< p >我写一个玩具radiative-convective大气模型和需要与热通量收敛(表面显热通量或辐射通量)在大气层的温度变化。热力学第一定律:< / p > < blockquote > < p >一个封闭系统的热力学能的变化等于向系统提供的热量+系统上的工作环境。< / p > < /引用> < p >我的问题是:重力势能应该直接纳入这以任何方式,和在哪里?当我计算的内部能量层,这应该只是热力学内能\ρc_v T或美元应该还包括势能\ρg z美元吗?环境压力对系统做的功的底部的层是美元p_{机器人}\三角洲z_{机器人}$,这是明显的提高和降低相关层。这个工作应该排除在RHS如果势能是排除在韩吗?< / p > < p >我基本上有以下可能性计算温度的变化:< / p > < ul > <李> $ \ int_ {z_{机器人}}^ {z_{顶级}}dz, \ \δT =ρc_v \ \三角洲E_ {rad} < /李> <李> \美元int_ {z_{机器人}}^ {z_{顶级}}dz \,(δT + \ρc_v \ \ρg z) =δE_ \ {rad} < /李> <李> \美元int_ {z_{机器人}}^ {z_{顶级}}dz, \ \δT =ρc_v \ \三角洲E_ {rad} + p_{机器人}\三角洲z_{机器人}- p_{顶级}\三角洲z_{顶级}< /李> <李> \美元int_ {z_{机器人}}^ {z_{顶级}}dz \,(δT + \ρc_v \ \ρg z) =δE_ \ {rad} + p_{机器人}\三角洲z_{机器人}- p_{顶级}\三角洲z_{顶级}$ < /李> < / ul > < p >看来这些是等价的第一个和最后一个(至少假设流体静力平衡),但第一个会用等体积的热容和最后一个等压热容。我认为最后一个是正确的选择,但我觉得很不确定。同样的困境持续应用表面热通量时,或对流上层大气的高度变化不改变其温度。< / p > < p >同理,全在流体动力学方程的角度将包括动能,和一个远端控制设备模型,将湍流动能。这应该被跟踪吗? If I exclude it, is that the same as assuming that all kinetic energy gets turned into heat by viscosity between each timestep? (These may be very basic questions to some of you, but for the life of me I can't convince myself of the right approach to take. I don't have any of my atmospheric science books with me, so if you throw in a reference, please make it to an online resource.)