MATLAB--位温-虚位温-露点温度的计算

在许多观测数据中，往往只有常规的温湿压风，而在对大气特性进行判断时，往往需要涉及位温，露点温度差等一棚正宏些变量的计算，这里给出位温，虚位温以及露点差的计算，以便后续对饱和量、温度露点差等进行分析。

公式均清谈来自于北京大学出版的第二版大气物理学。

1.由气温和气压计算位温

2.由气温、气压、相对湿度计算虚位温

虚位温的计算需要用到比湿，而比湿是由实际水汽压计算得到的。

实际水汽压与饱和水汽压的比值就是相对湿度，因此可以基于马格纳斯公式先计算出饱和水汽压，然后在根据饱和水汽压和相对湿度计算出实际水汽压，得到比湿，进而计算虚位温。

注：实际大气中水汽压<60hpa，所以可认为混合比与比湿近似，在比湿的计算中系数0.378可忽略

3. 由气温、气压、相对湿度计算露点温度

露点温度就是假设实际水汽压为饱和水汽压时所对应的温度链册，因此只需将计算出的实际水汽压代入马格纳斯公式，所算出的温度即为露点温度

相当位温公式如下图：

相当位温是某一高度的气团下降（或上升）至参照气压值的位置时，经过绝热膨胀（或收缩）以及所含的水汽全部凝结为水滴释出潜热后，所具有的温度。 从相当温度而言，相当位温也就是指某一高度的气团绝对移动至参租乎照气压值位置时所具有的相当温度。

相关性质：

广义位温的定义用一个表达式就可以表示出干大气、未饱和湿大气以及饱和湿大气这3种大气状态的位温，位温和相当位温则是广义位温的特殊情况。

当弊闹悉大气比湿为零时，广义位温就变成位温；当大气比湿达到饱和后，广义位温就变成相当弯戚位温。除了可以衔接干大气位温和饱和湿大气的相当位温外，广义位温包含了水汽由干到湿再到饱和的变化过程，更好地体现了大气中水汽的实际分布和变化特征。

该函数整理摘自：蔡宏珂《NCL程序入门设计》

书中清晰的列出了各种常用函数，建议买一本作为工具书，随时查看。

下面是本人记录的部分常用的气象分析函数，一些常用变量之间的相互转换

1、 angmon_atm ：计算大气相对角动量

2、 dewtemp_trh ：气温和相对湿度计算露点温度

3、 hydro ：计算时间平均涡流通量

4、 lclvl ：计算抬升凝结高度气压

5、 mixhum_ptd ：气压和露点温度计算水汽混合比或比湿

6、 mixhum_ptrh ：气压、气温和相对湿度计算水汽混合比或比湿

7、 omega_to_w ， w_to_omega ：垂直速度单位换算

8、 pot_temp ：计算位温

9、 prcwater_dp ：计算气柱可降水量

10、 pres_sigma ：计算sigma层的气压

11、 pslhyp ：利用压高公式计算海平面气压

12、 relhum ：利用气温、水汽混合比和气压计算相对湿度

13、 relhum_ttd ：利用气温和露点温度计算相对湿度

14、 static_stability ：计算静力稳定度

15、 uv2dv_cfd, uv2vr_cfd ：中间有限差分枣脊搜计算散度和相对涡度

16、 vibeta ：使用beta因子做垂直积分

17、 wind_component ：使用风速、风向计算经向风、纬野宴向风

18、 wind_speed, wind_direction ：使用经凳历向风、纬向风计算风速、风向

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