非绝热过程(diabatic process),指的是受到增温作用或降温作用的系统通过
辐射和
传导与周围(外界)发生
热量交换的
热力过程。
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。
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。