大气绝热过程daqi juere guochengatmospheric adiabaticprocess

空气由于升降等原因而发生状态变化时，不与环境间发生热量与质量交换的过程。这种过程常造成升降气块的温度变化。例如当气块绝热上升时， 因高度愈高环境气压愈低， 气块就不断膨胀作功而温度下降。反之， 当气块绝热下降时， 则产生压缩增温。干空气块与饱和湿空气块作绝热升降运动时，温度的变化各有一定特点。掌握这些特点对研究上升空气中的成云致雨现象以及下沉空气中的温度升高、相对湿度降低、云层消散等现象， 很有帮助。
干绝热过程 干空气进行绝热升降运动时， 其温度随气压的变化规律可用干绝热方程或泊松方程表运动前的温度T0及气压P₀, 利用此式就可以算出当它升降到气压P时的温度T来。未饱和湿空气块在作绝热上升运动时， 只要没有水汽凝结现象， 气块温度变化规律也基本可用干绝热方程计算。当由此算得的温度达到水汽饱和的温度时， 其相应的气压P就是气块上升过程中开始发生凝结的等压面气压值。干空气块和未饱和湿空气块每绝热上升 （或下降） 单位距离时， 其温度的降低（或升高）值， 称为干绝热气温直减率(γd)。其值约为9.8℃/千米。气块如按干绝热过程移动到1000百帕等压面时所应有的温度， 称为位温(θ)。可根据下式算得：

式中T、P为气块的温度和气压。气块进行干绝热变化时， 其位温保持不变。若气块得到（或失去）热量，则θ增大（或减小）。比较不同高度上空气的冷热时，必需将它们放在同一高度上来比较， 而不能用它们在不同高度上的温度来直接比较。这是因为在同一高度上温度相同的空气， 在干绝热地将它们放到不同高度上， 必然有不同的温度。由于比较两块空气的位温，等于把两块不同气压下的空气都放到1000百帕等压面（即同一高度）上来比较， 因此这是比较不同高度空气的冷暖的常用方法。位温随高度的变化情况， 可判断大气稳定度（见大气静力稳定度）。
湿绝热过程 单位质量的饱和湿空气块作假绝热上升时， 必有水汽发生凝结并放出潜热。这潜热将抵销一部分因空气上升所造成的降温。其温度变化规律的微分近似式为：

式中 Cp是干空气的定压比热； R_d是干空气比气体常数；dqs是凝结出的水量； L是水的相变潜热 (根据水汽相变成水或冰， 分别采用凝结潜热或凝华潜热); dT是气压改变dP时气块温度的改变值。饱和的湿空气块绝热上升单位距离时的温度降低值称为湿绝热直减率(γm)。γm值一般小于γd值。γm值随温度的增高和气压的下降而变小， 不同温、压条件下的γ_m值， 见下表。

湿绝热直减率γ_m(℃/km)随温度和气压的变化

气温(℃) 气压(hPa)	-30	- 20	- 10	0	10	20	30
1013 1000 900 800 700 600 500 400 300	9.3 9.3 9.3 9.2 9.1 9.0 8.9 8.7 8.5	8.6 8.6 8.5 8.3 8.1 7.9 7.6 7.2 6.6	7.6 7.6 7.4 7.1 6.9 6.6 6.2 5.7 5.1	6.3 6.3 6.1 5.8 5.6 5.2 4.8 4.4 3.8	5.4 5.4 5.2 5.0 4.7 4.4 4.1	4.5 4.4 4.3 4.1 3.8

气块绝热上升直到其中水汽全部凝结并脱离气块后， 再按干绝热过程下降到1000百帕时的温度， 称为假相当位温(θse)。它既考虑了气压的影响， 又最大限度地考虑了凝结潜热对气块的增温作用。计算θse的近似公式为：<

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式中 e是自然对数底； L是相变潜热 （凝结潜热或凝华潜热）; Tc是气块在抬升凝结高度处的温度；q是气块的实际比湿； Cp是干空气的定压比热。气块的θse值在干绝热与湿绝热过程中都保持不变。在分析气团、锋、大气垂直稳定度时常用到θse。

大气绝热过程atmospheric adiabatic process

气块由于上升或下降发生状态变化时与其周围空气之间无热量交换的过程。当气块运动非常迅速时，因空气导热和辐射输热极少，因而气块和外界之间的热量输入与输出可忽略不计，这时就可把它近似地看成是绝热过程。

大气绝热过程daqi juere guocheng

指气块作上升或下降运动时，在和周围空气没有热量交换的情况下，自身的一种热力变换过程。这是一种可逆的热力学过程。当大气中气块作上升运动时，由于周围气压随高度而减小，则上升气块的体积随之膨胀，以与周围气压相适应。上升气块体积膨胀就是气块向周围空气作功，作功就要消耗能量，在绝热条件下，消耗的能量只能取自气块本身内能，内能减少就要引起气块温度降低，这称为 “绝热冷却”。相反，当大气中气块作下降运动时，因周围气压随高度降低而增大，气块体积被压缩而缩小，下降气块体积缩小就是周围空气对气块作功，因而引起气块内能增加，温度升高，这称为“绝热增温”。假若气块在上升或下降的绝热变化中没有发生水相变化，这种绝热过程称为干绝热过程。根据计算，干空气 （未发生水相变化的空气） 在绝热过程中每上升或下降单位距离(100米)，温度的变化值等于0.997℃，通常取为1℃/100米，称为干绝热直减率(γ_d)，它近似常数。如果上升气块中含有水汽并且已经饱和，这时的气块称为饱和湿空气。它在上升绝热过程中因温度降低而发生凝结； 或含有液态水的气块下降过程中，因温度升高液态水要蒸发为汽态水，这种在绝热过程中有水相变化的过程称为湿绝热过程。湿绝热过程中伴随着水的相态变化而有潜热释放或蒸发热消耗，因而湿绝热直减率(γ_m)要小于干绝热直减率。其值并不固定，随气块的温度（含水量）、气压而变化。温度愈高，γ_m愈小； 气压愈大，γ_m愈大。