有关大气密度的规律1-大气密度分析15

张学文，原版20190212公布，现在是20190213修订版（这里把原版的“4”撤销，以后另外讨论）

前面我们已经对大气密度的一些特征问题作了初步分析。现在则就涉及大气密度的基本规律做扼要说明。

1.        大气密度服从特有的理想气体状态方程。物理学确认理想气体的压力P、体积V、温度T满足一个简单的方程pv=RT。对于单一成分的1摩尔的理想气体这个公式是相同的。干空气是混合气体，其压力p、其体积改以密度ρ表达、气温以绝对温度T表达，是p=ρ RT。R=287.04.但是空气含义水汽着需要对这个公式有修订。而且水分占有的比例不同，修正也不同。好在大气里的水分不多。这种修订一般可以忽略。

2.        质量守恒原理是物理学的基本原理。它在大气中的应用应当体现在空气块在运动中的质量是不变化的。对此可以用大气密度的个别变化(dρ/dt)=-ρdivC 表示。这里的divC是风矢量（三维）的散度。这个在气象教科书上是有说明的。质量守恒方程也称为连续方程，是制约大气运动的基本原理。而这种形式的质量守恒关系需要大气密度这个变量来表达。

3.        大气的运动当然应当满足牛顿力学的f=ma的基本原理。而当把这个原理用于地球上的大气压力场与大气密度场的局面时。动力学则给出了斜压性引起的大气运动。所谓斜压性，可以理解为当地附近的各个等压面与等大气密度面并不重合，而形成所谓力管。这种力管的强度形成空气在垂直于等压面也垂直于等大气密度面的方向的气流。这曾经用与解释山谷风的日变化。但是着应当也提示了天气图上对应区域的上升气流或者下沉气流。或者说大气密度厂配合大气压力场在共同提示大气的上升运动区域与下沉区域在那里。

以上是我初步考虑到的，可以用于地球大气的任何地点任何时刻的大气密度上的公式。而关于地球大气总体的规律性问题，我们后面另外讨论。

       过去我们对大气的规律性，更多的是从大气压力、气温的角度去分析。对于从大气密度的角度分析大气的规律的事可能考虑的比较少。本博客系列是对此的初步提炼。