《气象学与气候学基础》第一章:绪论.
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⽓象学与⽓候学第⼀章引论⼤⽓圈:由于地球的引⼒作⽤,地球周围聚集着⼀个⽓体圈层,构成了所谓的⼤⽓圈。
⽓象:发⽣在⼤⽓中的各种物理现象和过程(冷热、蒸发、降⽔)。
天⽓:指瞬时间或短时间内(⼏分钟到⼏天)的⽓象要素的综合状态。
⽓候:是指在太阳辐射、⼤⽓环流、下垫⾯性质和⼈类活动长时间相互作⽤下,在某⼀时段内⼤量天⽓过程的综合。
包括百年平均状态,也包括多年特殊状况。
⽓候系统: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。
⼤⽓圈:⼤⽓圈是⽓候系统中最活跃、变化最⼤的组成部分。
对流层的特征:⽓温随⾼度增加⽽降低;垂直对流运动显著;⽓象要素⽔平分布不均匀。
⽔汽压(e):⼤⽓中的⽔汽所产⽣的那部分压⼒称⽔汽压(e)。
饱和⽔汽压(E):如果⽔汽含量达到限度,空⽓呈饱和状态,这时的空⽓称饱和空⽓,饱和空⽓的⽔汽压称饱和⽔汽压,饱和⽔汽压随温度的升⾼⽽增⼤。
饱和差:在⼀定温度下,饱和⽔汽压与实际空⽓中⽔汽压之差称饱和差(d).即:d=E-e意义:d表⽰实际空⽓距离饱和程度。
D越⼤,越不饱和D=0,空⽓达到饱和D>0,不饱和D<0,过饱和露点:在空⽓中⽔汽含量不变,⽓压⼀定下,使空⽓冷却达到饱和的湿度,称露点温度。
结论:⽓压⼀定时,露点的⾼低之与空⽓中的⽔汽含量有关,⽔汽含量越多,露点越⾼。
所以露点也是反映空⽓中⽔汽含量多少的物理量。
TD和T(常温)意义:TD=T,空⽓饱和TD—T<0,空⽓不饱和TD—T>0,空⽓饱和⼲空⽓的状态⽅程:第⼆章⼤⽓的热能和温度基尔荷夫定律:放射率=吸收率防⾝能⼒越强,吸收能⼒越强斯蒂芬—玻⽿兹曼定律:物体的放射能⼒是随温度、波长⽽改变的。
随着温度的升⾼,⿊体的放射能⼒增强。
因⽽物体放射的总能量也会显著增⼤。
⿊体的总放射能⼒与它本⾝的绝对温度的四次⽅成正⽐。
维恩(Wein)位移定律:物体的温度愈⾼,其辐射极⼤值所对应的波长愈短;反之,物体的温度愈低,其辐射的波长则愈长。
《气象学与气候学》教学大纲一、课程基本信息:课程编号:16116603课程中文名称:气象学与气候学课程英文名称:Meteorology and Climatology课程类别:学科基础课适用专业:自然地理学专业开课学期:春季总学时:本科48学时(理论课36学时+实验12学时)总学分:本科3分编写日期:2020年12月20日教研室名称:自然地理学教研室考核方式:闭卷二、课程简介:气象学与气候学是自然地理学专业必修的专业基础课程。
课程系统地讲述了气象学、天气学、气候学的基本原理和基本概念及各部分内容在实践中的应用实例。
课程内容主要包括大气热学、大气水分、大气运动、天气系统、气候形成、气候带和气候型、气候变化及其对人类活动的影响等。
教材:姜世中•气象学与气候学(第一版)北京:科学出版社,2010.11三、教学目标:本课程是自然地理的一个重要组成部分,通过系统的学习,应使学生全面地掌握大气中的物理现象、物理过程和大气运动的基本原理;天气演变和气候的形成、分布、变化的基本原理;了解人类对天气的影响和改造的基本原理;培养学生刻苦钻研,科学探索,一丝不苟,实事求是,勇于奉献的精神,成为有担当的新时代青年。
四、教学内容及要求第一章绪论(一)目的与要求使学生了解气象学与气候学研究的学科体系与研究内容、主要分支学科、研究特点等。
通过对我国近代地理学和气象学奠基人——竺可桢的介绍,让学生深刻感受名人的爱国报国情怀和一丝不苟、科学求真的“竺可桢精神”。
培养学生成为爱国家、有理想、有担当的新时代有为青年。
(二)教学内容第一节气象学与气候学的研究对象和分科第二节大气、天气、气候和气候系统的概念第三节气象学与气候学的研究方法及发展简史(在讲述我国气象学与气候学发展简史的时,在阐述竺可桢对我国气象学与气候学做出卓越贡献的同时,也讲述了他“一丝不苟”的座右铭、“排万难冒百死以求真知”的做人原则和“博学之,审问之,慎之,明辨之,笃行之”的处世原则,鼓励学生学习匠人精神。
第一章绪论1、气象学:研究大气现象(风、云、雨、雪、干、湿、雷、电等)及其状态(温度、压强、湿度、密度等)的形成原因、变化规律和时空分布的科学。
2、按传统,气象学分为物理气象学、天气学、动力气象学。
3、某一瞬间大气的状态和大气现象的综合称为天气。
研究地理条件不同的区域内所发生的大气过程的规律,以寻求预测天气变化方法的学科便是天气学。
4、气候:是在太阳辐射、大气环流、下垫面的影响下形成的天气的多年综合状况。
气候学:是研究气候的特征、分布、变化、形成及其与人类活动相互关系的学科。
5、世界气象组织认为,30年时段的气候平均状况具有一定的代表性,基本能反映出当地的气候特征。
第二章大气的基本情况1、气候系统是那些能够决定气候形成及其变化的各种因子的统一体。
包括5个物理组分:大气圈、水圈、冰雪圈、陆地表面、生物圈。
2、包围地球的气体外壳称为大气圈,大气圈是气候系统中最活跃、变化最大的组成部分,通过铅直和水平的热量传输,大气圈对于外部施加影响的响应时间约为1个月,如果没有补充大气动能的过程,动能因摩擦作用而耗尽的时间也是1个月。
3、大气中,除水汽、液体和固体杂质以外的整个混合气体,称为干洁空气,简称干空气,要成分是N2 (氮)、O2(氧)、Ar(氩)约占总容积的99.97=6%。
氮是大气中最多的气体。
4、干洁大气中对人类活动影响比较大的成分是氮、氧、臭氧和二氧化碳。
5、大气中的水汽来自江、河、湖、海及潮湿物体表面的水分蒸发和植物的蒸腾。
空气中的水汽含量随高度的增加而减少,1.5-2km高度上,空气中的水汽含量已减少为地面的一半。
6、大气在垂直方向上分为五层:对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。
7、对流层集中了整个大气3/4的质量和几乎全部的水汽,通过对流和湍流运动,云、雾、雨雪等主要大气现象都出现在此层,对流层厚度因纬度和季节的不同而不同:热带较厚,寒带较薄;夏季较厚,冬季较薄。
赤道地区对流层厚度可达16~18千米,中纬度地区约10~12千米,两极地区约7~8千米。