什么是干绝热递减率？
干绝热递减率（DALR）描述的是一团未饱和空气在大气中上升或下沉、且与周围环境没有热量交换时，其温度如何变化。由于上升的空气会膨胀降温，干空气每升高 1000 米气温下降约 9.8°C，而下沉时每降低 1000 米则同样升温 9.8°C。这个数值是由重力和空气比热推导出的普适物理常数，因此本计算器在地球上任何地方都适用。
如何使用本计算器
输入地面（或起始）温度（°C）、起始海拔（米），以及你想求得气温的目标海拔（米）。计算器会先算出海拔变化量，再乘以递减率，得出目标高度处的气温。把目标海拔设得更高，可模拟上升气团（降温）；设得更低，则可模拟下沉气团（升温，例如焚风或钦诺克风的情形）。
公式解析
核心公式为 $$T = T_0 - 9.8 \times \frac{\Delta z}{1000}$$ 其中 \(T_0\) 为起始温度，\(\Delta z\) 为以米为单位的海拔差，\(9.8\) 是以 °C/千米表示的干绝热递减率。该数值本身来自 $$\Gamma_d = \frac{g}{c_p} \approx 9.8\ \text{°C/km}$$ 其中 \(g \approx 9.81\ \text{m/s}^2\)，\(c_p \approx 1005\ {\text{J/(kg}\cdot\text{K)}}\)，计算得出约为每千米 9.8°C。
实例演算
假设海平面（0 米）处的地面温度为 20°C，我们想知道一团干空气被抬升到 1500 米时的气温。海拔变化为 1500 米，因此 $$\Delta T = -9.8 \times \frac{1500}{1000} = -14.7\ \text{°C}$$ 最终温度为 \(20 - 14.7 = \mathbf{5.3\ \text{°C}}\)。
定义与术语表
- 绝热过程
- 一种热力学变化，其中与周围环境不交换热量。温度变化仅通过气柱的膨胀（冷却）或压缩（升温）而发生。
- 气团
- 一个假想的小体积空气，被视为保持其特性的离散单元，用于在垂直运动时追踪温度、压力和湿度。
- 干绝热递减率（\(\Gamma_d\)）
- 不饱和（无凝结）气团上升时的冷却速率，≈ 每1000米9.8°C。它同样适用于下降时的升温。
- 饱和/湿绝热递减率（\(\Gamma_m\)）
- 上升气团饱和且水蒸气凝结后较慢的冷却速率，平均约5°C/千米，因为潜热释放抵消了绝热冷却。
- 环境递减率（\(\Gamma_e\)）
- 在给定时间和地点周围大气中温度随高度变化的实际测量值，在标准大气中平均约6.5°C/千米。将其与绝热速率进行比较可确定大气稳定性。
- 焚风/奇努克风
- 一种温暖、干燥的下坡风。空气上升并冷却（通常作为降水损失湿度），然后在背风坡下降，以干绝热速率升温，到达时比同一高度的迎风坡更温暖和更干燥。
- \(T_0\)
- 起始（地面或参考）空气温度，单位°C，在起始高度处。
- \(\Delta z\)
- 高度变化，\(z_1 - z_0\)，单位米。正值表示上升（冷却），负值表示下降（升温）。
- \(\Gamma_d\)
- 干绝热递减率的符号，9.8°C/千米，用作温度公式中的乘数。
常见问题
为什么用 9.8 而不是大气环境的 6.5°C/千米？ 9.8°C/千米 是针对运动气团的干绝热递减率；而平均环境递减率（约 6.5°C/千米）描述的是真实大气，包含了水汽和混合作用的影响。
饱和（含云）空气怎么算？ 一旦发生凝结，释放的潜热会减缓降温，使其转为湿绝热递减率（约 5°C/千米）。本工具只适用于干空气的情形。
可以模拟下沉气流吗？ 可以——把目标海拔设得低于起始海拔，空气就会按每下沉 1000 米升温 9.8°C 进行计算。
