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作为热机的自然对流:CAPE理论 被引量：2
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作者 n.o.renno A.P.Ingersoll 彭治班 《气象科技》 北大核心 2000年第4期38-46,共9页
在许多行星上 ,不断有热量供给地面 ,且热量也不断通过大气向太空发出红外辐射。由于在高压区是热源不是热汇 ,因此 ,该系统能够做机械功。大气对流是可以在此系统中运转的自然热机。基于这种热机结构 ,提出了一个大气对流的简单理论 ,... 在许多行星上 ,不断有热量供给地面 ,且热量也不断通过大气向太空发出红外辐射。由于在高压区是热源不是热汇 ,因此 ,该系统能够做机械功。大气对流是可以在此系统中运转的自然热机。基于这种热机结构 ,提出了一个大气对流的简单理论 ,预报在统计平衡状态下干、湿对流的浮力、垂直速度及其覆盖区域。在对流热机一次循环期间 ,来自地面层 (热源 ,热区 )的热 ,其中一部分被报废到空间自由对流层 (热汇 ,冷区 ) ,并从那里辐射到太空。其余部分变为机械功。此机械功用于克服机械耗散维持对流运动上。最终 ,机械能耗尽 ,转变成热能。消耗掉的部分能量被辐射到太空 ,而其余的通过对流气块进入再循环。在温度较低能量消耗部分降低的情况下 ,温度较高能量消耗部分增加 ,提高了对流热机的视效率。对流热机所做的功对气柱积分 ,给出了存在于行星大气中克服粘性耗散、维持对流运动的对流有效位能 ( CAPE)统计平衡量的大小。此积分被认为是准平衡条件下行星状态的一个全球性数字。对于地球目前的气候 ,热机结构预报热带地区 CAPE值的大小为 10 0 0 J.kg-1,该预报值与观测值一致。从结果也可得出 ,存在于对流大气的 CAPE总量应随着全球地表温度的升高 (或大气对红外辐射的暗度 ) 展开更多
关键词 自然对流 CAPE理论 热机 对流层 准平衡对流
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