通用物理量计算函数库帮助文档Word文件下载.docx
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3.1常数
物理量常数是建立函数库的基础，主要分为地球、太阳常数和气象学常用数据两类。
相关内容如下：
staticintERROR_DEFAULT_int=-999;
//一般缺省值
staticfloatERROR_DEFAULT_float=-9.99E8f;
//计算结果可能<
-999时的缺省值，如角速度
（一）地球、太阳常数
staticdoubleE_M=5.974E24;
//质量=5.974E24千克
staticintE_YearEs=31556926;
//.地球公转一周的时间:
365日时分秒（秒）
staticdoubleE_DayOs=86164.094;
//地球自转一周的时间23时分秒（.094秒）
staticintE_DayAs=86400;
//平太阳日=86400平太阳秒
staticfloatE_YearDays=365.2500f;
//儒略年=365.2500日
staticdoubleE_AtmosM=5.14E18;
//地球大气总质量=5.14E18kg
staticdoubleE_S=5.100501E8;
//地球表面积=5.100501E8（km*km）
staticdoubleE_V=1.0831579E12;
//地球体积=1.0831579E12（km**3）
staticfloatE_LandS=1.49E8;
//地球陆地面积=1.49E8（km*km）
staticfloatE_OceanS=3.61E8;
//地球海洋面积=3.61E8（km*km）
staticdoubleE_SunM=1.9891E30;
//太阳质量=1.9891E30kg
staticintE_SunR=696265;
//太阳半径=696265km
staticintE_SunT=5770;
//太阳表面有效温度=5770K
staticdoubleE_SunEarthL=1.49597892E8;
//日地平均距离=1.49597892E8km
staticfloatE_SunEarthLN=1.4710E8;
//近日点日地距离=1.4710E8km
staticfloatE_SunEarthLF=1.5210E8;
//远日点日地距离=1.5210E8km
（二）气象学常用数据
staticdoubleRadian_Degree=57.2957795;
//1弧度=57.2957795°
=57°
′.806″
staticdoubleDegree_Radian=0.01745329;
//1度=π/180°
=0.01745329（弧度）
staticdoubleR_Polar=6356.755;
//极处半径b=6356.755km
staticdoubleR_Aver=6371.004;
//平均半径=6371.004km
staticdoubleE_RotationV=7.2921152E-5;
//地球自转角速度w=7.2921152E-5rad/s
staticfloatLatitude_KM=111.137f;
//纬度°
平均长度=111.137km
staticfloatLongitude_Equator_KM=111.32f;
//赤道上经度°
长度=111.32km
staticfloatGH=9.8f;
//位势米=9.8（m**m）/（s**s）
staticintH0=7991;
//标准情况下均质大气高度H0=7994m
staticfloatPS0=1013.25f;
//标准大气压=1013.25hPa
staticfloatVS0=331.36f;
//标准大气中的声速（°
C）=331.36m/s
staticfloatG0=9.86f;
//表面重力加速度g=9.86m/（s**s）
staticfloatGS0=9.80665f;
//地球标准重力加速度=9.80665m/（s**s）
staticfloatE0=6.11f;
//0℃的饱和水汽压E0=6.11hPa
staticdoubleC0=2.99792458E8;
//光速（真空）c=2.99792458E8m/s
staticdoubleG=6.6720E-11;
//引力常数G=6.6720E-11（m**5）/（s**s）/kg
staticdoublePlanck=6.626176E-34;
//普朗克常数h=6.626176E-34J*s
staticfloatK0=1.380662f;
//波尔兹曼常数K=1.380662J/K
staticfloatStefan_Boltzmann=5.67032f;
//斯提芬-波尔兹曼常数σ=5.67032W/（m**m）/（K**4）
staticfloatWien_C=0.002898f;
//维恩位移定律常数λmT=0.2898×
-2m*K
staticfloatCal_J=4.18683f;
//1cal=4.18683J
staticfloatJ_Cal=0.238844f;
//1J=0.238844cal
staticfloatR0=8.31441f;
//通用气体常数R=8.31441J/K/Kmol
staticfloatRd=287.05f;
//（干空气）的比气体常数=287.05J/kg/K
staticfloatRv=461.5f;
//（水汽）的比气体常数=461.5J/kg/K
staticintCpv=1870;
//定压的（水汽）比热=1870J/kg/K
staticintCvv=1410;
//定容的（水汽）比热=1410J/kg/K
staticintCpd=1006.1;
//干空气定压比热=1005J/kg/K
staticintCvd=717;
//干空气定容比热=717J/kg/K
staticfloatRdCpd=0.2854f;
//泊松方程常数Kd=Rd/Cpd=0.2854
staticfloatCpdCvd=1.401f;
//干空气比热之比率K=Cpd/Cvd=1.401
staticintCi=2106;
//（冰）比热（度）=2106J/kg/K
staticintCl=4218;
//（水）比热（0度）=4218J/kg/K
staticfloatDensityDry=1.276f;
//干空气密度（°
C，百帕）=1.276kg/（m**3）
staticfloatRefractionDry=1.0002919f;
//干空气折射率（对钠D线，λ=589微米）=1.0002919
staticfloatRefractionAtmos=60.3f;
//大气折射常数（毫米，°
C）=60.3″
staticfloatrd0=9.76f;
//干绝热温度直减率（γd）=9.76°
C/km
staticfloatra0=6.5f;
//对流层平均气温直减率（γ）=6.5°
staticfloatMV=0.02241410f;
//标准温压下摩尔体积=2.241410E-2（m**3）/mol
staticdoublee00=8.85E-12;
//真空介电常数e0=8.85E-12（C**C）/（N*m）
staticfloatT0=273.15f;
//冰点温度（大气压）（K）
staticfloatDensity_Ice=0.917f;
//（冰）密度Iρ=0.917g/（m**3）
staticintLl=2500E3;
//凝结和蒸发潜热L=2500J/kg
staticintLv=2833E3;
//凝华和升华潜热L=2833J/kg
staticintLi=334E3;
//冻结和融化潜热L=334J/kg
staticinthPa_Force=1000;
//百帕=1000达因/厘米*厘米
3.２简单函数
简单函数包括动力函数和热力函数两部分。
没有特殊声明，函数输出缺省值为ERROR_DEFAULT_int（-999）;
有声明时为ERROR_DEFAULT_float（-9.99E8）//缺省值
staticfloatERROR_DEFAULT_float=-9.99E8f;
3.２.1动力函数
1.地球引力
staticfloatGh（floath）;
输入：
h:
海拔高度（km）；
输出：
：
地球引力（ms-2）；
公式来源：
《大气科学常用公式》P91
2.重力Gh是作用在海平面上单位质量空气微团上的地球引力，Lati为纬度
staticfloatGw（floatGh,floatLati）;
Gh:
海平面上单位质量空气微团上的地球引力（ms-2）；
Lati:
纬度
g：
重力（ms-2）；
强对流天气的应用与研究P79
3.计算纬度长度
staticfloatLati_L（floatLati）;
Lati_L：
1个纬度长度（km）；
4.计算经度长度
staticfloatLongi_L（floatLati）;
Longi_L:
1个经度长度（km）；
5.计算风向方位角
staticfloatWindDirection（floatu0,floatv0）;
u0:
x方向风分量（m/s）；
v0:
y方向风分量（m/s）；
dd：
风向方位角
6.计算风速
staticfloatWindVelocity（floatu0,floatv0）;
ff：
全风速（m/s）；
7.计算风速U
staticfloatWindVelocityU（floatdd,floatff）;
风向方位角;
8.计算风速V
staticfloatWindVelocityV（floatdd,floatff）;
风向方位角；
9.压高公式（计算厚度）
staticfloatDH（floatt1,floattd1,floatp1,floatt2,floattd2,floatp2）;
t1:
低层温度（℃）；
td1:
低层露点温度（℃）；
p1:
低层气压（百帕）；
t2:
高层温度（℃）；
td2:
高层露点温度（℃）
p2:
高层气压（百帕）
DH：
厚度（位势米）；
10.计算水汽通量，其它通量共用
staticfloatVq（floatu0,floatv0,floatq）;
q:
比湿（kg/kq）
Vq：
水汽通量（m/s）；
11.计算角速度
staticfloatAngle_V（floatv,floatr）;
v:
线速度（m/s）；
r:
质点到旋转轴的距离（m）；
角速度（1/s），缺省值为ERROR_DEFAULT_float；
国外强对流天气的应用与研究P80
12.计算Coriolis参数
staticfloatCoriolis（floatLati）;
f：
Coriolis参数（1/s）；
强对流天气的应用与研究P82
13.计算Beta参数
staticfloatBeta（floatLati）;
（1/（s*km））；
《大气科学常用公式》P41
14.计算绝对动量
staticfloatVr（floatLati,floatv,floatx）;
风速（m/s）；
纬度；
x:
距离；
vr：
绝对动量（m/s），缺省值为ERROR_DEFAULT_float；
国外强对流天气的应用研究P82
15.计算p坐标系中地转风
staticfloatVg（floatLati,floatdh,floatdn）;
dh:
相邻两条等高线之间的位势差；
dn:
相邻两条等高线之间的最短水平距离（m）
Vg：
p坐标系中地转风（ms-1）；
16.网格计算水平涡度
staticfloatVort_d（floatd,floatua,floatuc,floatvb,floatvd）;
ua、uc、vb、vd:
中心差法，u,v为风分量，A点在上，B点在左，C点在下，D点在右；
d:
格距（m）;
ζ：
水平涡度（s-1）；
17.网格计算水平散度
staticfloatDiv_d（floatd,floatub,floatud,floatva,floatvc）;
ub、ud、va、vc:
D：
水平散度（s-1）；
18.计算绝对涡度
staticfloatVorta_d（floatvort_d,floatLati）;
vort_d:
水平涡度（s-1）；
ζa：
水平绝对涡度（s-1）；
19.台风中心附近r处切向速度
staticfloatVrt（floatLati,floatr,floatre）;
离台风中心半径（m）；
re:
环境风离台风中心半径（m）；
Vrt：
台风中心附近r处切向速度（m/s）；
20.台风中心附近最大风速Vmax
staticfloatVmax（floatkn,floatp0,floatpe）;
kn:
经验系数（中心附近.7-8.3，美为14、16）；
p0:
台风中心最低气压（hPa）；
pe:
台风外围环境场气压（一般取1013hPa）；
Vmax：
台风中心附近最大风速（m/s）；
《大气科学常用公式》P440
21.降水率反算整层平均垂直速度
staticfloatWi（floatI,floatqs0）;
I:
降水率；
qs0:
地面饱和比湿；
W：
垂直速度（m/s）；
22.计算风能密度公式
staticfloatEw（floatv,floatr）;
密度（ρ,公斤/立方米）；
风速（米/秒）；
Ew：
能量W（焦耳/秒.平方米，J/sec.m2）；
3.２.2热力函数
1.摄氏－绝对温度转换
staticfloatt（floatT）;
t:
摄氏温度（℃）；
T：
绝对温度（K）；
《大气科学常用公式》P468
2.摄氏－华氏温度转换
staticfloatC（floatF）;
F:
华氏温度；
C：
摄氏温度（℃）；
3.温度露点差
staticfloatT_Td（floatT,floatTd）;
T:
温度；
Td:
露点；
T_Td：
温度露点差（单位与T、Td有关）；
4.虚温
staticfloatTv（floatt,floatq）;
P：
气压（hPa）；
温度（℃）；
比湿；
Tv：
虚温（℃）；
5.虚温
staticfloatTv（floatp,floatt,floate）;
e:
水汽压（hPa）；
6.饱和水汽压（经验公式）
staticfloatVaporPressure（floatt,floatp）;
Ｅ：
饱和水汽压（hPa）；
《天气分析预报物理量计算基础》P5
7.水汽压
staticfloate（floatqm,floatp）;
p：
qm:
混合比；
e：
水气压（hPa）；
《大气科学常用公式》P381
8.水汽密度
staticfloatVaporDensity（floatT,floate）;
绝对温度；
VD：
水汽密度（kg/m3）；
《天气分析预报物理量计算基础》P7
9.比湿
staticfloatq（floatt,floattd,floatp）;
td:
露点温度（℃）；
q：
10.比湿
staticfloatq（floate,floatp）;
11.相对湿度
staticfloatRh（floatt,floattd,floatp）;
Rh：
相对湿度；
12.水汽压转露点
staticfloatTd2（floatt,floate,floatp）;
13.相对湿度转露点
staticfloatTd（floatt,floatRh,floatp）;
14.混合比湿
staticfloatqm（floatp,floate）;
qm：
混合比湿；
15.两等压面之间的含水量
staticfloatQ（floatq1,floatq2,floatp1,floatp2）;
q1：
低层比湿（千克/千克）；
q2：
上层比湿；
P1：
低层气压（hPa）；
P2：
上层气压（hPa）；
Q：
两等压面之间的含水量（千克/立方米）；
16.抬升凝结高度的温度tc
staticfloatTC（floatP,floatT,floatTD）;
tc：
抬升凝结高度的温度（℃）；
《天气分析预报物理量计算基础》P19
17.抬升凝结高度的气压pc
staticfloatPC（floatP,floatT,floatTD）;
pc：
抬升凝结高度的气压；
18.计算抬升凝结高度、温度、相当位温
staticvoidTC_PC（floatP,floatT,floatTD,float&
PC,float&
TC,float&
THSE）;
抬升凝结高度的气压（hPa）；
THSE:
相当位温（℃）
19.相当位温
staticfloatTHSE（floatP,floatT,floatTD）;
20.等熵凝结高度
staticfloat
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