第三节 大气的基本物理性质
一、主要的气象要素
    定性或定量描述大气物理现象和大气状态特征的物理量（meteorological elements）。它们包括太阳辐射、温度、湿度、气压、云、降水、蒸发、能见度和各种天气现象等。其中以温度、气压、湿度和风最为重要。气象要素表征着大气的宏观物理状态，是大气科学研究的基础。
（一）气压
1．气压的定义
    大气压强的简称，从观测高度到大气上界，单位面积上垂直空气柱的重量。气压常用的单位是百帕（hpa）,或以水银柱高度的毫米（mm）数、厘米（cm）数表示。
    一个标准大气压：国际上规定，温度为0℃，纬度为45°的海平面上，760mm水银所具有的压强称为一个标准大气压。
2．气压单位的换算
在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡（Pa）。1帕斯卡＝1牛顿/平方米， 所以，1个标准大气压＝101325N/m²＝101325Pa＝1013.25hpa≈1000hpa        
气象学上以前曾用毫巴作为气压的单位，1mb＝1000达因/平方厘米，因1帕斯卡 ＝10达因/平方厘米，所以1mb＝100帕斯卡＝1百帕（hpa）,1牛顿 ＝10⁵达因。
1mb＝1hpa
    一个标准大气压＝760mmHg＝1000hpa   1mmHg＝4/3hpa
    可以由式mg/4лR²容易地计算出地球表面的平均气压。式中的m为大气的总质量5.13×10¹⁸kg，g为平均重力加速度9.8m/s²，R为地球的平均半径，
地球表面上的平均气压为：10⁵pa＝1000 mb＝1000hpa
（二）湿度
1．湿度的定义
   表示物体潮湿程度的物理量。表示空气潮湿程度的物理量称为空气湿度。
2．湿度的表示方法
⑴ 水汽压（e）
    大气中水汽所产生的分压强称为水汽压。和大气压强一样， 水汽压也用mmHg为单位，在国际单位制中也采用帕斯卡为单位。
饱和水汽压(e_w)：在一定温度下，空气中水汽达到最大含量时的水汽压称为饱和水汽压。
饱和水汽压的计算公式：对于纯水面上饱和水汽压与温度的关系可用马格努斯公式表示，即：
                                (1-1)
　
式中e_w为温度t℃时纯水面上的饱和水汽压；e_w0为0℃时纯水平面上的饱和水汽压，其值等于6.11hpa；a，b为经验常数，对于水面a＝7.45，b＝235；对于冰面a＝9.5，b＝265；e_w0为0℃时的饱和水汽压，e_w0＝6.11hpa。
影响饱和水汽压的因子
    饱和水汽压除与温度有关外，还与蒸发面的物态、形状以及蒸发面的溶液浓度等因子有关。同一温度下冰面饱和水汽压比水面小；凹面的饱和水汽压比平面小，平面又比凸面小，随着凸面曲率的增加，饱和水汽压增大；纯水面的饱和水汽压比溶液的大，随着溶液浓度增大，饱和水汽压则减小。
⑵ 饱和差（d）
在某一温度下空气的饱和水汽压与空气中实际水汽压之差称为饱和差。它表示空气距离饱和的程度。
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