气温与气压

一、气温

1．气温的定义和单位

气温是表示空气冷热程度的物理量。大气温度状况是支配天气变化的重要因素之一。因此气温既是天气预报的重要项目，又是天气预报的重要依据。

为了定量地表示物体的温度，必须选定一个衡量温度的标准，称为“温标”。制定温标时，需要选定几个参考点，最常用的是纯水在标准大气压力下的冰点和沸点，把其间分为100等份，冰点为0度，沸点为100度，这样确定的温标，称为摄氏温标，以℃表示。把冰点和沸点之间分成180等份，冰点定为32度，沸点定为212度，这样确定的温标，称为华氏温标，以ºF表示。摄氏与华氏温度的换算关系如下：

    C=9(5)(F－32)    (3-1)

另外还有一种绝对温标(或称开氏温标)，以K表示。这种温标1度的大小与摄氏温标中1度的大小相同，但其0度规定为摄氏－273度。开氏0度称为“绝对零度”，水的冰点为273K，沸点为373K。，它与摄氏温度的换算关系如下：

    C=K－273    (3-2)

2．空气的增热和冷却

下垫面是对流层大气主要而直接的热源，空气的增热和冷却主要受下垫面的影响，这种影响是通过下垫面与空气之间的热量交换来实现的。下垫面与空气之间的热量交换途径主要有下列几种。

(1)辐射：地面的热量以电磁波的形式传给大气，使大气受热增温。地面的这种放热过程，称为地面辐射。大气受热以后，又以电磁波的形式向四周放射热量；使本身温度降低。大气的这种放热过程，称为大气辐射；地面辐射和大气辐射的波长比太阳辐射波长要长，大气对它们都有较好的吸收本领。我们把地面辐射、大气辐射称为长波辐射；把太阳辐射称为短波辐射。

(2)对流：地面受热以后，使靠近地面的空气变热而膨胀上升，与此同时，上层及周围较冷空气流来补充。通过对流，上下层空气相互混合，热量随之交换，使高层次的空气增热，这是对流层中热量交换的主要方式。

(3)传导：贴近地面的空气也以传导方式获得热量，但是空气的热传导能力是非常小的，约为银的导热率的十万分之六。

(4)乱流：当下垫面受热不均匀的范围和程度较小时，或当空气流经粗糙的下垫面时，可以形成一些小规模的、不太强的、不规则的空气运动，称为乱流(或湍流)。乱流能使空气在各个方向上得到充分的混合，使热量、水分和尘埃等伴随着得以交换，使之趋于均匀。乱流是下垫面与空气之间热量交换的重要方式之一。

(5)水相关系：下垫面水分蒸发时吸收下垫面的热量，当这些水汽在空气中凝结时，又把小部分潜热释放给大气，大气便间接地从下垫面获得了热量。同样在大气中当云滴蒸发时，要吸收周围空气的热量；当水汽由一地送往另一地而发生凝结时，便释放潜热给它周围的空气。可见，水相变化也是空气之间交换热量的方式。 

3．气温的日变化与年变化

气温在一天中和一年中的正常变化规律，叫气温的日变化和年变化。这种规律是人们经过多年的实践并经过分析研究以后得出来的。冬寒夏暑，午热晨凉，这是近地面气温变化的一般规律。

(1)气温的日变化

气温的日变化特点是在一天内有一个最高值和一个最低值，陆地上最高值，冬季出现在13～14时，夏季出现在14～15时，最低值出现在近日出前。海洋上最高值和最低值出现的时间，比陆地上约迟1～2小时。一天当中气温的最高值与最低值的差，称为气温日较差，它的大小反映了气温日变化的程度。

气温日较差的大小，与纬度、季节、下垫面性质、地形、海拔高度及大气状况有关。在热带地区最大，平均为12℃；温带地区平均为8～9℃；极地区域只有2℃。气温日较差随季节的变化，以中纬度最为显著，夏季大于冬季。大洋上的气温日较差较小，只有1～2℃；内陆地区常在15℃以上，有些地方甚至可达25～30℃。阴天时的气温日较差比晴天时要小。

(2)气温的年变化

在北半球，一年之中大陆上月平均气温，最高值一般出现在7月份，最低值出现在1月份；海洋上比上述时间落后一个月。在南半球，则是1月份气温最高，7月份气温最低。—年中月平均气温的最高值与最低值的差，称为气温年较差。

气温年较差的大小，主要是随着下垫面性质和纬度而异，在赤道附近，季节变化极不明显，年较差很小；在中高纬度，季节变化显著，所以年较差大。在相同纬度的一些地方，由于海陆性质的不同，海上气温的年较差比陆上小。

4．气温与天气

引起气温日变化的基本因素是天文因素，即昼夜长短和太阳高度，也就是与上述因素相对应的太阳辐射的时间和强度。如受到来自高纬度冷空气平流或来自低纬度暖空气平流的作用，正常的气温日变化规律将遭到明显的干扰，出现“日寒夜暖”的反常现象，那么很明显暖空气非常活跃，天气即将变坏。如果气温日变化正常，意味着冷暖平流的作用居于次要的地位，预示着天气晴好少雨。俗话说：“日暖夜寒，东海也干”。 

根据气温预测天气，要考虑季节背景。在冬季，冷是正常现象，只有冷得足，才能晴得长。在大冷期间，天气总是晴好，一旦变得暖和起来，天气往往就要变了。反之，在夏季，暖是正常现象，只要热而不闷，是不会下雨的。一旦天气变冷，只要稍有一点冷空气下来，往往就会下雨。当然，天气变化是复杂的，仅仅依据气温情况进行天气预报，就难免有一定的片面性，因此必须综合分析，全面考虑，才能收到较好的预报效果。