气象气候学
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气象学与气候学什么是气象学?气象学是地球科学中一门研究大气现象的学科,主要研究大气层的组成、结构、运动及其与地球表面的相互作用。
气象学主要研究天气的形成、发展和变化规律,通过观测、测量和分析大气的各种现象,掌握天气与气候的基本规律。
气象学的研究内容包括气象观测、天气分析预报、气象灾害、气候变化等。
气象学的研究方法和技术气象学使用很多被广泛接受的研究方法和技术来获取天气和气候信息。
其中包括:1.气象观测:通过使用气象仪器和设备,对不同地区的大气条件进行观测和记录。
常见的观测数据包括温度、湿度、风速、降水量等。
2.模拟和数值模型:利用计算机模拟和数值计算的方法,通过气象方程和物理理论,对大气的运动和变化进行模拟,以预测天气和气候的变化。
3.卫星和雷达技术:利用卫星遥感和雷达技术,对大气中的云、降水等进行监测和观测。
这些技术能够提供全球范围内的气象信息。
4.气象雷达:通过发射雷达波束,并根据回波信号的属性,获取降水和风暴等天气现象的信息。
气象雷达在天气预报和防灾减灾中发挥重要作用。
5.气象卫星:使用卫星传感器对地球大气的特性进行观测,可以获取大范围的气象信息,包括云图、海温、水汽含量等。
气象学在日常生活中的应用气象学的研究成果在日常生活中有广泛的应用。
以下是一些常见的例子:1.天气预报:气象学通过观测和分析大气现象,预测未来一段时间内的天气情况,帮助人们合理安排日常生活和工作。
天气预报信息可以通过各种渠道获取,比如电视、手机应用程序等。
2.农业气象:农作物的生长和发展对气候条件有很大的依赖。
农业气象学研究农作物对气候的适应性和灾害防范,以优化农田管理和农作物的种植。
3.航空气象:航空气象是研究航空器在特定天气条件下的安全飞行问题。
通过气象观测和天气预报,航空公司和飞行员可以更好地预测和应对恶劣天气,确保航班的安全性。
4.城市规划和气候适应性:气象学可以帮助城市规划师更好地理解城市气候,优化城市设计,提高城市的气候适应性。
气象学与气候学的区别与联系气象学和气候学是两个相互关联但又存在明显差异的学科。
本文将探讨气象学和气候学的区别与联系,并对它们在科学研究和实践中的作用进行分析。
一、气象学气象学是研究地球大气现象和气象要素的学科,旨在预测和解释气候的各种现象和变化。
它主要关注的是短期时间范围内的天气现象和气候要素,以及它们的变化规律和影响因素。
气象学的研究对象包括温度、湿度、气压、风力等各种气象要素,以及云、降水、雷雨等天气现象。
气象学的研究方法主要是通过建立观测站点并收集气象数据,利用数学模型和计算机模拟来解析和预测气象现象。
它的应用范围广泛,包括天气预报、农业、航空航天、海洋、环境保护等领域。
气象学的研究结果对于人们的日常生活和各项经济活动都具有重要意义。
二、气候学气候学是研究地球大气现象和气候变化的学科,旨在揭示气候现象和变化的规律及其与人类活动的关联。
它主要关注的是长期时间范围内的气候特征和气候系统,以及它们的变化趋势和影响机制。
气候学的研究对象包括气候要素的统计数据,如长期气温、降水、风力等平均值和变异性。
气候学的研究方法主要是通过收集历史气象数据、地质记录和遥感技术来分析和重建气候变化的过程与模式。
同时,气候学还利用地球系统模型进行气候的预测和模拟研究。
气候学的研究成果对于了解气候变化趋势、评估其对社会经济的影响以及制定相应的适应和减缓措施具有重要意义。
三、气象学与气候学的联系尽管气象学和气候学在研究对象、时间尺度和方法论上存在差异,但它们之间具有紧密的联系和相互依赖的关系。
首先,气象学提供了气候学研究的基础数据和观测手段。
气象观测站点收集的短期天气和气象要素数据为气候学的研究提供了重要的参考,同时也为气候变化的分析和预测提供了基础。
其次,气象学和气候学共同关注气候系统的驱动力和影响因素。
气候是由大气、海洋、陆地和生物等多个要素相互作用而形成的,而气象学和气候学都致力于研究这些要素之间的相互关系及其对气候变化的影响。
气象学与气候学知识点大一在我们的日常生活中,天气和气候是非常重要的因素。
我们经常听到人们讨论天气如何,但是对于气象学和气候学的背后知识,我们又了解多少呢?本文将带您一起探索大一阶段学习的气象学和气候学知识点。
一、气象学的基本概念气象学是一门研究大气现象的学科,涉及气象的各个方面,例如天气现象、气象仪器和预测技术等。
大气是指包围地球的空气层,它对人类和自然界都具有重要影响。
气象学的研究范围包括气候、天气系统、气候变化等。
二、大气的组成与结构大气主要由氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳等组成。
其中,氮气和氧气占据了大气的绝大部分,分别约占78%和21%。
水蒸气是气象学中非常重要的成分之一,它对于天气和气候的形成起着关键性的作用。
大气按照其垂直结构可以被划分为对流层、平流层、中间层和热层等。
三、气象要素与观测气象要素是衡量大气现象的元素,例如温度、湿度、气压、风等。
了解气象要素有助于我们了解天气状况和变化趋势。
气象观测是获取气象要素信息的过程,主要利用气象仪器进行。
常用的气象仪器有温度计、湿度计、气压计和风向仪等。
通过观测气象要素的变化,我们可以预测天气状况,并为各个领域的决策提供科学依据。
四、天气系统及其形成天气系统是指在一定时间和地域范围内存在的一组相互联系的天气要素所组成的系统。
大气的不断变化和运动导致了各种天气形态的产生。
常见的天气系统有高压系统、低压系统和气旋等。
高压系统通常伴随着晴朗的天气,低压系统则往往带来多雨和阴天的天气。
气旋则是一种复杂的天气系统,可以引发风暴和降雪等极端天气。
五、气候与气候类型气候是指某一地区在较长时期内的天气状况统计结果。
气候与天气不同,天气是指短期内的气象状况,而气候则是对过去多年的统计数据进行分析得出的一种气象状况判断。
不同地区的气候有着明显的差异,主要由其地理位置、海洋环流、地形等因素决定。
基于这些因素,我们可以将气候划分为热带气候、温带气候和寒带气候等不同类型。
气象学与气候学第一章气候:是指某一地区多年间的一般状态及其变化特征,它既反映平均状况,也反映极端状态,是多种天气现象的多年综合。
大气的结构: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,将大气分成五层:对流层:①气温随着高度增加而降低,由于对流层主要从地面得到热量,因此气温随着高度增加而降低②垂直对流运动:由于地表的不均匀加热,产生对流运动的强度主要随纬度和季节的变化而不同③气象要素水平分布不均匀平流层:①在平流层内,随着高度的增加,气温最初保持不变或微有上升②平流层中水汽含量极少,云也少③没有强烈的对流运动中间层: ①气温随着高度增加而迅速下降②有相当强烈的垂直运动③中间层内水汽含量极少,几乎没有云层出现④在中间层60-90km的高度上,有一个只有白天才出现的电离层,叫做D层热层; ①气温随着高度的增加而迅速增高②处于高度电离状态散逸层:①温度高,随着高度的增加略有升高②大气粒子经常散逸至星际空间,本层是大气圈与星际空间的过渡地带气温:是表示空气冷热程度的物理量,是空气分子平均动能大小的反映。
气压:是大气的压强,从观测高度到大气上界单位面积上(1cm2)铅直空气的重量,若以P代表气压,F代表面积A上所承受的力,则P=F/A。
水汽压:大气中的水汽所产生的压力成为水汽压(e)。
饱和空气:在温度一定情况下,单位体积空气中的水汽量有一定的限度,如果水汽含量达到次限度,空气就呈饱和状态,这是的空气,称饱和空气。
饱和水汽压:饱和空气的水汽压(E)成为饱和水汽压。
相对湿度(f)就是空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值(用百分数表示),即f=e/E×100%。
饱和差:在一定温度下,饱和水汽压与实际空气中水气压之差称饱和差(d),即d=E-e。
比湿:在一团空气中,水汽的质量m w与该团空气总质量(水汽质量加上干空气质量m d)的比值,称比湿(q)。
其单位是g/g,即表示每一克湿空气中含有多少克的水汽。
气象学与气候学第一章1.名词解释气象学:研究大气现象和过程(大气组成、范围、结构、温度、湿度、压强和密度等),探讨其演变规律和变化,并直接或间接用于指导生产实践为人类服务的科学。
气候学:研究某一地区多年间大气的一般状态及其变化特征;它既反映平均状况,也反映极端情况,是各种天气的多年综合。
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。
气象要素是指表示大气属性和大气现象的物理量,如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度等等。
2、简答题(1)大气结构及各层特点?1.对流层①气温随着高度而降低。
平均0.65℃/100米由于对流层主要从地面得到热量,因此气温随高度的增加而降低。
②空气具有强烈的对流、乱流运动③气象要素水平分布不均匀2.平流层(对流层顶到55km)①温度随高度升高而增加在平流层内,随着高度的增高,气温最初保持不变或微有上升,自25km以上气温随高度增加而明显上升,到平流层顶可达-3℃左右,平流层这种气温分布的特征,主要是臭氧对太阳紫外线的强烈吸收。
②没有强烈的对流运动③水汽、尘埃含量很少3.中间层(平流层顶到85km)①气温随高度增加迅速降低:顶界温度可降至-83℃-113℃,几乎成为大气层中的最低温。
其原因是这里没有臭氧吸收太阳紫外辐射,而氮和氧等气体所能吸收的波长更短的太阳辐射又大部分被更上层的大气吸收了。
因此,这里的气温随高度是递减的。
②有相当强烈的垂直运动:4.暖层(中间层顶到800km)①温度随高度增加迅速上升:据探测,在300km高度上,气温可达1000℃以上,这是因为所有波长<0.175μm的紫外线辐射,都被该层中的大气物质所吸收的缘故。
②空气处于高度电离状态:5.散逸层(外层)(800km高度以上的大气层)整个大气层的最外一层,是大气圈与星际空间的过渡地带,没有明显的边界。
这一层的气温也随高度的增加而升高。
一、气象学与气候学1.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。
2.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。
3.大气是由多种气体混合组成的气体及浮悬其中的液态和固态杂质所组成。
表1·1列举了其气体成分,其中氮(N2)氧(O2)和氩(Ar)三者合占大气总体积的99.96%,4.氧还决定着有机物质的燃烧、腐败及分解过程。
大气中的氮能够冲淡氧,使氧不致太浓,氧化作用不过于激烈5.臭氧的作用:臭氧能大量吸收太阳紫外线,使臭氧层增暖,影响大气温度的垂直分布,从而对地球大气环流和气候的形成起着重要的作用。
保护着地表生物和人类。
6.液体微粒是指悬浮于大气中的水滴和冰晶等水汽凝结物。
7.气象要素:是指表示大气属性和大气现象的物理量。
8.湿度:表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。
9.水汽压:大气中的水汽所产生的那部分压力称水汽压(e)。
10.饱和空气的水汽压(E)称饱和水汽压,也叫最大水汽压2.相对湿度相对湿度(f)就是空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值(用百分数表示)相对湿度直接反映空气距离饱和的程度。
11.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,d表示实际空气距离饱和的程度。
12.比湿:在一团湿空气中,水汽的质量与该团空气总质量(水汽质量加上干空气质量)的比值,称比湿(q)。
其单位是g/g,13.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时的温度,称露点温度。
14.降水:是指从天空降落到地面的液态或固态水。
15.降水量指降水落至地面后(固态降水则需经融化后),未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度,降水量以毫米(mm)为单位。
气象学与气候学名词解释名词解释第一章大气圈: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。
天气:某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态和大气现象的综合。
气候: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。
气候系统: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。
对流层:地球大气中最低的一层。
平流层:自对流层顶到55km左右为平流层。
中间层:自平流层顶到85km左右为中间层。
热层(热成层、暖层):位于中间层顶以上。
散逸层(外层):大气的最高层。
气压:大气的压强。
湿度:表示大气中水汽量的多少的物理量。
水汽压:大气中的水所产生的那部分压力。
饱和水汽压:饱和空气的水汽压。
相对湿度:空气中实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值。
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。
比湿:在一团湿空气中,水汽的质量与该团空气总质量的比值。
水汽混合比:一团湿空气中,水汽质量与干空气质量的比值。
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时的温度。
降水:从天空降落到地面的液态或固态水,包括雨、毛毛雨、雪、雨夹雪、霰、冰粒和冰雹等。
风:空气的水平运动。
云量:云遮蔽天空视野的成数。
能见度:视力正常的人在当时天气条件下,能够从天空背景中看到和辨出目标物的最大水平距离。
第二章辐射:自然界中的一切物体都以电磁波的方式向四周放射能量,这种传播能量的方式称辐射。
辐射能:通过辐射传播的能量。
辐射通量密度:单位时间内通过单位面积的辐射能量。
辐射强度:单位时间内,通过垂直于选定方向上的单位面积的辐射能。
太阳辐射光谱:太阳辐射中辐射能按波长的分布。
太阳常数:就日地平均距离来说,在大气上界,垂直于太阳光线的1cm2面积内,1min内获得的太阳辐射能量。
总辐射:位水平表面上接受的直接太阳辐射和天空散射辐射的总量。
地球科学:气象学VS气候学气象学和气候学是地球科学中非常重要的两个领域。
气象学主要研究大气现象和天气预报,而气候学则关注气候变化和长期趋势。
虽然它们有许多共同点,但在研究方法、时间尺度和应用领域等方面也存在着不同之处。
在本文中,将介绍气象学和气候学的基本概念、重点领域和未来发展方向,以此为读者提供更全面的认识。
一、气象学气象学是研究大气现象和天气预报的学科。
它主要关注的是短期时间(从几小时到几天)内的天气变化,例如降雨、风速、温度、湿度、气压等。
气象学家使用观察、实验和数学模型等方法,将大量的气象数据收集和分析,以便预测天气和提供相应的预警。
气象学在日常生活中具有重要作用,例如航空和海运、能源和建筑等方面都需要相关的气象信息。
气象学的重点领域包括:1.气象观测与测量气象学需要大量的实地观测和测量,以获取关于大气各种参数的数据。
观测包括地面、海洋、气球、卫星等多种方式,气象学家采用各种仪器和传感器收集数据。
这些观测数据可以用来建立气象模型,以预测天气和研究大气现象。
2.大气动力学大气动力学是研究特定时间和空间范围内的大气运动规律的学科。
它的研究对象是各种气旋,例如暴风、台风、飓风等,以及副热带振荡和大气涡旋等。
大气动力学是气象学中重要的分支之一,其研究结果可以用于改进天气预报模型。
3.天气预报和气象预警天气预报是气象学中最重要的应用之一。
预报需要收集大量的气象数据和信息,将其输入气象预报模型,然后进行数值计算来预测天气。
这些模型可以用来生成天气预报,以及警示灾害,例如暴风雨、飓风和洪水等。
4.气象灾害研究和管理气象灾害是指遭受极端气象事件影响的人类和生态系统。
例如,气象灾害可能包括风暴、洪水、干旱、火灾、暴雨和雪灾等。
气象学家使用气象数据和模型来研究灾害的成因、预测和管理方法。
通过分析和研究相应的数据来指导防灾减灾工作。
二、气候学气候学是研究气候变化和长期趋势的学科。
它关注的是更长时间(从几年到几十年)内的天气变化,包括气温、降雨、风等。
第一章引论第一节气象学、气候学研究的对象、任务和发展简史一. 气象学与气候学研究的对象和任务:由于地球的引力作用,地球周围聚集着一个气体圈层,构成了所谓的大气圈。
地球表面没有任何地点不在大气圈的笼罩之下;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。
大气圈是人类地理环境的重要组成部分。
1. 气象学研究的对象和内容:气象学:研究大气现象和过程,探讨其演变规律和变化,并直接或简介用之于指导生产实践为人类服务的科学。
气象学研究的基本内容:(1)把大气当作研究的物质客体来探讨其特性和状态;(2)研究导致大气现象发生发展的能量来源、性质及其转换;(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,为预测和改善大气环境服务。
2. 气候学及其研究的内容:天气和气候:天气是指某一地区在某一瞬时或某一短时间内大气状态和大气现象的综合。
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。
气候学:研究气候形成、分布和变化的科学。
二. 气象学与气候学研究的发展简史:1. 萌芽时期:时间:十六世纪中叶以前。
特点:由于人类活动和生产的需要,进行了一些零星的、局部的气象观测,积累了一些感性认识和经验,对某些天气现象做出了一定的解释。
这时期从学科性质上来讲,气象学与天文学是混在一起的,具有天象学的性质。
主要成就:2. 发展初期:时间:十六世纪中叶到十九世纪末。
特点:气象学、气候学与天文学逐渐分离,成为独立的学科。
主要成就:3. 发展时期:时间:20世纪以来。
特点:摆脱了定性描述阶段,进入到定量试验阶段,从认识自然,逐步向预测自然、控制和盖在自然的方向发展。
这一时期又可分为早期和近期两个阶段。
1)早期:20世纪的前50年气象学的重要进展:锋面学说;长波理论;降雨学说。
气候学的重要进展:气候分类;动力气候学;小气候研究。
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?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。
2.大气成分中,二氧化碳、臭氧、水汽的分布和作用?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;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;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3.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?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;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;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4.同温度下干湿空气那个重,为什么?虚温的意义和原理?5.为什么城市地区二氧化碳浓度要高一些?①城市是人口聚居地,人口密度大,且车辆多,释放的尾气多;②城市工厂比较多,产生的废气多;③城市多高楼,空气流通不畅第二章大气的热能和温度名词解释1、辐射:自然界中的一切物体都以电磁波的方式向四周放射能量,这种传播能量的方式称为辐射,通过辐射传播的能量称为辐射能,也简称为辐射2、辐射光谱曲线:根据一定温度下不同波长上该物体所放射出的辐射是通量密度绘出的一条连续的曲线称为辐射光谱曲线3、太阳常数(I。
气象学与气候学一.名词解释1.气象学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。
2. 气象大气中存在冷热、干湿、气压高低等矛盾斗争的结果产生了风、云、雨、雪、雾、露、霜、雷、闪电;增温和冷却;蒸发和凝结的大气物理现象和物理过程3. 天气学研究天气现象及其演变规律,并据以预报未来天气变化的科学。
4. 天气指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态和大气现象的综合。
5. 气候学研究气候的形成、分布和变化规律及其与人类活动相互关系的科学。
6. 气候指的是在太阳辐射、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。
7. 大气科学研究大气结构、组成、物理现象、化学反应、运动规律及其它问题的科学,称为大气科学。
8. 气候系统指的是大气圈同水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈之间相互作用的整体。
9.太阳常数就日地平均距离来说,在大气上界,垂直于太阳光线的1cm2 面积内,1min 内获得的太阳辐射能量,用I0 表示。
10.大气的保温效应大气辐射指向地面的部分称为大气逆辐射。
大气逆辐射使地面因放射辐射而损耗的能量得到一定的补偿,由此可看出大气对地面有一种保暖作用。
11.地面有效辐射地面放射的辐射(Eg)与地面吸收的大气逆辐射(δEa)之差。
12. 地面的辐射差额地面由于吸收太阳总辐射和大气逆辐射而获得能量,同时又以其本身的温度不断向外放出辐射而失去能量。
某段时间内单位面积地表面所吸收的总辐射和其有效辐射之差值。
13. 冰晶效应在云中,冰晶和过冷却水共存的情况是很普遍的,如果当时的实际水汽压介于两者饱和水汽压之间,就会产生冰水之间的水汽转移现象。
水滴会因不断蒸发而缩小,冰晶会因不断凝华而增大。
14. 凝结增长云雾中的水滴有大有小,大水滴曲率小,小水滴曲率大。
如果实际水汽压介于大小水滴的饱和水汽压之间,也会产生水汽的蒸发现象。
小水滴因蒸发而逐渐变小,大水滴因凝结而不断增大。
气象学与气候学复习要点一、气象学1.气象学的基本概念:气象学是研究大气层的物理、化学和动力学过程,以及它们与地球表面的相互作用和气象现象的发生发展规律的科学。
2.大气的组成:大气主要由氮气、氧气、水蒸气和少量的氩气、二氧化碳等组成。
3.大气的层次结构:大气可以分为对流层、平流层、中间层、热层和外气层等。
对流层是人类活动最为集中的层次。
4.温度和湿度:温度是大气分子热运动的表现,湿度是空气中水蒸气含量的度量。
常用的温度单位有摄氏度、华氏度和开尔文。
5.大气中的水循环:大气中的水主要通过蒸发、凝结和降水等过程循环,形成了雨水、雪、冰等各种降水形式。
6.风的形成和分布:风是由于大气压力差异引起的空气运动。
风的分布包括垂直气压分布、水平气压分布以及海洋表面风等。
7.气象要素和气象现象:气象要素包括温度、湿度、气压、风速和降水等,而气象现象主要包括各种云、雨、雪、雷暴、龙卷风等。
8.气象预报和预警:气象预报是根据气象观测数据和数值模型计算结果,对未来天气变化进行预测。
而气象预警则是在出现极端天气或自然灾害前向公众发布警告。
二、气候学1.气候学的基本概念:气候学是研究地球不同地区长时期天气变化的科学,它包括气候分布、气候变化和气候系统等内容。
2.气候系统:气候系统包括大气、陆地、海洋和冰雪等组成部分,它们通过能量和物质的交换与相互作用,共同维持着地球的气候系统。
3.气候因子和控制要素:气候因子包括太阳辐射、地球自转、地理位置和地形等因素,它们对气候的形成和分布产生影响。
而控制要素则是指影响气候变化的主要因素,如水汽、云量、海洋流和地表覆盖等。
4.气候分类:气候可以根据气象要素的年际和季节性变化特征进行分类,常见的分类系统有科本和较新的气候分类系统。
5.气候变化:气候变化是指气候系统的长时期变化,主要受到自然和人类活动的影响。
全球变暖和气候极端事件是当前气候变化的主要研究方向。
6.气候预测和模拟:气候预测是根据当前气候状态和数值模型计算结果,对未来气候变化进行预测。
⽓象学与⽓候学第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。
气象学与气候学名词解释:天气:某地在某一瞬间或某一段时间内,大气状态和大气现象的综合。
气候:在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动的长期作用下,在某一时段内大量天气的综合。
不仅包括该地多年的平均天气状况,也包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。
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。
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。
大气稳定度: 是指气块受任意方向扰动后,返回或远离原平衡位置的趋势和程度。
它表示在大气层中的个别空气块是否安于原先的层次,是否易于发生垂直运动,即是否易于发生对流。
大气稳定度有三种类型:稳定:无论上升或下降,最终回到原位。
不稳定:加速远离原位。
中性:随欲而安。
1、干空气和未饱和湿空气的判据r<rd 时,大气层结稳定r=rd 时,大气层结为中性r>rd 时,大气层结不稳定 2、饱和湿空气的判据r<rm 时,大气层结稳定r=rm 时,大气层结为中性r>rm 时,大气层结不稳定 3、结论1) r 越大,大气层结越不稳定;2) r<rm<rd 时,或r=0(<0)时, 大气层结是等温或逆温,绝对稳定; 3) r>rd 时, 无论空气是否饱和,都是不稳定的,绝对不稳定;4) rm<r<rd 时, 属于条件性不稳定, 对饱和空气大气层结是不稳定的, 对未饱和湿空气大气层结是稳定的。
露点(温度): 空气中水汽含量不变,在一定的气压下,若使空气达到饱和,只有降温。
降到实际水汽压(e )变成饱和水汽压(E ),此时的温度称为露点温度,简称为露点。
降水: 从云中降到地面上的液态的或固态的水,称为降水。
云滴r<100μm ,标准云滴r=10μm 雨滴r>100μm ,标准云滴r=1000μm 降水的类型雨:从云中降下的液体水滴 雪:从混合云中降下的固体水霰:从云中降下的不透明球状晶体雹:从云中降下的有透明层和不透明层相间组成的固 体降水,呈球状。
1.天气:指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态和大气现象的综合。
2.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。
3.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。
4.气象要素:指表示大气属性和大气现象的物理量,如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度等等。
5.气温:大气的冷热程度。
气压:大气的压强。
6.湿度:空气中水汽含量多少或潮湿程度。
7.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。
8.比湿:在一团湿空气中,水汽的质量与该团空气总质量(水汽质量加上干空气质量)的比值。
9.水汽混合比:一团湿空气中,水汽质量与干空气质量的比值。
10.露点(露点湿度):在空气中水汽含量不变,气压一定下,使空气冷却达到饱和时的湿度。
11.降水:指从天空降落到地面的液态或固态水。
12.能见度:指视力正常的人在当时天气条件下,能够从天空背景中看到和辨出目标物的最大水平距离。
13.热辐射:物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象。
14.通过电磁波向外发射的能量,称为辐射能,也简称辐射。
15.单位时间内,通过某一表面的辐射能,称为辐射通量(E);表示某表面向外放射的、接受的或通过的辐射功率16.单位面积上的辐射通量,称为辐射通量密度(E),可分为入射辐射通量密度(辐照度)和放射辐射能量密度(辐出度)。
P2117.单位时间内,通过垂直于选定方向上的单位面积或单位立体角的辐射能,称为辐射强度(I)。
P2218.太阳辐射光谱:太阳辐射中辐射能按波长的分布。
P2519.蕾利散射(分子散射):散射能力与波长的四次方成反比,这种散射是有选择性的。
P2720.米散射(粗粒散射):如果太阳辐射遇到的直径比波长大一些的质点,辐射虽然也要被散射,但这种散射是没有选择性的,即辐射的各种波长都同样地被散射。
P2721.太阳直接辐射:太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的。
22.散射辐射:经过散射后自天空投射到地面的。
P2823.大气质量:在地面为标准气压时,太阳光垂直投射到地面所经路线中,单位截面积的空气柱的质量。
P2824.长波辐射:地面和大气的辐射。
其特点:a.地面和大气长波辐射是漫射辐射;b .大气不仅吸收地面长波辐射,而且其自身也放出长波辐射;c.长波辐射在大气中传播时,可以不考虑散射。
P3225.大气逆辐射:是指大气辐射中指向地面的部分;意义:大气逆辐射可补偿地面因放射辐射而损耗的能量。
P3326.地面有效辐射:地面放射的辐射与地面吸收的大气逆辐射之差。
影响因素:地面温度、空气温度、空气湿度和云况。
(在湿热的天气条件下,有效辐射比干冷时小,有云覆盖时比晴朗天空条件下有效辐射小;空气混浊度大时比空气干结时有效辐射小;在夜间风大时有效辐射小;海拔高度高的地方有效辐射大,当近地层气温随高度显著降低时,有效辐射大;有逆温时有效辐射小,甚至可出现负值。
平滑地表面的有效辐射比粗糙地表面有效辐射小;有植物覆盖时的有效辐射比裸地的有效辐射小。
)时间变化规律:年、日变化均与温度年、日变化相似;云天状况可以改变年、日变化规律。
P3327.地面辐射差额:某段时间内单位面积地表面所吸收的总辐射和其有效辐射之差值。
时间变化规律:夜间为负,白天为正;日出后、日落前一小时为正负转换点;冬季为负,夏季为正;年振幅随纬度增加而增大;相同纬度,陆地年振幅大于海洋。
P33-3428.大气辐射差额:大气的辐射差额可分为整个大气层的辐射差额和某一层大气的辐射差额。
(整个大气层的辐射差额是负值,大气要维持热平衡,还要靠地面以其他的方式来输送一部分热量给大气。
)P34-3529.地-气系统的辐射差额P35 哪些地区地气系统的辐射差额大于零?哪些地区小于零?为什么这些地区没有越来越热或越来越冷?答:北纬35度以南的差额是正值,以北是负值;这些地区之所以越来越热或越来越冷是因为大气及海水的流动将低纬地区盈余的热量输送至高纬地区。
30.海陆的增温和冷却的差异:a.吸收太阳辐射能力不同;b.投射太阳辐射能力不同;c.传递能量方式不同;d.比热不同;e.水分蒸发耗热状况不同。
P3631.空气内既能变化可由空气与外界有热量交换(非绝热变化)而引起;也可由外界压力的变化对空气作功,使空气膨胀或压缩(即空气与外界没有热量交换为绝热变化)而引起。
P3632.气温的非绝热变化的形式:传导、辐射、对流、湍流、蒸发凝结。
P3733.湿绝热过程和干绝热过程的区别:湿绝热过程是升、降的饱和湿空气虽与外界没有热量交换,但内部有发生水相变化;干绝热过程是当升、降气块内部既没有发生水相变化,又没有与外界交换热量的过程。
P3834. 气块绝热上升单位距离时的温度降低值,称绝热垂直减温率。
对于干空气和未饱和的湿空气来说则称为干绝热直减率。
饱和湿空气绝热上升的减温率,称为湿绝热直减率。
P39-4035. 为什么湿绝热线位于干绝热线的右边? 答:湿绝热直减率恒小于干绝热直率;初始温度相同的干湿气块上升到相同高度,湿空气块的温度就会高于干空气。
36. 为什么干绝热线是直线,而湿绝热线为曲线?答:干绝热直减率近于常数,而湿绝热直减率随水汽的增多而减小,越近地面空气中水汽含量越多,湿绝热线就越弯曲。
37. 干(湿)绝热直减率在图中如何体现?答:干(湿)绝热线上任一点处的绝热直减率等于该点切线与横轴交角的余切。
38. 位温:把各层中的气块循着干绝热的程序订正到一个标准高度:1000hPa 处,这时所具有的温度称为位温。
P41 引入位温概念的目的是为了比较不同气压(不同高度)下的气体热状态。
39. 假相当位温:当气块中含有的水汽全部凝结降落时,所释放的潜热,就使原气块的位温提高到了极值,这个数值称为假相当位温。
40. 个别变化:单位时间内个别空气质点温度的变化,也即空气块在运行中随时间的绝热变化和非绝热变化。
41. 局地变化:某一固定点空气温度随时间的变化。
局地变化是个别变化和平流变化变化之各;平流变化即空气水平移动所造成的某地温度变化,可分为温平流和冷平流。
42. 大气层结:大气中温度、湿度随高度的分布状况。
大气稳定度是指气块受任意方向扰动后,返回或远离原平衡位置的趋势和程度。
(大气稳定度存在稳定、中性和不稳定三种状态。
)43. 如何判别大气层结的稳定度? 答:某一气层是否稳定,取决于在其中运动的气块温度与周围空气的温度的对比:如运动气块温度比周围空气温度高,则气层不稳定;比周围空气温度低,则气层稳定;与周围空气温度相等,则气层处于中性平衡状态。
44. 运动气块的温度与周围空气温度的对比可以作为大气稳定度的直接判据吗?为什么? 答:不能。
因为尽管周围空气温度可直接测定,但用来检测大气稳定度的运动气块是虚拟的,无法直接测定其温度。
45. 大气稳定度的直接判据是什么?46. 未饱和大气层的稳定度判据: 47. 什么是自由对流高度?答:度。
48. 什么是位势不稳定(对流不稳定) ?答:49. 造成逆温的条件:。
50. 气压随高度增加而有什么变化规律?为什么?答:1气压随高度增加而呈指数规律降低。
原因有二:一是高度越高,空气柱越薄;二是高度越高,密度越小。
2近地层高度每升100m ,气压平均下降12.7hPa ;高层则小于此数值。
P8351. 单位高度气压差:又称垂直气压梯度,表示每升高一单位高度所降低的气压。
单位气压高度差:表示垂直气柱中每改变单位气压所对应的高度变化值。
二者的联系:气压高度差为高度气压差的倒数。
P8452. 影响气压高度差的因素(a.在同一气压下,气柱的温度愈高,密度愈小,气压随高度递减得愈缓慢,单位气压高度差愈大。
反之,气柱温度愈低,单位气压高度差愈小。
b.在同一气温下,气压值愈大的地方,空气密度愈大,气压随高度递减得愈快,单位高度差愈小。
反之气压愈低的地方单位气压高度差愈大。
)53. 静力学方程:反映大气处于静力平衡状态时气压 随高度变化规律的方程。
P8354. 影响气压变化的热力因子是什么?其怎样影响气压的变化?答:热力因子:温度。
影响:温度升降引起体积膨胀或收缩、密度增大或减小以及伴随气流辐合或辐散所造成的质量增多或减少。
55. 影响气压变化的动力因子是指什么?其可分为哪几种情况?答:动力因子:大气运动引起气柱质量的变化。
可分为三种类型:1.水平气流的辐合与辐散;2.不同密度气团的移动;3.空气垂直运动。
56. 周期性变化:气压随时间有规律的周期性波动。
主要体现在哪些方面?a.日变化:单峰、双峰和三峰型;单峰型主要与气温变化有关,白天温度高气压低,夜间温度低气压高,但气压极值出现的相时落后于气温;双峰型同一日内增降温引起的大气半日振动和日月引起的大气潮有关;三峰与一日波、半日波及局部地形条件综合作用有关。
b.年变化:大陆夏季最低,冬季最高,年较差随纬度增加而增大;海洋夏季最高,冬季最低,年较差小于同纬度陆地。
57. 为什么高山区一年中气压最高值出现在夏季,而最低值出现在冬季?(与平地相反)答:夏季,空气受热上升,高山地区上空气柱质量增加,气压上升;冬季空气受冷下降,气柱质量减小,气压下降。
58.气压的非周期性变化:气压系统移动和演化引起的气压无周波动。
59.气压的空间分布称为气压场;气压形势是气压场呈现出高低不同的状势;各种不同的气压形势统称气压系统。
60.气压场的表示方法:等压线(同一水平面上各气压相等点的连线)和等压面(空间气压相等点组成的面)61.位势高度(重力位势):指单位质量的物体从海平面抬升到Z高度时,克服重力所作的功。
62.气压场的基本型式:低气压、低压槽、高气压、高压脊、鞍形气压场(统称气压系统)。
63.温压场对称系统:温度场和气压场配置重合的气压系统(等压线与等温线基本平行)。
温压场不对称系统:温度场和气压场配置不重合的气压系统(等压线与等温线不平行)。
64.温压场对称的气压系统有哪几种类型?各有什么特点?答:1.暖性高压(暖中心与高压中心基本重合;暖高压强度越向高空越强)2.冷性低压(冷中心与低压中心基本重合;冷低压强度越向高空越强)3.暖性低压(暖中心与低压中心基本重合;暖低压强度越向高空越弱,直到消失甚至变成暖高压)4.冷性高压(冷中心与高压中心基本重合;冷高压强度越向高空越弱,直到消失甚至变成冷低压)65.为什么温压场不对称低压系统中心轴线随高度升高不断向冷区倾斜?而不对称高压系统中心轴线却随高度升高不断向暖区倾斜?答:不对称低压系统冷区一侧气压随高度增加下降较快,较之暖区一侧同高度的气压要低,中心轴线即会不断冷区倾斜;反之,不对称高压系统暖区一侧气压随高度增加下降较慢,较之冷区一侧同高度的气压要高,中心轴线即会不断向暖区倾斜。