения воздуха
относительно льда. <...> Основным законом, описывающим изменения состояния, как в сухом,
так и во влажном ненасыщенном воздухе, является адиабатический закон,
который выражается уравнением сухоадиабатического процесса – уравнением Пуассона. <...> Аэрологической диаграммой называют график, на который нанесены семейства сухих и влажных адиабат для различных значений температуры и высоты (или давления). <...> По горизонтальной шкале отложены значения
температуры, а по вертикальной шкале отложены значения логарифма давления и высоты стандартных изобарических поверхностей. <...> Аэрологическая
диаграмма строится по данным радиозондирования атмосферы, которое
проводится 2–4 раза в сутки на аэрологических станциях в 00, 06, 12, и 18
часов Гринвичского времени. <...> НАЗНАЧЕНИЕ И СОДЕРЖАНИЕ АЭРОЛОГИЧЕСКОЙ
ДИАГРАММЫ
В Росгидромете применяются бланки аэрологических диаграмм с
прямоугольными системами координат: аэрологическая диаграмма № 1
(АДП-1) и аэрологическая диаграмма № 2 (АДП-2). <...> Шкала температур на той и другой формах бланков образует прямой угол
со шкалой давления и имеет диапазон изменения от –80 до +40 °С. <...> Анализ аэрологической диаграммы позволяет определить характеристики <...>
Построение_и_анализ_аэрологической_диаграммы.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ
АЭРОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГРАММЫ
Учебно-методическое пособие
Составитель
Л.М. Акимов
Издательско-полиграфический центр
Воронежского государственного университета
2010
Стр.1
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.……………………………………………………………………...4
1. Назначение и содержание аэрологической диаграммы…………………..5
2. Построение и анализ аэрологической диаграммы………………………...7
3. Определение относительной влажности воздуха с помощью
номограммы……………………………………………………………………...8
4. Составление аэрологической диаграммы………………………………….8
4.1. Нанесение данных о температуре и построение кривой
стратификации (кривой температуры)……………………………………8
4.2. Нанесение данных о дефиците точки росы и построение
кривой точки росы………………………………………………………….9
4.3. Нанесение данных о ветре……………………………………………9
4.4. Нанесение данных в особых точках………………………………..10
5. Расчетно-графические построения………………………………………..10
5.1. Определение уровня конденсации………………………………….10
5.2. Построение кривой состояния………………………………………11
5.3. Отображение энергии неустойчивости…………………………….11
5.4. Определение уровня конвекции…………………………………….13
5.5. Выделение слоев инверсии и изотермии…………………………...14
5.6. Выделение тропопаузы……………………………………………...16
5.7. Выделение изотерм………………………………………………….17
6. Анализ аэрологической диаграммы………………………………………17
6.1. Потенциальная температура………………………………………...17
6.2. Анализ стратификации атмосферы…………………………………18
6.3. Выявление слоев облачности……………………………………….19
6.4. Выделение слоя положительного отклонения от СА
(стандартной атмосферы)………………………………………………...20
6.5. Построение кривой температуры насыщения воздуха
относительно льда. Определение слоев обледенения………………….20
6.6. Определение слоев динамической болтанки………………………21
6.7. Определение максимальной температуры воздуха………………..21
7. Экспресс-анализ аэрологической диаграммы……………………………22
Контрольные вопросы…………………………………………………………30
Список литературы…………………………………………………………….30
3
Стр.3
1. Абсцисса – температура воздуха в °C. В левой части дана отдельная
шкала для нанесения разности между температурой и точки росы по высотам.
2. Ордината – атмосферное давление в логарифмической шкале
(
0,286
).
3. Столбец в левой части бланка без вертикальных линий предназначен
для нанесения ветра по высотам.
4. Прямые наклонные зеленые линии – сухие адиабаты (линии равной
потенциальной температуры).
5. Сплошные красные изогнутые линии – влажные адиабаты (линии
равной псевдопотенциальной температуры).
6. Красные пунктирные линии, проходящие с небольшим наклоном, –
линии равной удельной влажности для насыщения над водой (также и при
отрицательных температурах) в г/кг.
7. Цифры над изобарой 500 мб дают поправку в градусах для перехода
от точки росы для насыщения надо льдом. Поправки даны для температур
кратных 5 °C и могут применяться для любого уровня.
8. Числа около точек – расстояния в декаметрах между основными
изобарическими поверхностями (1000–850; 850–700; 500–300; 3000–200;
200–100) при данной средней температуре слоя.
9. Расстояния между наклонными штрихами на изобарах 1000, 900,
800, 700, 600 и 500 мб дают величину поправки для перехода от действительной
температуры к виртуальной при насыщенном воздухе.
Исходными данными для анализа состояния атмосферы на
различных высотах являются результаты ее комплексного зондирования,
отнесенные к конкретному месту (пункту) и моменту времени (сроку
зондирования), представленные в коде КН-04.
В правом верхнем углу аэрологической диаграммы (АД) помещена
номограмма, дающая зависимость между температурой (кривые линии), относительной
влажностью (вертикальная шкала) и разностью меду температурой
и точки росы (горизонтальная шкала) (рис. 2).
6
ρ
Стр.6
Рис. 2. Номограмма для определения влажности воздуха
На бланке АД под номограммой для определения относительной
влажности строится таблица, в которую заносятся данные, закодированные
с помощью КН-04. В таблицу заносятся данные по температуре, влажности,
направлению и скорости ветра на высотах стандартных изобарических поверхностей
и на уровнях особых точек.
На аэрологической диаграмме строятся: кривая стратификации
температуры, кривая точек росы (депеграмма), кривая состояния, кривая
насыщения надо льдом, вертикальное распределение направления и скорости
ветра.
ду КН-04.
виде табл. 1.
Н
2. ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ АЭРОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГРАММЫ
Данные температурно–ветрового зондирования раскодировать по коРезультаты
раскодирования можно представить на отдельном листе в
Таблица 1
γ
1 2 3
Высота,
км
Давление,
гПа
Результаты температурно-ветрового зондирования
td Tн.л. dd ff f
6 7 8 9
Р
t
тем
-ра
°C
D
4
дефицит
°C
5
темра
точки
росы
°C
тем-ра
насыщения
относитель-но
льда
7
направление
ветра
скорость
ветра
отн.
влаж
ность
%
градиент
°С/100м
10
Стр.7
Температуру точки росы td (графа 5) рассчитать по формуле:
Td = T – D.
муле:
γ = ∆Т/∆H = (Tn+1 – Tn)/(Hn+1 – Hn),
(2)
где Tn и Hn – температура и высота n-го уровня; Tn+1 и Hn+1 – температура и
высота вышележащего уровня соответственно.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА
С ПОМОЩЬЮ НОМОГРАММЫ
Входами в номограмму (рис. 2) являются значения дефицита точки
росы (горизонтальная шкала) и температуры воздуха (семейство кривых
линий). Значение относительной влажности в процентах определяется по
вертикальной шкале номограммы.
Полученные результаты занести в табл. 1.
Значения относительной влажности (f) с точностью до одного процента
нанести цифрами черного цвета на соответствующих уровнях слева
от кривой точки росы.
Относительную влажность можно также определить с помощью психометрической
таблицы.
4. СОСТАВЛЕНИЕ АЭРОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГРАММЫ
Составление аэрологической диаграммы производится в следующем
порядке: сначала наносятся данные о температуре воздуха (кривая
стратификации), дефиците точки росы (депеграмма), направлении и скорости
ветра у поверхности земли и на стандартных изобарических поверхностях.
4.1.
Нанесение данных о температуре и построение кривой
стратификации (кривой температуры)
Для этого на бланке аэрологической диаграммы находят изобару (горизонтальную
линию), которая соответствует давлению в наносимой точке
подъема. Затем, перемещаясь вдоль этой изобары, находят ее пересечение с
изотермой, соответствующей температуре воздуха в той же точке подъема;
на пересечении изобары и изотермы ставят точку и рядом (справа) указывают
высоту точки подъема в целых и десятых долях километра без указания
размерности.
8
(1)
Рассчитать вертикальный барический градиент γ (графа 10) по фор
Стр.8