什麼是大氣熱力學温度

表徵幹空氣和濕空氣熱力性質的重要變量。常用的有虛温、露點、濕球温度、位温和相當位温等。

虛温

在氣壓相等的條件下，使幹空氣的密度和濕空氣的密度相等時，幹空氣應具有的温度。這是一種虛擬的温度，稱為虛温(TV)。它表示濕空氣的一種屬性：

TV≈T(1+0.61W )

式中W =ρV/ρd為混合比，ρd、ρV 分別為幹空氣和水汽的密度（見氣象要素）。空氣的水汽含量愈大，W 也愈大。在一般情況下，虛温僅略高於實測温度，即使在非常暖濕的空氣中，也只有幾攝氏度的差異。引入虛温後，比較複雜的濕空氣狀態方程，就可以用比較簡單的、類似於幹空氣的狀態方程來代替，即P = ρRdTV。其中ρ是濕空氣的密度，Rd為幹空氣氣體常數。

露點

在氣壓和水汽含量不變的情況下，降低空氣温度使其達到飽和狀態時的温度，稱為露點，常用Td表示。在温度一定的情況下，空氣中的水汽含量愈少，露點愈低，只有在飽和的濕空氣中，露點才等於氣温，故可利用氣温和露點的差值來近似地表示大氣中的水汽含量。

濕球温度

在系統（空氣加水）的氣壓保持不變並和外界沒有熱量交換的情況下，純淨的水蒸發到空氣中去，使其達到飽和狀態時，系統因蒸發冷卻而到達的温度，稱為濕球温度，通常用Tw表示。在實際工作中，用濕球温度表上的讀數代表濕球温度。該温度表的球部，包着保持浸透了水的紗布，在通風良好的情況下，濕球附近的水分在不斷蒸發的過程中吸收周圍空氣的熱量，使周圍的氣温下降，當濕球附近的空氣達到飽和時，濕球温度表的指示劑穩定而不再下降，此時的讀數便表示濕球温度。實際上，這種讀數和通風情況有關，所以它只是一種近似於理論上的濕球温度。空氣中的水汽含量愈小，為使空氣達到飽和所需蒸發的水分就愈多，所吸收的熱量愈大，濕球温度就愈低。故濕球温度的高低，能反映大氣中水汽含量的多寡（濕度的大小）。氣塊由某高度幹絕熱上升，達到飽和之後，再濕絕熱下降到原來高度時所具有的温度，稱為假濕球温度，通常用Tsw表示。

位温

將一塊幹空氣絕熱地壓縮或膨脹到氣壓等於1000百帕時所具有的温度，稱為位温，常用θ表示。當氣塊絕熱膨脹時，它對外界作功，內能減小，温度下降；反之，氣塊作絕熱壓縮時，內能增大，温度升高。但是氣塊的位温在幹絕熱過程中卻是守恆的。對濕空氣，氣塊幹絕熱上升，達到飽和之後，再濕絕熱下降到1000百帕高度時的温度，稱為假濕球位温，通常用θsw表示。它在等壓蒸發和凝結過程中是守恆的。

相當温度

在等壓情況下，濕空氣的水汽全部凝結時，若所釋放的潛熱全部用於加熱空氣，氣塊所達到的温度，稱為相當温度，通常用Te表示。如果未飽和的氣塊通過幹絕熱過程移到1000百帕高度，則其相當温度稱為相當位温，通常用θe表示。如果氣塊先作幹絕熱變化，達到飽和之後，再依濕絕熱過程上升，直到所有的水汽全部凝結為水而脱離該氣塊為止，然後將這種已無水汽的幹空氣幹絕熱地下降至原來的氣壓處，氣塊在這種虛擬的過程中所能達到的温度，稱為假相當温度，用Tse表示。若將它用幹絕熱地移到1000百帕時，其温度稱為假相當位温，用θse表示。對於幹絕熱過程和濕絕熱過程而言，θse是一種守恆的量，可以利用它來分析大氣的熱力性質。