越往高处走空气越稀薄是普遍现象吗？

空气密度随高度而增加的坡地是存在的

2009-5-5 张学文

l         越往高处走空气越稀薄，这是真的？当你带着一个高度表（实际是气压表）爬山时，你会看到空气压力无一例外的在减少。但是这是否表明越向上爬，空气越稀薄（空气密度越小）？

l         相信越往高处走空气越稀薄，是我多年从不怀疑的信条。但是今年我发现居然存在例外！有的坡地，你往上走，其空气密度居然是增加的！对此我们已经在2009年2月20日把这个发现公布在科学时报的博客上http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=216246 以及2009.4.28的http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=228892上。

l         2009.5.4我发现这个现象不仅存在于新疆的奇台到吉木萨尔县的30公里的水平距离内，60米的高度差内，而且在乌鲁木齐到达坂城（100公里，170米高度差）、乌鲁木齐到柴窝堡（40多公里，166米高度差）也存在这个现象。即从乌鲁木齐去柴窝堡再往前走到达坂城。其空气密度居然也可以（并不是经常）是增加的。

l         现在就具体计算一下我们爬坡时的压力、温度变化所对应的空气密度的变化量。

密度ρ变化与压力P、温度T变化的关系是p=ρRT，即气体状态方程。取对数得lnp=lnR+lnρ+lnT 微分后取差分形式有△ρ=ρ（△P/P-△T/T）

例如2009年5月2日8时乌鲁木齐T=18. 6+273 ，p=905.7达坂城T=7.6 +273 ，p=892.2

温度差△T =11，压力差△P =13.5，温度平均T=286.1，压力p平均值=898.95

于是密度的相对变化（Δρ/ρ）=-0.015-（-0.038）=+0.023，即从乌鲁木齐向达坂城走，高度增加169.5米，空气密度居然增加2.3%！（这是乌鲁木齐刮东南风时的情况。乌鲁木齐海拔936米，达坂城1105.5米）。值得特别提出的是乌鲁木齐这个密度逆增与当日乌鲁木齐的东南大风是平行的气象现象。这也就为预报大风提供了新思路。

l         即我们在新疆发现不只一个地方存在空气密度逆增的坡度。这个现象在地球的其他地方估计也会存在。至于为什么会出现这个现象，是理论家研究的事。它对天气预报是否有什么提示、预报意义，是预报员研究的事。

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