气象学与气候学复习重点
第一章绪论
1.天气与气候的区别（时间、空间尺度）
2.气象学发展历程：气象仪器、无线电报、无线电探空仪、遥感探测、自动气象站
第二章大气的基本情况
1.大气组成：
干洁空气（N2、O2、CO2、O3）、水分、悬浮杂质
2.大气的垂直结构（温度、成分、电荷、大气垂直运动）
a.对流层：①气温随高度增加而降低②垂直对流运动③气象要素水平分布不均匀④主要大气现象发生在此层
分层：贴地层、摩擦层、对流中层、对流上层、对流层顶
b.平流层：①25km（臭氧层）以下，气温保持不变；25km以上，气温随高度增加而显著升高。(臭氧层能大量吸收太阳辐射
热而使空气温度大大升高)
②空气运动以水平运动为主，无明显的垂直运动。
③水汽和尘埃含量极少，晴朗少云，大气透明度好，气流比较平稳，适宜飞机航行。
c.中间层：温随高度增加而迅速下降，并有强烈的垂直运动。
d.热层：气温随温度的增加而迅速增高；电离现象
e.散逸层
3. 气象要素：气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度
a.比湿：一团湿空气中，水汽质量与该团空气总质量（水汽与干空气的质量）的比值；
b.露点：空气水汽含量不变，气压一定时，使空气达到饱和时的温度,称露点温度
气压一定时，露点的高低只与空气中水汽含量有关，水汽含量高，露点高；
实际大气中，空气经常处于未饱和状态，露点温度比气温低
第三章辐射系统
1.辐射通量及辐射通量密度定义
辐射通量：单位时间通过任意面积上的辐射能量
辐射通量密度：单位面积上的辐射通量
2.辐射规律（选择）
a.基尔荷夫定律(选择吸收定律)：放射能力强（弱），吸收能力强（弱）黑体吸收（放射）能力最强
同一物体，温度T时它放射某一波长的辐射，同一温度下也吸收这一波长的辐射。
b.斯蒂芬—波尔兹曼定律：物体温度越高，放射能力越强
c.维恩位移定律：物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短，随着物体温度不断增高，最大辐射波长向短位移。
太阳辐射是短波辐射；地面、大气辐射是长波辐射。
3.太阳辐射
◆太阳辐射光谱：可见光（50%）、红外区（43%）、紫外区（7%）
◆太阳常数：指在日地平均距离条件下，在大气上界，垂直于太阳光线的单位面积，单位时间内获得的太阳辐射能量。值为
1370W/m2
1)大气上界的太阳辐射（天文辐射）
a.影响因素：日地距离、太阳高度角、白昼长度
b.天文辐射对热量分布的影响
①全球获得太阳辐射最多的是赤道，随纬度增高而减少。形成热带、温带、寒带等气候带。
②夏半年获得天文辐射量最大值在20°～25°的纬带上，由此向两极减少，最小值在极地。
（原因：太阳高度角大，白昼长度大于赤道）
③冬半年北半球获得天文辐射最大在赤道。随纬度增高而减少，到极点为零。高低纬度之间冬季气温差较大。
④由于日地距离影响，南北半球天文辐射总量是不对称的，南半球夏季各纬圈日辐射总量大于北半球夏季相应各纬圈的
日辐射总量。相反，南半球冬季各纬圈日辐射总量小于北半球冬季相应各纬圈的日辐射总量。
2)穿过大气层的太阳辐射（反射、散射、吸收）
a.主要变化：
①总辐射能有明显地减弱
②辐射能随波长的分布变得极不规则
③波长短的辐射能减弱得更为显著
b.散射作用（***）
①分子散射：直径比太阳辐射波长短的空气分子发生的散射。波长越短，散射越强；如青蓝色天
②粗粒散射：波长较长的尘埃、水滴。粗粒散射没有选择性，光是可见光－灰白天空。
为何日出、日落时太阳呈红色？
（1）为太阳高度不同，太阳光通过大气的厚度也不同；
（2）大气层愈厚则大气的吸收、散射、反射作用也愈强，到达地面的太阳辐射愈少；
（3）太阳高度越小，日光垂直投射时穿过的大气质量就越大；
（4）日出、日落时，日光通过的大气质量数最大，短波光的散射增强，红色光在太阳光中的比例增加。
故日出、日落时太阳呈红色。
3)到达地面的太阳辐射
a.影响因素：
①太阳高度角越小，等量的太阳辐射散布的面积就愈大，因而地表单位面积上所获得的太阳辐射就愈小；
②太阳高度角越小，太阳辐射穿过大气层越厚，被削弱越多，到达地面的直接辐射越少；
b.大气透明系数：透过一个大气质量(m＝1)后的太阳辐射强度(S1)与透过前的太阳辐射强度(S0)之比
c.太阳总辐射强度：太阳直接辐射+散射辐射
影响因子：太阳高度角太阳总辐射与太阳高度呈正相关关系。
大气透明度大气透明度差，到达地面的太阳直接辐射减少，故太阳总辐射减少。
大气质量大气质量愈大，到达地面的太阳总辐射愈少
纬度、海拔、坡度坡向、云
4.地面、大气辐射
a.地面辐射：由地面发射，指向大气的辐射。
b.大气辐射
①定义：大气向外的辐射
②大气对长波辐射的吸收具有选择性大气窗口（8-11μm的地面辐射，大气吸收率很小）
③影响因素：温度、绝对湿度和云况、海拔
c.大气、地面辐射区别与特点
①区别：前者有选择性（大气窗口）；前者方向为四面八方，后者向上
②特点：地面平均温度约为300K（27℃），对流层大气的平均温度约为250K（－17 ℃），故其热辐射中95％以上的能
量集中在3－120μm范围内（红外辐射）。其辐射能最大段波长在10－15μm范围内，所以把地面和大气的辐
射称长波辐射。
d.大气逆辐射
①定义：大气辐射指向地面的部分
②作用：保温、减少温差
第四章大气的热力学过程
1.热量交换方式
a.非绝热
①传导：当气团之间有温度差异时发生传导作用交换热量。但地面和大气均为不良导体，所以传导交换的热量很少。
②辐射：物体之间以各自的温度以辐射方式交换热量。大气主要吸收地面长波辐射而增温，同时也吸收大气放出的长波辐射，这样它们之间通过长波辐射的方式不停交换热量。气团之间也一样。
③对流：当暖而轻的空气上升时，周围冷空气下来补充，这种升降运动即对流。通过对流，上下层空气相互混合，热量不断交换。对流层热量交换的主要方式。
④湍流：空气不规则运动称为湍流，又称乱流。湍流交换是摩擦层主要热量交换方式。湍流交换也称显热交换，因为它传递的热量直接导致空气温度升高。
⑤蒸发和凝结：水蒸发时要吸收热量，相反，水汽凝结放出潜热。通过蒸发和凝结使地面和大气、气团之间发生潜热交换。水的蒸发和凝结进行的热量交换称为潜热交换。
一般，温度变化通常是几种作用共同影响。地面与空气之间，主要是辐射，气团之间主要依靠对流和湍流，其次通过蒸
发、凝结的潜热交换。
b. 绝热
① 干绝热：指升、降气块内部没有发生水相变化，又没有与外界交换热量的过程
② 湿绝热：饱和湿空气在上升过程中
③ 绝热直减率：气块绝热上升单位距离时的温度降低值
*干绝热直减率是气块本身的降温率，近似于常数；气温直减率表示周围大气的温度随高度的分布情况，有不同数值。 *m r *P78例5 2. 判断大气的稳定性 a. 大气稳定度定义：指气块受任意方向扰动后，返回或远离平衡位置的趋势和程度，是衡量气块是否易于发生垂直运动。 b. 判定方法：①气压相同条件下（同一高度），冷的气团重而较稳定；反之，暖的气团轻容易上升而不稳定。 ②Z T g a d ?-=γγ（γ为周围空气气温直减率，d γ为上升气块干绝热直减率，Z ?为上升高度） 加速度方向与上升方向一致，气块不稳定；不一致，气块稳定 （γ c. 逆温 ① 定义：大气上层温度高于下层的现象。 ② 作用：阻碍空气垂直运动的发展，使近地面大量的烟、尘、水汽凝结物聚集到它的下面，能见度变坏 ③ 形成条件：逆温层按形成条件可分为辐射逆温、湍流逆温、平流逆温、下沉逆温、锋面逆温。 3. 空气局地变化的原因 a. 起因：空气平流运动引起的局地气温变化、空气温度的个别变化 b. 影响因素：①平流运动（冷平流、暖平流） ②铅直运动（绝热）：一般情况下， γd>γ, 上升运动时ω<0，气压减小，温度降低， 出现下沉时， ω>0,气压增大，温度升高； γd ＝γ ，空气垂直运动不引起局地气温变化； ③非绝热热量交换 第五章 大气中的水分 1. 饱和水汽压 a. 概念：温度一定条件下，单位体积空气中的水汽量有一定限度，如果水汽含量达到此限度，空气呈饱和状态，称饱和空气。 饱和空气的水汽压称饱和水汽压。 b. 影响因素：①温度 （i ） 随着温度的升高，饱和水汽压按指数规律迅速增加 （ii) 空气温度的变化，对蒸发和凝结有着重要的影响已饱和的空气，T 升高，E 增加—不饱和---重新蒸发不 饱和空气，T 减少，E 减少—饱和---凝结 （iii ）饱和水汽压随温度的改变量，在高温时比低温时要大。（高温饱和空气中形成的云要浓厚，夏季容易发生暴雨） ②蒸发面性质 （i ） 冰面和过冷却水面的饱和水汽压 一般，水低于0度结冰，但实验和对云雾观测发现，水可以存在于0度以下的温度不结冰－过冷却水。 冰面和过冷却水饱和水汽压也遵循按指数规律变化。 冰面饱和水汽压比过冷却水要小; 冰是固体，冰分子要脱出水面的束缚比水分子脱出水面的束缚更难。 ***冰晶效应：水滴会因不断蒸发而不断缩小，冰晶会因不断凝结而增大，这就是冰晶效应，对降水的形成有重要意义。 在云中，冰晶和过冷水滴相处在一起的机会是很多的，如果当时的实有水汽压处于两者的饱和水汽压之间，就会有冰和水之间水汽转移现象，在这种情况下，实有水汽压比水 滴的饱和水汽压小，对水滴来说是未饱和的，水滴就出现蒸发。但实有水汽压比冰晶水汽压大，对于冰晶来说是过饱的，冰晶上要出现凝华。因此，水滴不断蒸发而减小，冰晶因不断凝华而增大，这种冰水之间的水汽转移现象就称为冰晶效应。 （ii) 溶液面的饱和水汽压 同样温度下，溶液面饱和水汽压比纯水面要小，溶液浓度越高，饱和水汽压越小，越容易凝结。 这种作用对在可溶性凝结核上形成云或雾很重要。 ③蒸发面形状 温度同时，凸面>平面>凹面，且凸面的曲率越大，饱和水汽压越大，凹面的曲率越大，饱和水汽压越小。 2.大气水分发生三相转换的条件 ①达到饱和水汽压：辐射冷却、平流冷却、绝热冷却、水平混合冷却 ②凝结核 3.地表水汽凝结现象 a.露：①定义：露是凝结在地表或地物上的微小水滴，它由潮湿的空气与较冷的物体表面相接触形成的，这时较冷的物体表 面应不低于0°c ②形成露的有利条件：天空无云或有很薄的高云而有微风的夜间，这时可使辐射冷却在较厚的气层中充分进行 b.霜：①定义：霜是白色具有晶体结构的水汽凝华物。 ②形成霜的有利条件：与露相似不同点在于地面温度，一个0度以上，一个0度以下。 ③霜与霜冻的区别：（1）有霜时农作物不一定遭受霜冻之害，霜冻是温度急剧下降引起植物受冻现象。 （2）有霜冻时也可以有霜出现（白霜），也可以无霜出现（黑霜） c.雾凇：雾凇是水汽在树枝、电线和地物凸出表面上形成的凝华物，多见于寒冷而湿度高的天气条件之下。 d.雨凇：雨凇是在地表或地物迎风面上形成的透明的或呈毛玻璃状的紧密水层。（过冷却雨） 4.大气水汽凝结现象 a.雾 ①定义：是悬浮在空气中的小水滴或冰晶，当水平能见度降到1KM以下时，称为雾 ②有利条件：近地层空气水汽充沛，冷却过程，凝结核；风力微弱，大气稳定 ③分类：辐射雾、平流雾、蒸发雾、上坡雾、锋面雾 b.云 ①定义：悬浮在自由大气中的水汽凝结物 ②形成条件：充足水汽、凝结核、绝热冷却 5.降水 a.定义：由云中降到地面上的液态水或固态水 b.形成条件：①宏观条件：水汽充足、凝结核、上升运动 ②微观条件：云滴凝结增长，云滴冲并增长 ***云滴凝结增长：冰水云滴共存（冰晶效应）、冷暖云滴共存、大小云滴共存 ***云滴冲并增长：当云滴在不稳定的上升气流带动下做各向运动，大小不同的云滴其运动速度的差异，造成相互碰撞而合并，是云滴增大形成降水的主要途径。 c.形成过程 ①水成云形成的降水 水成云：当云层稳定时，一般不产生降水，即使形成降水，也多为均匀、持续的小雨或毛毛雨。 当云层不稳定时，易形成降水。 ②冰成云形成的降水 冰成云：高度较高，水汽含量较少，下降过程长，易被蒸发，而形成雨或雪，因此冰成云除了在冬季或高原地区可能形成一些降水外，一般不形成降水。 ③混合云形成大降水 混合云：冰晶处于过饱和状态，水滴想冰晶转移输送水汽，水滴缩小而冰晶增大形成雪花。雪片降落到高于零度的气层中，便融化成雨。 第六章气压变化和大气的水平运动 1.气压随高度变化 a.决定因素：（1）大气柱高度； （2）大气柱空气密度； b.变化规律：（1）气压随海拔高度增高而递减； （2）密度大，气压降低快； 2.气压随时间变化 气压变化的原因（空气柱重量增减） ①热力因子：温度的升高或降低引起空气体积膨胀或收缩、密度的变化以及伴随的气流辐合和辐散造成的质量增多或减少。 ②动力因子：水平气流的辐合和辐散；不同密度气团的移动；空气的垂直运动 3.大气的水平运动 a.空气的运动是在力的作用下产生的。 ①作用于空气的力除重力之外，还有由于气压分布不均产生的气压梯度力 水平气压梯度力是空气产生水平运动的直接原因和动力 ②由于地球自转而产生的地转偏向力（南左北右） 物体静止时，不受地转偏向力作用。 地转偏向力的方向同物体运动方向相垂直，它只能改变物体运动方向，不能改变运动速度大小。 地转偏向力大小同风速成正比，同纬度的正弦成正比。在赤道为零。 ③由于空气层之间的运动产生的摩擦力（在摩擦层起作用，在自由层可以忽略） ④空气做曲线运动产生的惯性离心力（只改变物体运动方向，不改变运动速度） b.自由大气中的空气运动 地转风：气压梯度力和地转偏向力平衡时，空气的等速直线水平运动。 梯度风：气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力三力平衡 热成风：水平温度梯度引起的风随高度的改变量。风顺着等温线方向，在北半球，背风而立，高温在右，低温在左。 第七章大气环流 1.三风四带示意图（太阳辐射、地球自转的作用）掌握 2.地表性质对大气环流作用 a.海陆分布影响 海陆热力性质差异——完整纬向气压带分裂成闭合的高低压——冬夏海陆间热力差异——海陆间大气流动，形成季风 ***东亚季风和南亚季风在成因和现象上有何差异？它们的气候特征如何？ 东亚季风： 东亚季风由海陆热力差异而引起，亚洲东部濒临广阔的太平洋，居于世界最大的海洋和大陆之间，温度梯度和气压梯度的季节变化经其他任何地区都显著。 冬季，亚洲大陆为冷高压盘踞，高压前缘的偏北风就成为亚洲东部的冬季风；夏季，亚洲大陆为热低压所控制，同时太平洋高压西伸北进，因此高低压之间的偏南风就成为亚洲东部的夏季风，东亚季风对我国，朝鲜、日本等地区的天气，气候影响大，冬季风盛行时，这些地区的气候特征为低温，干燥和少雨，夏季风盛行时，这些地区的气候特征为高温，湿润和多雨。南亚季风： 南亚季风主要是由行星风带季节移动而引起的，但也有海陆热力差异的影响。 冬季，亚洲大陆为冷高压盘踞，高压南部的东北风就成为亚洲南的冬季风，但由于亚洲南部远离高压中心，并且有青藏高原阴挡，加上印度半岛面积小，陆海间热力差异小，气压梯度力，故冬季风尽管干燥，但势力比东亚的冬季风弱；夏季，南亚位于赤道低压内，从南半球越过赤道的东南信风，受地转偏向力的影响转向为西南季风，再加上海陆热力差异的存在使南亚夏季风来得急，势力比东亚夏季风强，气候特征炎潮湿多雨。 b.高大地形的影响（以青藏高原为例） ①动力作用（机械阻挡作用）：青藏高原海拔高、面积大，占据对流层中低部，犹如大气海洋中的一个巨大岛屿，对于冬季层结稳定而厚度又不大的冷空气是一个较难越过的障碍。从西伯利亚西部侵入我国的寒潮一般都是通过准噶尔盆地，经河西走廊、黄土高原而直下东部平原，这就导致我国东部热带、副热带地区的冬季气温远比受西藏高原屏障的印度半岛北部为低。冬季西风气流遇到青藏高原的阻障被迫分支，分别沿高原绕行。从冬季北半球700hPa 与500hPa 月平均气温图上可以清楚地看出，在高原北部冬季各月都是西北侧暖于东北侧，高原南半部，则东南侧暖于西南侧，这显然是受到上述分支冷暖平流的影响所致。因西风在高原西侧发生分支，于是高原西北侧为暖平流，西南侧为冷平流，绕过高原之后，气流辐合，东北侧为冷平流，东南侧为暖平流。同时，夏季青藏高原对南来暖湿气流的北上，也有一定的阻挡作用，不过暖湿气流一般具有不稳定层结，比冷空气易于爬越山地。青藏高原阻滞作用对气温的影响，不仅出现在对流层低层，并且波及到对流层中层。 ②热力作用：从青藏高原的地面气温看来，具有如下特点：（1）地球的第三极地：青藏高原由于海拔高，气温特别低，它虽位于副热带、暖温带的纬度上，但冬夏皆比同纬度东部平原平均气温低18—20℃。（2）气温日、年较差大：青藏高原上地面气温日较差比同纬度东部平原地区和四川盆地都大，比同高度的自由大气更大，气温年较差亦比同高度的自由大气为大，但因海拔高耸，比同纬度东部平原则稍小。（3）气温季节变化急，春温高于秋温：青藏高原上春季升温强度大，特别是当积雪消融之后，雨季未到之前，高原因受强烈的日射，增温甚快，秋季降温速度亦快，春温高于秋温。以上这些情况都说明高原气温具有大陆性气候的特征。 ③季风：由于青藏高原与四周自由大气的热力差异，所造成冬夏相反的盛行风系，称为高原季风。冬季高原上出现冷高压，冬季出现热低压，其水平范围低层大，高层小，其厚度夏季比冬季大。风的季节变化，一般是高原北侧开始最早，高原上次之，高原东侧再次，高原南部最迟。高原季风对环流和气候影响很大，首先它使我国冬夏对流层低层的季风厚度增大。其次，高原季风的更大影响还在于它破坏了对流层中部的行星气压带和行星环流。 第八章天气系统 低纬地区以对流天气为主； 中纬地区以锋面和气旋为主； 高纬低空冷高压等为主。 1.气团 a.定义：指气象要素（主要指温度、湿度和大气稳定度）水平分布比较均匀、垂直分布相似的大范围的空气团。 b.形成条件：①范围广阔、性质均一的下垫面②合适的流场 c.分类：冰洋气团、热带气团、极地气团、赤道气团 暖气团、冷气团 暖气团一般含有丰富的水汽，容易形成云雨天气。 冷气团一般形成于干冷天气。 2.锋 a.定义：冷暖气团的交绥地带 b.根据锋在移动过程中冷暖气团所占的主次地位可将锋分为：冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋。 c.天气现象 ①第一型（缓行）冷锋天气：典型云序：雨层云—高层云—卷层云—卷云；降水主要发生在地面锋后（雨层云）内，风速大，高空槽过后，降水逐渐停止。降水宽度比暖锋窄，约为150—200Km。 ②第二型（快行）冷锋天气：积状云系：积雨云—高积云；因而云系和降水主要发生在地面锋线（积雨云）附近，为对流性降水。降水宽度窄，约为10～100Km 。天气特征：常带来狂风暴雨现象。 ③暖锋天气：产生广阔而深厚的层状云系，且越接近地面锋线，云层越厚。典型的云序为：卷云—卷层云—高层云—雨层云降水主要发生在地面锋前的雨层云内，多为连续性降水。降水强度小，雨区范围广，约为300—400Km。夏季：如暖空气层结不稳定且湿度很大，产生积云或积雨云，伴有雷雨天气。 ④准静止锋天气：云区和降水区更为宽广，降水强度小，持续时间长，可造成绵绵不断的阴雨天气。由于准静止锋运动特别缓慢，常常来回摆动，阴雨天气持续较长。如长江流域的梅雨季节。 ⑤锢囚锋天气：是两条运动的锋合成而成，天气特征仍然保留着原来两条锋的锋面天气特征。锢囚锋降水不但保留原来锋面降水的特点，而且由于锢囚作用使上升运动发展，暖空气被抬升到锢囚点以上，利于云层变厚，降水增强，雨区扩大。 3.温带气旋和反气旋 a.气旋和反气旋 1）气旋是指在同一高度上中心气压比四周气压低的水平涡旋，北逆南顺。（低气压） 2）反气旋指在同一高度上中心气压比四周气压高的水平涡旋，北顺南逆。（高气压） b.天气现象 ①锋面气旋： 气旋前方是宽阔的暖锋云系和连续性降水天气；气旋后方是比较狭窄的冷锋云系和降水天气；在暖锋天气的前方和冷锋天气的后方是冷气团天气；气旋中部为暖气团所控制，如果水汽充足，大气层结不稳定，可出现层云和层积云，并有毛毛雨等现象，有时还出现雾。如果气团干燥，只能形成一些薄云而无降水。 ②冷性反气旋（寒潮）：冷性反气旋南移时，造成一次冷空气袭击，若冷空气十分强大，如图寒冷潮流滚滚而来，给流经地区造成强烈降温、霜冻、大风等灾害性天气，这种大范围的强烈冷空气移动，成为寒潮。 寒潮天气：剧烈降温和霜冻，大风和风沙，降水 4.副热带高压 西太平洋副高活动及其对我国天气影响 ①季节性活动规律： a) 位置、强度：从冬季到夏季，向北偏西移动，强度增强；从夏季到冬季，向南偏东移动，强度减弱。 b) 活动型式：稳定少动（冬季）、缓慢移动（北上）、迅速跳跃（北上、南下） c) 移动过程：北进时，伴随短暂的南退；南退时，伴随短暂的北进－南北震荡现象。且北进时移速慢，历时长；南退时移速快，历时短。 ②非季节性活动规律：半个月左右的副高偏强或偏弱趋势及一周左右的副高西伸东退、北进南缩的周期变化。这种变化主要受副高周围天气系统影响引起。如青藏高压、热带气旋等影响。 ③影响：对我国夏季天气影响最大的天气系统西太平洋副高位置和强度影响东南季风从太平洋向大陆输送水汽的路径和数量。北测是北上暖湿气流与南下冷气流交绥地带，气旋和锋面活动频繁。形成阴雨和暴雨天气。 5月：副高脊线位置在15°N 附近，雨带在华南地区－连阴雨－江南雨带。 6月：副高脊线位置在20°N 附近，雨带在长江流域－梅雨（霉雨） 7月：副高脊线位置在25°N 附近，雨带在淮河流域－长江流域伏旱 8月：副高脊线位置在28°N附近，雨带在黄河流域－华北、东北进入雨季 9月：副高脊线位置在25°N附近，雨带在淮河流域－秋雨，长江流域秋高气爽 10月：副高脊线位置在20°N附近，雨季和秋高气爽天气结束，环流转入冬季形式，南支西风建立，副高影响减弱副高位置迅速北跳，在长江流域停留时间短，没有典型的梅雨过程，形成“空梅”，带来长江流域干旱。 副高位置停滞不前，在长江流域停留时间过长，引发连续降雨过程，造成长江流域洪涝。 5.台风 定义：发展强盛的热带气旋 形成条件： ①广阔的高温洋面：大气层中温度、湿度越大带来的大气层结不稳定；一般海温高于29～30℃； ②合适的纬度（地转参数值）：产生地转偏向力的地方使辐合气流演变为水平漩涡，加强气旋性环流。 ③气流垂直切变要小：利于潜热聚集。如西太平洋夏季。 ④合适的流场：西太平洋和南海地区，台风起源于赤道辐合带 消亡条件：高温高湿空气不能继续供给，低空辐合、高空辐散流场不能维持以及风速铅直切变增大等 第九章下垫面对气候的影响 1. 海陆差异对气候的影响 a.海陆差异对气温、降水、风向的影响 ①海洋“热惰性”：增温慢、降温慢；热量存储器，温度调节器 陆地“热敏性”：冬冷夏热，敏感 ②海洋蒸发量大与陆地：冬季，海洋远大于陆地；夏季差异不大。 空气湿度：冬季，海洋大于陆地；夏季，差异不明显 ③海上空气潮湿，只要有适当的平流将暖湿空气吹送到比较冷的海面，下沉空气变冷，极易达到饱和而凝结成平流雾，所以在海上，尤其是冷洋流表面，雾日极多。 ④海上——气旋雨、锋面雨 陆上——气旋雨、对流雨、地形雨 b.海陆风：沿海地带昼夜热力状况的不同硬气的以24小时为周期的有规律的气流称为海陆风。昼间陆地温度高，海洋温度 低，地面上空气从海洋流向大陆，称为海风。夜间陆地温度低，海洋温度高，低层空气从陆地流向海洋，形成陆风。2. 海洋性气候和大陆性气候的特征 海洋性气候大陆性气候 气温日较差小大 气温年较差小大 年气温相时最热月：8月；最冷月：2月最热月：7月；最冷月：1月 春秋温度差气温变化和缓，春来的迟，夏去得亦迟； 春温低于秋温气温变化急剧；春来快，夏去得亦快；春温高于秋温 降水变率降水均匀，变率小降水集中夏季，变率大 3.厄尔尼诺、ENSO 通常，赤道南北两侧的低纬度地区是属于信风带的范围，在太平洋东部的厄瓜多尔和秘鲁沿岸地区，正是盛行东南信风，表层水在风和地转偏向力的作用下，产生离岸流，大量水流涌向太平洋西岸，从而使海面倾斜，为了保持水体平衡，深层较冷的海水便涌上来补充，因此这一带海面温度低，大气稳定，降水稀少，气候干燥，是有名的赤道干旱带。而在海洋里，由于深层海水富含营养物质，它的上涌为上层鱼类生长提供了极为有利的条件，因而，鱼类资源十分丰富，形成世界著名的秘鲁渔场。异常年份，在圣诞节前后，会有一支较弱的表层暖流沿厄瓜多尔和秘鲁北部沿岸向南伸展到6oS，使海水温度升高，沿岸的上升水流势头减弱，甚至消失，从而影响到那里的海洋动物和鱼类，使秘鲁渔场大幅度减产，而沿岸干旱少雨的陆地却连续大雨，形成洪涝灾害，科学界将之称为“厄尔尼诺现象”。 与厄尔尼诺事件密切相关的环流还有南方涛动（Southern Oscillation，简作SO）、沃克（W alker）环流和哈德莱（Hadley）环流。南方涛动是指南太平洋副热带高压与印度洋赤道低压这两大活动中心之间气压变化的负相关关系。即南太平洋副热带高压比常年增高（降低）时，印度洋赤道低压就比常年降低（增高），两者气压变化有“跷跷板”现象，称之为涛动。所谓ENSO 现象，并不是哪一个半球的行为，而是两半球大气环流作用下，低纬度大气-海洋相互作用的现象，其形成原因尚有待于进一步的研究。 4.地形起伏对气候的影响（以青藏高原为例）见第七章 5.山谷风 山谷风是由于山地热力因子形成的，白天因坡地上空气比同高度上的自由大气增热强烈，于是暖空气沿坡上升，成为谷风，谷地上面较冷的自由大气，由于补偿作用从相反方向流向谷地，称为反谷风。夜间由于山坡上辐射冷却，使邻近坡面的空气迅速变冷，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷地，成为山风，谷底的空气因辐合而上升，并在谷地上面向山顶上空分流，称为反山风开民与白天相反的热力环流。 第十章人类活动对气候的影响 1. 人类活动对气候的影响 a.大气成分改变对气候的影响 ①温室气体排放：CO2浓度增加使全球变暖 原因：温室气体增多：二氧化碳等温室气体增多毁林开荒，特别是热带森林的破坏 危害：海平面上升，危及沿海低地国家、地区 引起世界各地区降水和干湿状况的变化，导致世界各国经济结构的变化 防治措施：提高能源利用技术、效率，采用新能源；加强国际间的合作 ②臭氧层耗竭 原因：太阳活动等自然因子的影响；氟氯氢等化合物的排放 危害：直接危害人体健康，如使皮肤癌等增多 对生态环境、农林牧渔业造成破坏 防治措施：禁止氟氯氢等消耗臭氧物质的排放；加强国际间的合作 ③人为硫污染和酸雨 酸雨的概念：一般把PH值小于5.6的雨水称为酸雨。PH<4.5的称为重酸雨。 危害：使河湖水酸化，影响鱼类生长繁殖甚至死亡 使土壤酸化，危害森林和农作物生长 危及人类健康 腐蚀建筑物和文化古迹 防治措施：最根本的途径是减少人为硫氧化物和硝酸的排放； 有效措施是研究煤炭中硫的综合开发和利用 ④人为气溶胶变化及其气候效应 对温度的影响：阳伞效应 增加地气系统对太阳辐射的吸收 是地面长波辐射的强吸收体，即温室效应 影响云量，增加云的反射率和吸收率 对云雨天气的影响：水汽充足，云雨量增加 水汽量较少，可使云滴数量增加，但云滴减小，而使降水量减少 b.下垫面改变及其影响 （1）植被覆盖率减少使空气变得干燥，温差增大，降水减少，旱涝灾害加剧，沙漠面积扩大，生态环境恶化。 （2）海洋石油污染导致了“海洋沙漠化效应”。 （3）改变下垫面对气候的有益影响表现在灌溉设施的大量修建、防护林的建设，增加了空气的湿润度，减小了温差，减弱了风沙灾害，改善了局地气候。 （4）城市是人类活动的密集地，人类对气候的影响最为深刻： A）大量的热释放和下垫面辐射性质的变化形成热岛效应。 城市规模越大，热岛效应越强（长三角城市发展，热岛、污染连成片）。 城市人口、能源与建筑密度影响热岛效应 B）气溶胶粒子增加形成浑浊岛效应。 第一，城市大气中的污染物比郊区多 第二，城市大气中因凝结核多，低空的热力湍流和机械湍流又比较强，因此其低云量和以低云量为标准的阴天日数远比郊区多 第三，城市大气中因污染物和低云量多，太阳直接辐射大大削弱，散射粒子多，太阳散射辐射比干洁空气强第四，城市能见度小于郊区 C）下垫面粗糙度增加，凝结核增多和热岛环流——湿岛和雨岛效应。 湿岛：夜晚城市风速小，空气层结稳定，降温快，凝露量大于郊区 雨岛：大气环流弱，城市热岛环流所产生的局地气流辐合上升，有利于对流雨发展 城市下垫面粗糙度大，影响降水移动速度，城市降水时间延长 城市空气凝结核多，有利于云雨形成和暴雨产生。 D）大面积的水泥下垫面减少了下垫面向大气中水汽输送——干岛效应。 白天：（1）城市绿地面积小，蒸发蒸腾作用强，底层大气水汽少； （2）城市下垫面湍流垂直交换作用强，底层水汽输送到高层 E）由热岛效应产生热岛环流——城市风，它加重了城区污染。 第十二章气候变化 气候变化的规律性特征 （1）地质时期的温度变化：地质时期，地球气候发生过三次大冰期和大间冰期，三次大冰期分别是：震旦纪大冰期、石炭-二叠大冰期、第四纪大冰期 （2）历史时期的温度变化：人类历史发展的5000年中，可划分为四次温暖时期和四次寒冷时期 （3）近代气候变化特征：20世纪以来，大致以40年代为界，前期是世界性气候的增暖期，后期至70年代气候变冷，进入70年代后，气候又趋变暖，到1980年以后，世界气候增暖的形势更为突出 《气象学与气候学》教案 第一章绪论 气候学历经经典、天气气候到现代气候学的发展过程是科学观念的革命，它包括认识和研究方法的根本变革，启示我们从系统中学习气候，学习气候又是为了更好的认识这个地球表层系统。 一、现代自然地理学与气象气候学 1、人类赖以生存的地球——地球表层系统——个相互作用的整体 任何子系统的变化都会影响其他子系统 2、气候系统与地球表层系统——几乎相互覆盖的研究客体，但重点不尽相同。 3、气候系统也包括了地球表层系统中的几个子系统 4、其中，大气圈与自然地理系统其他圈层相互作用中，大气圈最为活跃，是联系各子系统相互作用的重要纽带，是形成自然地理要素地 带性与非地带性分布特点的主要背景之一，也是构成地球表层系统重要圈层 二、大气圈——是处于特定条件下及具有特定成分的气圈 1、气候系统如何起动与运动，其中的热力、动力过程 2、气候系统中各部分的联系，相互作用与耦合的整体过程以及对气候的影响 3、气候的综合性与地域的差异性，以及气候系统的稳定性与敏感性等 三、特定成分及其影响： 1、主要及微量成分 2、微量成分及其特殊作用：—温室气体 —平流层与臭氧层--生命保护层， —三态共存，参与能量，辐射，及天气 过程 四、重力场对大气层的约束及影响： —在重力的作用下，以地面为下边界，绕地球旋转的圈层。 —影响之一：垂直层结的形成——大气分层： 水平尺度>>垂直尺度。 五、对流层： 是深受下边界(热力及动力)影响的大气最底层，集中了80％的大气质量，也是大气圈层与其它圈层相互作用的主要场所。 六、水汽对大气状态影响之——湿空气状态方程 七、微量气体： 在气候系统中存在着短周期的微循环，成分可变。含量虽少，但对热辐射非常敏感，因而对大气热状态影响很大，人类活动参与了微循环一可造成对大气行为有意或无意的干扰。 影响举例：臭氧层 问题：地面条件如何影响大气活动(热力及动力)—相互作用 第二章大气的热能和温度 ——气候系统物理过程之一 太阳能启动气候系统的物理过程—形成全球温度差异的地带性与非地带性分布以及周期和非周期变化。地气间的热能交换过程是地表系统中最基本的相互作用和影响过程，它从能量上把几个圈层连接在一起。 一、太阳能进入气候系统 1、主要途径：太阳辐射能地面大气 太阳短波辐射经大气削弱到达地面，吸收成为地面热能 实用 气候气象学 第一章 气候系统概念： 气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。 气候系统的五大子系统：大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈 臭氧的形成与分布 臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。 主要由于在太阳短波辐射下，通过光化学作用，氧分子分解为氧原子后再和另外的氧分子结合而形成的。有机物的氧化和雷雨闪电的作用也能形成臭氧。 分布：大气中的臭氧随高度、纬度等不同而变化，近地面含量极少。它是在太阳紫外线辐射或闪电作用下，氧分子分解为氧原子后再和另外的氧分子结合而成的气体。据观测，臭氧含量随高度的分布很不规则，近地面含量很少，从10km 高度开始含量逐渐增加，12-15KM以上含量增加得特别显著，在20-30km高度处达最大值，再往上，含量又逐渐减少，到55km高度就极少了。造成这一现象的原因是由于在大气的上层中，太阳短波强度很大，使氧分子解离增多。因此，氧原子与氧分子相遇机会很少；即使臭氧在此处形成由于它吸收一定波长的 紫外线，又引起自身分解，因此，在大气上层臭氧的含量不多。到20-30km处，既有足够的氧分子，又有足够的氧原子，这给臭氧的形成提供了条件，故称这一层为臭氧层。在低于这一层的空气中，太阳短波紫外线大大减少，臭氧分解也减弱，所以氧原子数量减少，以致臭氧形成减少。 文档． 实用 ：臭氧能大量地吸收太阳紫外线，使臭氧层增暖，影响大气温度的垂直分布，从而对地作用球大气环流和气候的影响起着重要作用。同时，还对地面上的生物起着保护作用，使之免遭紫外线的伤害，少量紫外线可以起到杀菌治病的作用。对流层（地面——对流层顶）水汽，日常所见的大气现大气，90%对流层是大气的最下层，它的下界为地面，集中3/4 象均发生在此层，也是对人类生活、产生最有影响的层次。 特点：对流层有三个：由于本层的直接热源是地面，愈近地面大气获得热能愈多，温度气温随着高度而降低①。-0.65℃/100m愈加高，其气温直减率主对流的强度主要随纬度和季节的变化而不同②对流运动显著：由于下垫面起伏较大，海陆分布不同，大气受热不均，暖的地上升，冷的地方下沉，引起对流。对流层的上界因纬度和季节不同而异，就纬度而言，17-18km，低纬度：对流强，对流层较厚，平均厚度为中纬度：夏季对流强，冬季对流较弱，平均厚度10-20km 主要受地表影响大 高纬度：全年受到的太阳辐射最小，对流也最弱，对流层的厚度只有8-9km。 ③气象要素水平分布不均匀：温度和湿度不同 气象学与气候学复习题及参考答案 重要说明：复习应该扎实全面进行，此复习题只作为复习的重要线索和提示，并非考试的范围。 一、名词解释 1．天气：某地短时间气象要素和大气现象的综合表现。 2．风压定律：风与等压线平行，在北半球背风而立，高压在右，低压在左。南半球相反。 3．小气候：在一个大范围的气候区域内，由于局部地区地形、植被、土壤性质、建筑群等以及人或生物活动的特殊性而形成的小范围的特殊气候。如农田、城市、住宅区的气候。 4．对流层：大气垂直分层的最下层，平均厚度13-14千米左右。气温随高度的升高而降低，对流运动显著，天气现象复杂多变。 5．水平气压梯度力：气压梯度力的水平分量。是一个向量，其方向与等压面垂直，由高压指向低压，大小等于作用于单位质量空气上的力。 6．地转风：自由大气中运动的空气，当G、A这两力达到平衡时形成的风称为地转风。 7．气团：在水平方向上物理属性相对比较均匀的大块空气。 8．气候分类：在对全球气候形成因素综合分析的前提下，求同存异，对全球气候进行类型划分，使全球复杂的气候简单化和系统化的过程。分类的结果是把全球气候划为若干气候带和气候型，目的是便于气候研究和气候应用。 9．热成风原理：热成风与等温线平行，在北半球背热成风方向而立，高温在右，低温在左。南半球相反。10．高地气候：高原山地的气候，由于随着高度的变化水热组合发生相应变化，形成具有明显垂直带性的气候，叫高地气候。 11．气象学：研究大气的物理现象和物理过程并用于指导生产实践为人类服务的科学。 12．露点（温度）：是当时条件下，使空气达到饱和时应有的界限温度。 13．寒潮：强冷空气活动所产生的大范围的剧烈大风、降温、霜冻和降雪等灾害性天气。 14．天气：某地短时间气象要素和大气现象的综合表现。 15．风压定律：风与等压线平行，在北半球背风而立，高压在右，低压在左。南半球相反。 16．小气候：在一个大范围的气候区域内，由于局部地区地形、植被、土壤性质、建筑群等以及人或生物活动的特殊性而形成的小范围的特殊气候。如农田、城市、住宅区的气候。 17、饱和水汽压：一定温度下空气中水汽含达到最大值时的水汽压，称为饱和水汽压，也叫最大水汽压。 18、温室效应：大气逆辐射使地面实际损失的热量比它以长波辐射放出的热量少一些，大气的这种作用称为温室效应。 二、填空题 1、大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体称为干洁空气-。 2、由太阳喷焰中发射的高能粒子与高层大气中的空气分子相撞，使之电离，并在地球磁场作下偏于两极上空形成，这种现象称为极光-。 3、太阳辐射能按波长的分布称为太阳光谱。 4、暖气团温度高于所经过地区温度，暖气团使所经过地区变暖，气团底部失热、冷却、气温直减率减小，气层趋于稳定。 5、气团形成的条件是（1、大范围性质比较均一的下垫面，（2、有利于空气停滞和缓行的环流条件。 6、锋两侧的温度、湿度、稳定度以及云、风、气压等气象要素有明显的差异。 .学习帮手 . 第一章 大气 一、名词解释题： 1. 干洁大气：除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气，称为干洁大气。 2. 下垫面：指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。 二、填空题： (说明：在有底线的数字处填上适当内容) 1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是： (1) 、 (2) 、氩和 (3) 。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4) 。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (5) 辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (6) ，夏天比冬天 (7) 。 5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化 的成分，是天气演变的重要角色。 6. 根据大气中 (9) 的铅直分布，可以把大气在铅直 方向上分为五个层次。 7. 在对流层中，温度一般随高度升高而 (10) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (11) 层，这一层上部气温随高度增高而 (12) 。 9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高 (13) 千米。 答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)温度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判断题： (说明：正确的打“√”，错误的打“×”) 1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中，它可以吸收太阳辐射中的紫外线。 2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。 4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季。 5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。 6. 平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对 气象学与气候学电子教材 第一章引论 第一节气象学、气候学的研究对象、任务和简史 一、气象学与气候学的研究对象和任务 由于地球的引力作用，地球周围聚集着一个气体圈层，构成了所谓大气圈。 大气的分布是如此之广，以致地球表面没有任何地点不在大气的笼罩之下；它又是如此之厚，以致地球表面没有任何山峰能穿过大气层，而且就以地球最高峰珠穆朗玛峰的高度来和大气层的厚度相比，也只能算是“沧海之一粟”。我们人类就生活在大气圈底部的“下垫面”上。大气圈是人类地理环境的重要组成部分。 地球是太阳系的一个行星，强大的太阳辐射是地球上最重要的能源。这个能源首先经过大气圈而后到达下垫面，大气中所发生的一切物理（化学）现象和过程，除决定于大气本身的性质外，都直接或间接与太阳辐射和下垫面有关。这些现象和过程对人类的生活和生产活动关系至为密切。人类在长期的生产实践中不断地对它们进行观测、分析、总结，从感性认识提高到理性认识，再在生产实践中加以验证、修订、逐步提高，这就产生了专门研究大气现象和过程，探讨其演变规律和变化，并直接或间接用之于指导生产实践为人类服务的科学——气象学。 气象学的领域很广，其基本内容是：（1）把大气当作研究的物质客体来探讨其特性和状态，如大气的组成、范围、结构、温度、湿度、压强和密度等等；（2）研究导致大气现象发生、发展的能量来源、性质及其转化；（3）研究大气现象的本质，从而能解释大气现象，寻求控制其发生、发展和变化的规律；（4）探讨如何应用这些规律，通过一定的措施，为预测和改善大气环境服务（如人工影响天气、人工降水、消雾、防雹等），使之能更适合于人类的生活和生产的需要。 由于生产实践对气象学所提出的要求范围很广，气象学所涉及的问题很多，在气象学上用以解决这些问题的方法差异很大，再加上随着科学技术发展的日新月异，气象学乃分成许多部门。例如有专门研究大气物理性质及其变化原理的大气物理学；有着重讨论天气现象及其演变规律，并据以预报未来天气变化的天气学等，而其中与地理和环境科学关系最密切的是气候学。 气候学研究的对象是地球上的气候。气候和天气是两个既有联系又有区别的概念。从时间尺度上讲，天气是指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水等）的综合。天气过程是大气中的短期过程。而气候指的是在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合。它不仅包括该地多年来经常发生的天气状况，而且包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。例如从上海近百年的长期观测中总结出，上海在6月中旬到7月中旬，经常会出现阴雨连绵、闷热、风小、潮湿的梅雨天气，但是有的年份（如1958年）会出现少雨的“空梅”，也有的年份（如1954年）6—7月连续阴雨50—60天，出现“丰梅”。“开梅”和“断梅”的迟早也历年不同，这是上海初夏时的气候特征。 由此可见，要了解一地的气候，必须作长时期的观测，才能总结出当地多年天气变化的情况，决不能单凭1958年一年的观测资料，来说上海初夏的气候是干旱无雨，也不能凭1954年一年的情况，就说上海的初夏气候有持续50—60天的阴雨，那都是个别年份出现的具体天气现象，而气候是在多年观测到的天 气象学与气候学试题及答案一、名词解释 1、大气污染：大气污染物在大气中达到一定的浓度，而对人类生产和健康造成直接或间接危害时，称为大气污染。 2、大气稳定度：是指气块受任意方向振动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度。 3、干洁空气：大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体称为干洁空气。 4、气团：一定范围内，水平方向上气象要素相对比较均一的大块空气。 5、气候：一个地区在太阳辐射，下垫面性质，大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。 6、水汽压：大气中水汽所产生的那部分压力称为水汽压。 7、辐射能：辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量，它们的传播速度等于光速，它们透过空间并不需要媒介物质，由辐射传播的能量称为辐射能。 8、辐射地面有效辐射：指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 9、光谱：太阳辐射能按波长的分布。 10、气旋：是一个占有三度空间的大尺空气涡旋，在北半球，气旋范围内空气作逆时针旋转，在同一高度上气旋中心的气压比四周的低。 11、高气压；由闭合等压线构成的高气压，水平气压梯度自中心指向外圈。 12、低气压：由闭合等压构成的低气压区，水平气压梯度自外向中心递减。 13、反气旋：是一个占有三度空间的大尺度空气涡旋，在北半球，反气旋范围内空气作顺时针方向旋转，在同一高度上，反气旋中心的气压比四周的高。 14 锋面气旋——生成和活动在温带一区的气旋称为温带气旋，而具有锋面结构的低压，称锋面气旋。 15、锋：是冷暖气团之间狭窄的过渡带，是一个三度空间的天气系统。 16、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。 17、冷锋：指冷气团势力比较强，向暖气团方向移动而形成的锋。 18、海陆风：由于海陆热力差异而引起的以一日为周期变化的风，白天风从海洋吹向陆地（海风）；夜晚风从陆地吹向海洋（陆风）。 19、山谷风：大山区，白天日出后山坡受热，其上的空气增温快，而同一高度的山谷上空的空气因距地面较远，增温慢，于是暖空气沿山坡上升，风由山谷吹向山坡，称谷风。夜间山坡，辐射冷却，气温迅速下降，而同一高度的山谷上空的空气冷却慢，于是山坡上的冷空气沿山坡下滑，形成与白天相反的热力环流。下层风由山坡吹向山谷，称为山风。这种以一日为周期而转换风向的风称为山谷风。 20、季风：以一年为周期，大范围地区的盛行风随季节而有显着改变的现象，风向不仅有季节改变，且方向的变化在120°以上 21、气候资源：指能为人类合理利用的气候条件，如光能、热能、水分、风等。 22、地转风：是气压梯度力与地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线水平运动的形式。 23、梯度风：自由大气中作曲线运动的空气，当G、A、C这个力达到平衡时形成的风称为梯度风 24、相对湿度：空气中实际具有的水汽压与同一温度下饱和水汽压的百分比。 25、雾：是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能风度小于1KM的物理现象。如果能风度在1-10KM范围内，则称为轻雾。 26、台风：当地面中心附近最大风速大于或等于32.6m/s的热带气旋称为台风，热带气旋是形成于热带海 . 第一章 大气 一、名词解释题： 1. 干洁大气：除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气，称为干洁大气。 2. 下垫面：指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。 二、填空题： (说明：在有底线的数字处填上适当内容) 1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是： (1) 、 (2) 、氩和 (3) 。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4) 。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (5) 辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (6) ，夏天比冬天 (7) 。 5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。 6. 根据大气中 (9) 的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。 7. 在对流层中，温度一般随高度升高而 (10) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (11) 层，这一层上部气温随高度增高而 (12) 。 9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高 (13) 千米。 答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)温度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判断题： (说明：正确的打“√”，错误的打“×”) 1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中，它可以吸收太阳辐射中的紫外线。 2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。 4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下 层多于上层，夏季多于冬季。 5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。 6. 平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运动。 7. 热成层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。 答案：1.对，2.错，3.错，4.对，5.错，6.对，7.对。 四、问答题： 1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化？ 答：大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。植物在太阳辐射的作用下，以二氧化碳和水为原料，合成碳水化合物，因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳；同时，由于生物的呼吸，有机物的分解以及燃烧化石燃料等人类活动，又要产生大量的二氧化碳。这样就存在着消耗和产生二氧化碳的两种过程。一般来说，消耗二氧化碳的光合作用只在白天进行，其速度在大多数地区是夏半年大，冬半年小；而呼吸作用等产生二氧化碳的过程则每时每刻都在进行。所以这两种过程速度的差异在一天之内是不断变化的，在一年中也随季节变化，从而引起二氧化碳浓度的日变化和年变化。 在一天中，从日出开始，随着太阳辐射的增强，植物光合速率不断增大，空气中的二氧化碳浓度也随之不断降低，中午前后，植被上方的二氧化碳浓度达最低值；午后，随着空气温度下降，光合作用减慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗减少；日落后，光合作用停止，而呼吸作用仍在进行，故近地气层中二氧化碳浓度逐渐增大，到第二天日出时达一天的最大值。 在一年中，二氧化碳的浓度也主要受植物光合作用速率的影响。一般来说，植物夏季生长最旺，光合作用最强，秋季最弱。因此二氧化碳浓度秋季最小，春季最大。 此外，由于人类燃烧大量的化石燃料，大量的二氧化碳释放到空气中，因而二氧化碳浓度有逐年增加的趋势。 2. 对流层的主要特点是什么？ 答：对流层是大气中最低的一层，是对生物和人类活动影响最大的气层。对流层的主要特点有： (1)对流层集中了80%以上的大气质量和几乎全部的水汽，是天气变化最复杂的层次，大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气层内； (2) 在对流层中， 气温一般随高度增高而下降， 平均每上升100米， 气温降低0.65℃，在对流层顶可降至－50℃至－85℃； (3) 具有强烈的对流运动和乱流运动，促进了气层内的能量和物质的交换； (4) 温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀，这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的 气象学与气候学 Revised as of 23 November 2020 第一章引论 名词解释 1、气象：大气的物理现象（冷热，干湿，大气运动） 2、气候：多年天气的综合表现 3、天气：一定区域短时间内的大气状况及其变化的总称 4、气温垂直递减率：一般而言，高度每增加100m，气温则下降℃，这称为气 温垂直递减率，也叫气温垂直梯度 5、大气污染：也叫空气污染，指由于人为或自然原因，导致空气中的有害物质 的浓度超过一定限度、维持一定的时间，直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象 6、标准大气压：指在纬度45°，0℃时，海平面的大气压，一般1个标准大气 压=760mmHg= 问答题 1.何谓气象学气候学天气学气候与天气有什么区别 2.气象学是专门研究大气物理现象的一门学科；气候学是研究气候形成过程， 描述各地区气候条件以及气候变迁及原因的一门学科；天气学是研究天气形成、变化规律、预测未来天气的一门学科。 3.天气是指某一地区短时间内大气状况的综合，而气候是指在各个气候因子的 长期相互作用下，在某一个较长时间段内所表现出来的大量天气过程的综合。 4.大气成分中，二氧化碳、臭氧、水汽的分布和作用 5.二氧化碳在大气中的垂直分布是从低到高逐渐减少的，其功能一是能吸收地 面长波辐射，是低空大气变暖，二是具有“温室”作用； 6.臭氧主要分布在平流层，其功能一是吸收紫外线，保护地球上的生物不受其 危害，二是增温，在高空形成一个暖区，影响气温的垂直分布； 7.水汽主要分布在对流层大气中，随高度升高而递减，水汽是大气变化的重要 参与者，一能成云致雨，形成各种天气现象，二是善于吸收和放射长波辐射，加其三相变化有热量转化，所以对地面和空气的温度有一定影响 8.大气在垂直方向分为哪几层分层原则对流层和平流层的特征 9.大气由低空到高空依次分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层； 10.分层原则：大气在垂直方向上的物理性质是有显着差异的，根据温度、成 分、电荷、等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况进行分层；11.对流层：①高度在平均12km以下；②一般情况下，气温随高度升高而降 低；③空气垂直对流运动显着；④气象要素水平分布不均匀；⑤天气现象复杂多变；⑥从低到高有可以分为摩擦层、中层、上层 12.平流层：①高度从对流层顶到55km左右；②气温最初保持不变或微变，在 大约30km以上，气温随高度增加而显着升高，形成一个暖层；③气流平稳，水平运动为主；③水汽、尘埃含量少，能见度好，多晴朗天气，偶尔有积雨云冲入 13.同温度下干湿空气那个重，为什么虚温的意义和原理 14. 15. 16.为什么城市地区二氧化碳浓度要高一些 《气象学与气候学》要点及试题 *教学要点及试题： 绪论 重点： 1.气象学、气候学、天气学的概念及所研究对象 2.本学科与其他部门地理、区域地理学的关系 ●气象（meteor）: ●气象学（meteorology）运用物理学原理和数学物理方法，研究发生于大气中一切物理性质、物理现 象和物理过程的大气学科。 ●气象学主要研究内容是什么?1）大气一般的组成、范围、结构及各种要素等； ●（2）大气现象的发生、发展及能量来源； ●（3）探求大气现象的本质及其变化规律； ●（4）将大气现象中的规律应用于实践。 ● ●气候：某地气候—在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动长时间的相互作用下，某时段内（一 般指30年以上）大量天气过程的综合。 ●。 ●天气与气候简析。某一地区在某一瞬间或某一段时间内大气状况和大气现象的综合 ● 1.气候和天气关系密切，却是既有联系又有区别的二个不同概念： ● a. 天气:一个地区短时间内大气的具体状态。 ●例如：三亚市某日的最高气温30°C，最低气温20°C ，午后有雷阵雨 ● ● b. 气候：指一个地方多年的天气平均状况。 ●例如：在中国，东部地区7月较为闷热；北方地区1月和2月多严寒天气；某市年平均气温为25°C， 昆明四季如春，这些都属于气候现象。 ● ●气候学研究任务: ●气候系统及其组成： ●大气的物质组成：（1）干洁空气、（2）水汽、（3）固态、液态颗粒 ●什么是气溶胶（Aerosols），其分布特征和作用是什么？ ●大气的圈层组成及各圈层特点 ●饱和水汽压（E）与温度（t）按指数规律变化。 ●绝对湿度： ●相对湿度： ●比湿（q） ●混合比（γ） ●露点（T d）当 ●风（wind） ●云： ●降水变率 ●空气状态方程： ●虚温:T v， ●思考题： 1.某气象台站测得某日某时f=40%，t=15℃，p=1000hPa， 求该时段的e、d、a、q、γ值。 2.北纬30°处有一座海拔1000m高的山，试分析该山地坡麓与山顶在上、下午不同时间各气象要素（T、p、 e、E、 f、t d）的分布及山南与山北的差别。 3.简介大气主要成分在大气层中的作用及微量气体（CO2、O3）影响气温垂直分布的原因及机制。 4.人类用什么方法来限制大气系统中二氧化碳含量的增加和 臭氧层遭到破坏？ 5.对流层的三个基本特征是怎样形成的？对人类生存自然环 境有何影响？ 6.对流层顶气温分布为何高纬高,低纬低? 7.说明状态方程物理意义. 8.说明各气象要素定义及单位. 9.干湿空气哪个重,为什么? 10.一块湿空气,P=1000hpa,e=23.4hpa,t=20°, 求该湿空气密度. 一、填空题： １.气象学是研究发生于（）中的一切（）和（）的科学，以（）为研究对象。用（）表示。 2.天气是指在某一地区，（）或（）内大气中的（）和天气现象的综合。 《气象学与气候学》复习思考题及答案 一、名词解释 1、天气：指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水等）的综合。 2、干洁大气：除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。 3、气候：一个地区在太阳辐射，下垫面性质，大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。 4、气候系统：由大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈组成的整个系统，以及系统内各子系统间一系列复杂的相互作用过程统称为气候系统。 5、辐射地面有效辐射：指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 6、黑体：对于投射到该物体上所有波长的辐射都能全部吸收的物体称为绝对黑体。 7、深厚系统：温压场对称的天气系统，如暖高压和冷低压。。 8、大气窗：大气中对地面长波辐射在8－12微米的吸收几乎为零，地面辐射直接透过大气层进入宇宙中。 9、温室效应：大气对太阳短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面，但由于大气中二氧化碳、水汽、氧化亚氮、氯氟烃等温室气体成分的存在，使大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热，并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分，对地表有保温效应，称为大气的温室效应，亦称花房效应。 10、大气污染：大气污染物在大气中达到一定的浓度，而对人类生产和健康造成直接或间接危害时。 11、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。 12、辐射：物体以电磁波或粒子流形式向周围传递或交换能量的方式。 13、辐射能：辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量，它们的传播速度等于光速，它们透过空间并不需要媒介物质，由辐射传播的能量称为辐射能。 14、大气逆辐射：指向地面的那部分大气辐射称为大气逆辐射。 15、地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。 16、地面辐射差额：在单位时间内，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差，称为地面辐射差额。 17、大气稳定度：处在静力平衡状态中的空气块因受外力因子的扰动后，大气层结（温度和湿度的垂直分布）有使其返回或远离原来平衡位置的趋势或程度，称之为大气稳定度。 18、干绝热过程：干空气或未饱和的湿空气作垂直升降运动时，既没有与外界交换热量，又没有发生水相变化的过程。 19、干绝热直减率：干空气或未饱和湿空气绝热上升单位距离时的温度降低值。 20、逆温：对流层中出现的气温随高度升高而递增的反常现象。 21、辐射逆温：在晴朗无风或微风的夜晚，因地面、雪面或冰面、云层顶部等的强烈辐射冷却，使紧贴其上的气层比上层空气有较大的降温而形成的的逆温。 22、阳伞效应：大气中云和气溶胶对太阳辐射的强烈散射和反射作用，减弱了到达地面的太阳辐射，对地面有降温作用。 23、温室效应：大气对太阳短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面，但大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热，并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分，对地表有保温效应。 24、气温年较差：一年中的最冷月的平均温度与最热月的平均温度之差。 25、虚温：在同一压强下，干空气密度等于湿空气密度时，干空气应有的温度。 26、露点：湿空气在水汽含量不变条件下，等压降温达到饱和时的温度。 27、位温：气块循着干绝热过程移动到同一个标准高度1000hPa 处，所具有的温度。 28、相对湿度：空气的实际水汽压与同一温度下的饱和水汽压之比。 29、饱和水汽压：在一定温度下，从水面或冰面进入空气中的水分子数与从空气中进入水面或冰面的水分子数相等时的水汽压。 30、位势高度：是指单位质量的物体从海平面抬升到某一高度克服重力所作的功。 31、高气压；由闭合等压线构成的高气压，水平气压梯度自中心指向外圈。 气象学与气候学复习重点 第一章绪论 1.天气与气候的区别（时间、空间尺度） 2.气象学发展历程：气象仪器、无线电报、无线电探空仪、遥感探测、自动气象站 第二章大气的基本情况 1.大气组成： 干洁空气（N2、O2、CO2、O3）、水分、悬浮杂质 2.大气的垂直结构（温度、成分、电荷、大气垂直运动） a.对流层：①气温随高度增加而降低②垂直对流运动③气象要素水平分布不均匀④主要大气现象发生在此层 分层：贴地层、摩擦层、对流中层、对流上层、对流层顶 b.平流层：①25km（臭氧层）以下，气温保持不变；25km以上，气温随高度增加而显著升高。(臭氧层能大量吸收太阳辐射 热而使空气温度大大升高) ②空气运动以水平运动为主，无明显的垂直运动。 ③水汽和尘埃含量极少，晴朗少云，大气透明度好，气流比较平稳，适宜飞机航行。 c.中间层：温随高度增加而迅速下降，并有强烈的垂直运动。 d.热层：气温随温度的增加而迅速增高；电离现象 e.散逸层 3. 气象要素：气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度 a.比湿：一团湿空气中，水汽质量与该团空气总质量（水汽与干空气的质量）的比值； b.露点：空气水汽含量不变，气压一定时，使空气达到饱和时的温度,称露点温度 气压一定时，露点的高低只与空气中水汽含量有关，水汽含量高，露点高； 实际大气中，空气经常处于未饱和状态，露点温度比气温低 第三章辐射系统 1.辐射通量及辐射通量密度定义 辐射通量：单位时间通过任意面积上的辐射能量 辐射通量密度：单位面积上的辐射通量 2.辐射规律（选择） a.基尔荷夫定律(选择吸收定律)：放射能力强（弱），吸收能力强（弱）黑体吸收（放射）能力最强 同一物体，温度T时它放射某一波长的辐射，同一温度下也吸收这一波长的辐射。 b.斯蒂芬—波尔兹曼定律：物体温度越高，放射能力越强 c.维恩位移定律：物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短，随着物体温度不断增高，最大辐射波长向短位移。 太阳辐射是短波辐射；地面、大气辐射是长波辐射。 3.太阳辐射 ◆太阳辐射光谱：可见光（50%）、红外区（43%）、紫外区（7%） ◆太阳常数：指在日地平均距离条件下，在大气上界，垂直于太阳光线的单位面积，单位时间内获得的太阳辐射能量。值为 1370W/m2 1)大气上界的太阳辐射（天文辐射） a.影响因素：日地距离、太阳高度角、白昼长度 b.天文辐射对热量分布的影响 ①全球获得太阳辐射最多的是赤道，随纬度增高而减少。形成热带、温带、寒带等气候带。 ②夏半年获得天文辐射量最大值在20°～25°的纬带上，由此向两极减少，最小值在极地。 （原因：太阳高度角大，白昼长度大于赤道） ③冬半年北半球获得天文辐射最大在赤道。随纬度增高而减少，到极点为零。高低纬度之间冬季气温差较大。 ④由于日地距离影响，南北半球天文辐射总量是不对称的，南半球夏季各纬圈日辐射总量大于北半球夏季相应各纬圈的 日辐射总量。相反，南半球冬季各纬圈日辐射总量小于北半球冬季相应各纬圈的日辐射总量。 2)穿过大气层的太阳辐射（反射、散射、吸收） a.主要变化： 简答题系列 05年 1、简述大气的垂直结构及其特点 答：对流层、平流层、中间层、热层、散逸层 ①对流层特点： a.气温随着高度增加而降低。平均而言，高度每增加100m，气温下降0.65℃ b.垂直对流运动由于地表面不均匀加热，产生垂直对流运动 c.气象要素水平分布不均匀，天气现象复杂多变 ②平流层特点： a.随着高度的增高，气温最初保持不变或微有上升 b.到30KM以上，气温随高度增加而显著升高，受地面温度影响很小，特别是存在大量臭氧能 够直接吸收太阳辐射。 ③中间层特点： a.气温随高度增加而迅速下降 b.有相当强烈的垂直运动 ④热层特点： a.气温随高度增加而迅速增高 b.空气处于高度电离状态，其电离的程度是不均匀的 ⑤散逸层特点： a.大气粒子经常散逸至星际空间 b.气温随高度增加很少变化 2、简述大气的主要成分及其作用 答：大气是由多种气体混合而成的气体及其悬浮其中的液体和固态杂志所组成 ①臭氧：大量的吸收太阳紫外线，使臭氧层增温，影响大气温度的垂直分布，从而对地球大气环流和气候的形成起着重要重要。 ②温室气体CO2、CH4、N2 ：对太阳辐射吸收很少，却能强烈的吸收地面辐射，同时又向周围空气和地面放射长 波辐射，使空气和地面增温的效应 ③大气气溶胶粒子：散射、漫射和吸收一部分太阳辐射，减少地面长波辐射的外溢，对地面和空气温度有一定影响。 ④液体微粒：以云、雾形式出现，不仅使能见度变坏，还能减弱太阳辐射和地面辐射 ⑤H2O：吸收太阳短波辐射和长波辐射 3、为什么晴朗的天空是蓝色的，而早晨和傍晚的太阳呈红色 答：1）晴天，主要是空气分子有选择地对波长较短的蓝色、紫色光进行散射，使天空呈蔚蓝色。 2）早晨和傍晚的太阳呈红色： ①太阳高度不同，太阳光通过大气厚度不同；②大气层愈厚则大气的吸收、散射、反射作用也愈强，到达 地面的太阳辐射愈少；③太阳高度越小，日光垂直投射时穿过的大气质量就越大；④日出，日落时，日光通过 的大气质量数最大，短波光散射增强，红色光在太阳光的比例增加。 第1—2章 1)简述气候系统。 答:气候系统就是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、雪圈与生物圈在内得,能够决定气候形成、气候分布与气候变化得统一物理系统。 太阳辐射就是气候系统得能源。在太阳辐射得作用下,气候系统产生了一系列复杂得过程,这些过程在不同得时间尺度上与不同得空间尺度上有着密切得相互作用,各个组成部分之间,通过物质与能量交换,紧密地结合成一个复杂得、有机联系得气候系统。 2)名词解释:天气、气候、天气系统、天气过程、天气预报、气象要素、辐射通量密度、比辐射率 答: 天气:某地在某一瞬间或某一短时间内大气状态与大气现象得综合。 大气状态:大气得气压、气温与湿度等。 大气现象:大气中得风、云、雨、雪等现象。 气候:在太阳辐射、大气环流、下垫面性质与人类活动得长期作用下,在某一时段内大量天气得综合。不仅包括该地多年得平均天气状况,也包括某些年份偶尔出现得极端天气状况。 天气系统:指引起天气变化与分布得高压、低压、高压脊、低压槽等典型特征得大气运动系统。 天气过程:天气系统得发生、发展、消失与演变得全过程。 天气预报:人们根据对天气演变规律得认识,利用多种观测及模拟手段,对未来一定时期内天气变化作出主、客观得判断。 气象要素:气象要素就是指表示大气属性与大气现象得物理量,如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量与能见度等等。 辐射通量密度:单位时间内通过单位面积得辐射能量称辐射通量密度(E),单位就是W/m2。 比辐射率就是反映物体热辐射性质得一个重要参数,与物质得结构、成份、表面特性、温度以及电磁波发射方向、波长(频率)等因素有关。 3)哪些自然现象能证实大气圈得存在？ 答:a、蓝色得天空。这就是由于大气中得一些非常细小物质成分,如气体、粉尘等,它们得直径较阳光得波长小得多,因此,蓝色得散射量较之于其她任何一种颜色能更多地被选择散射。这种散射称瑞利散射。b、白云。如果形成散射粒子得形状就是球形得,而且其直径并不比阳光得波长小,所有得波长都就是平均地被散射得,这种散射称迈耶散射。因此,云就是白色得。c、风。有风就说明有物质得存在,因为风就是由于大气不同部位得压力差别造成得。如果在真空中就不会有风了。d、流星。流星就就是陨石穿过大气层时,由于其速度太快,与大气摩擦产生热使陨石燃烧起来。否则我们得地球也与月球一样“千疮百孔”。 4)大气圈各层得主要物理特性就是怎样得？ 答:a、对流层 厚度:平均11－13km,赤道17－18km,两极8－9km。 质量:约占大气圈质量得75％。 第四章大气的运动 [主要内容] 本章主要研究大气运动产生的原因，大气运动的形式、状况和大气环流。大气运动是气压分布的不均匀所造成的气压梯度力和地转偏向力、惯性离心力、重力以及摩擦力共同作用的结果。大范围的大气运动就是大气环流，气压带、全球的行星风带、平均经圈环流、平均纬向环流、平均水平环流、大气活动中心构成了大气环流的平均状况。 [名词解释] 静力方程：gdZ dP ρ=- 气压场：气压的空间分布称为气压场 等压线：等压线是同一水平面上各气压相等点的连线 等压面：指单位质量的物体从海平面（位势取为零）抬升到 Z 高度时，克服重力所作的功，又称重力位势，单位是位势米位势高度 位势米：重力位势的单位，是表示能量的单位，1 位势米定义为1 kg 空气上升1 m 时，克服重力作了9.8 J 的功，也就是获得9.8 J/kg 的位势能，即1位势米= 9.8J/kg 低压槽：是低压向外伸出的狭长部分，或一组未闭合的等压线向气压较高的方突出的部分 高压脊：是高压向外伸出的狭长部分，或一组未闭合的等压线向气压较低的方突出的部分 气压系统：在天气图上，用等压线表示的高、低气压或槽、脊系统 气压梯度力：气压梯度是一个向量，它垂直于等压面，由高压指向低压，数值等于两等压面间的气压差△P 除以其间的垂直距离△N 地转偏向力：空气是在转动着的地球上运动着，当运动的空气质点依其惯性沿着水平气压梯度力方向运动时，对于站在地球表面的观察者看来，空气质点却受着一个使其偏离气压梯度力方向的力的作用，这种因地球绕自身轴转动而产生的非惯性力称为水平地转偏向力或科里奥利力 惯性离心力：是物体在作曲线运动时所产生的，由运动轨迹的曲率中心沿曲率半径向外作用在物体上的力 地转风：地转风是气压梯度力和地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线的水平运动 梯度风：当空气质点作曲线运动时，除受气压梯度力和地转偏向力作用外，还受惯性离心力的作用，当这三个力达到平衡时的风，称为梯度风 旋衡风：在低纬度地区或小尺度低压中，如果气压梯度力和惯性离心力都很大，而地转偏向力很小时，则可出现旋衡风 大气活动中心：冬、夏季在平均气压图上出现的大型高、低压系统，称为大气活动中心。 哈德莱环流圈：低纬环流圈，直接热力环流圈（正环流圈），又称哈得莱环流圈 费雷尔环流圈：中纬环流圈，是间接热力环流圈（逆环流圈），又称费雷尔环流圈 极地环流圈：高纬环流圈，又称极地环流圈，也是一个直接热力环流圈，是三个环流圈中环流强度最弱的一个 沃克环流圈：由于赤道地区存在着大尺度的东西向热力差异引起的 急流：急流是指风速30 m/s 以上的狭窄强风带 环流指数：经向环流型，即500hPa 西风带上发展出深槽大脊，能引起强烈的冷、暖空气活动。纬向型和经向型环流经常交替出现，其交替周期大约2—6周。这种交替演变规律一般用环流指数来表示。环流指数分纬向环流指数（IZ ）和经向环流指数（IM ）两种 气象学与气候学 Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8 第一章引论 名词解释 1、气象：大气的物理现象（冷热，干湿，大气运动） 2、气候：多年天气的综合表现 3、天气：一定区域短时间内的大气状况及其变化的总称 4、气温垂直递减率：一般而言，高度每增加100m，气温则下降0.6℃，这称为气温垂 直递减率，也叫气温垂直梯度 5、大气污染：也叫空气污染，指由于人为或自然原因，导致空气中的有害物质的浓度 超过一定限度、维持一定的时间，直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象 6、标准大气压：指在纬度45°，0℃时，海平面的大气压，一般1个标准大气压 =760mmHg=1013.3HPa 问答题 1.何谓气象学气候学天气学气候与天气有什么区别 2.气象学是专门研究大气物理现象的一门学科；气候学是研究气候形成过程，描述各地 区气候条件以及气候变迁及原因的一门学科；天气学是研究天气形成、变化规律、预测未来天气的一门学科。天气是指某一地区短时间内大气状况的综合，而气候是指在各个气候因子的长期相互作用下，在某一个较长时间段内所表现出来的大量天气过程的综合。 3.大气成分中，二氧化碳、臭氧、水汽的分布和作用？ 4.二氧化碳在大气中的垂直分布是从低到高逐渐减少的，其功能一是能吸收地面长波辐 射，是低空大气变暖，二是具有“温室”作用； 5.臭氧主要分布在平流层，其功能一是吸收紫外线，保护地球上的生物不受其危害，二 是增温，在高空形成一个暖区，影响气温的垂直分布； 6.水汽主要分布在对流层大气中，随高度升高而递减，水汽是大气变化的重要参与者， 一能成云致雨，形成各种天气现象，二是善于吸收和放射长波辐射，加其三相变化有热量转化，所以对地面和空气的温度有一定影响 7.大气在垂直方向分为哪几层分层原则对流层和平流层的特征 8.大气由低空到高空依次分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层； 9.分层原则：大气在垂直方向上的物理性质是有显着差异的，根据温度、成分、电荷、 等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况进行分层； 10.对流层：①高度在平均12km以下；②一般情况下，气温随高度升高而降低；③空 气垂直对流运动显着；④气象要素水平分布不均匀；⑤天气现象复杂多变；⑥从低到高有可以分为摩擦层、中层、上层 11.平流层：①高度从对流层顶到55km左右；②气温最初保持不变或微变，在大约 30km以上，气温随高度增加而显着升高，形成一个暖层；③气流平稳，水平运动为主；③水汽、尘埃含量少，能见度好，多晴朗天气，偶尔有积雨云冲入 12.同温度下干湿空气那个重，为什么虚温的意义和原理《气象学与气候学》教案(DOC)
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