[科普中国]-非绝热过程

基本定义

大气非绝热过程，是指气块通过分子传导、对流、乱流、相变(蒸发、凝结、融解、冻结、升华、凝华)、辐射等作用而与外界发生热交换的过程。空气是热的不良导体，以分子传导方式传递的热量一般很少，除在贴近地面几厘米范围内外，一般不予考虑。

热传输的主要方式1、对流热传输是对流层内热量传输的重要方式。空气的强迫对流和空气因不稳定而造成的对流，都有把热量沿垂直方向作迅速输送的作用，它们都有使上下位温不同的空气变为位温均匀的效应。

2、乱流热传输是由空气微团的不规则运动所引起的热量输送，其输送热量的效率可达分子热传导的几十万倍，它是摩擦层中热量交换的重要方式之一。大气中的水分发生相变时，有潜热的转变，所以当水汽输送时若伴有相变，则必发生热量交换，通过水的相变，从地面输入大气的潜热量是相当可观的。

3、辐射热传输是指物体以电磁波的形式向外传送或接收能量。空气块本身时刻不停地在放射辐射，同时又能吸收外界给予的辐射。空气直接吸收太阳辐射的能力较差，但善于吸收地面辐射与邻近气层的辐射。近地面层空气受地面辐射的影响最大，辐射热传输的效率可达分子热传导的数千倍。气块的温度变化，受绝热因子与非绝热因子的共同影响。当气块在近地面层内运动，或以水平运动为主时，非绝热因子占有重要地位。 这表现在气温的日变化及气团的变性中。当气块以垂直运动为主时，虽然决定气块温度变化的主要因子是绝热因子。但在气块升、降时，环境空气会卷入气块内部，产生合并与混合过程(称为挟卷过程)，使气块成为开放系统。故气块的温度变化，并不严格遵循绝热方程，需作非绝热修正。1