大气科学概论-第一讲(概述)
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大气科学概论
大气科学概论是一门研究大气系统的学科,是大气、海洋、地球
物理学和天文学研究的基础学科之一。
它旨在研究大气的物理、化学
组成、结构及其动力学运动,以及它与地球和人类生活之间的相互关系。
大气科学被分为三个小的子领域:气候学、大气物理学和大气化学。
气候学研究大气形势,尤其是大气中气象要素的尺度在时间和空
间上的分布,以及大气的内部运动的影响。
大气物理学研究大气的动
态行为,涉及大气压力,流体动力学,对流等问题,从而了解大气层
在空间上的分布及其变化。
大气化学研究空气中污染物的排放、扩散、沉降,以及不同物质之间的物理和化学反应,研究它们会造成多种污
染性如大气污染和臭氧损坏等等。
有了大气科学的研究成果,能够为气象学和环境保护提供重要的
方法,以识别和预测大气状况变化对人类生活的影响,从而提供减灾
和减少全球气候变化的相应应对措施。
大气科学也为其他领域提供重
要的应用,如航空,航天,资源开发和卫星应用,这些都与大气系统
有关。
随着环境污染,大气污染和全球气候变化,大气科学存在得越
来越重要。
名词解释干洁大气:通常把除水汽以外的纯净大气称为干洁大气,简称干空气。
露点温度:湿空气气压降温达到饱和时的温度称为露点温度。
相对湿度:在一定温度和气压下,水汽和饱和水汽的摩尔分数比称为相对湿度。
降水量:指从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)的降水未经蒸发渗透流失而积聚在水平面上的水层深度。
虚温:在气压相等条件下,具有和湿空气相等的密度时干空气具有的湿度。
气团变性:气团只是在某时间与一定的地理区域相关,当气团移动到新的下垫面时,它的性质就会逐渐发生变化,而失去原有的特性。
填空1、相对湿度说明了同一气温条件下,水汽含量距离大气饱和程度,相对湿度越小,表示空气越不饱和,相对湿度越大,表示空气越饱和。
2、干洁大气是指不包含水汽和气溶胶的整个混合大气。
3、大气的铅直结构有地面向天空共分为对流层,平流层,中间层,热层,逸散层五层。
4、表征水汽的气象要素有很多,如比湿、水汽压、水汽密度等。
(相对湿度、露点)5、水的三相是指气态、液态_各固态。
6、一般温度越高、饱和水汽压则越大,在相同温度下,溶液面比纯水面的饱和水汽压越小。
7、降水可以有雨、雹、雪和霰四种形态。
8、相对湿度是空气中的实际水汽压与同温度下饱和水汽的比值。
9、大气中最主要的成分是氮气、氧气和氩三种气体。
10、相对湿度是指_空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽的比值。
11、平流层环流的特点是:中纬度地区夏季盛行东风,冬季盛行西风。
12、露点温度是指湿空气定压降温达到饱和时的温度。
13、在相同状态下,平液面饱和水汽压大于平冰面饱和水汽压。
14、对流层臭氧的一个主要来源是从平流层以扩散、湍流的方式输送来的,对流层顶的裂缝是平流层臭氧向对流层输送的主要通道。
15、温度越高,饱和水汽压越大。
16、按中性成分的热力结构,可以把大气分成若干层,其中对流层的特点是温度随高度升高而降低、有强烈的垂直混合、气象要素分布不均匀。
17、臭氧主要分布在10-50km高度的平流层大气中,极大值在20-30km之间,它对有强烈的吸收作用。
1.气候的定义:气候是指在影响天气的各因子(太阳辐射、下垫面性质、大气环流和人类活动等)长期相互作用下所产生的天气综合,不仅包括某些多年经常发生的天气状况,还包括某些年份偶然出现的极端状况。
2.简述气候变化和气候突变的区别前者:气候从一种稳定状态跳跃到或转变为另一种稳定状态的现象.后者:气候变化是指气候平均状态随时间的变化,即气候平均状态和离差(距平)两者中的一个或两个一起出现了统计意义上的显著变化。
离差值越大,表明气候变化的幅度越大,气候状态越不稳定。
突变是气候突然的变化很快,很明显;而气候变化是一个季度的气候变化,比较慢不明显3.气候变化的原因(书p353)外部因子:地球轨道参数,太阳活动,火山活动,大陆板块漂移,造山运动,人类活动内部因子:⑴太阳辐射的变化。
⑵地球轨道因素的变化。
⑶火山活动。
⑷宇宙——地球物理因子。
⑸下垫面地理条件的变化。
⑹大气环流的变化。
⑺大气化学组成的变化。
4.简述云的微观形成(书p47):云是潮湿空气在上升过程中膨胀冷却,使空气中的水汽达到饱和及过饱和时,在凝结核上凝结成云滴,或(和)由冰核作用经冻结和凝华生成冰晶而形成的。
当云中的云滴增长到足够大时,就会从空中降落而产生降水。
5.按照云的外形特征,结构特点和云底高度将云分为哪几族哪几属?(书p48)三族:高云族(高云形成于6000m以上的高空,对流层较冷的部分在此高度上的水都会凝华或冻结为冰晶,所以这族云都是由冰晶组成。
高云高云一般成纤维状,薄薄的并多数为透明。
)中云族(中云于2500~6000m的高空形成,它们多由过冷小水滴组成)低云族(云底高度通常在2500m以下)十属:卷云,卷积云,卷层云(高云族)高层云,高积云(中云族)层积云,层云,雨层云,积云,积雨云(低云族)6.绘出雨,雪,冻雨,冰粒四种降水产生的大气温度随着高度分布的草图7.如何区分雾和霾这两类视程障碍?书p558.什么叫视程障碍现象及其种类?定义:云,雾,降水,风沙等液体或者固体杂质造成能见度降低的天气现象;种类:雾,轻雾,吹雪,雪暴,烟幕,霾,沙尘暴,扬沙,浮尘9.描述大气垂直结构的主要特征书p2810.请简述大气成分CO2,O3对地球辐射平衡和全球气候变化产生的影响书p2311.表征大气的基本要素有哪些?并解释p35温度,气压湿度风12.微波辐射计的定义,种类以及我们学校有哪两种微波辐射计,种类以及我们学校有哪两种微波辐射计(p221\\为了测量物质的微波辐射的高敏度接收机)总结为以下五种基本类型:全功率型微波辐射计,Dicke型微波辐射计[1],负反馈零平衡Dicke型微波辐射计[2],双参考温度自动增益补偿型微波辐射计[3],数字增益自动补偿型微波辐射计[4]。
绪论1.*大气科学是研究地球大气中各种现象的演变规律,以及如何利用这些规律为人类服务的一门学科。
2.*大气科学的研究对象主要是覆盖着整个地球的大气圈,特别是地球表面的低层大气和地球的水圈、岩石圈、生物圈、是人类赖以生存的主要环境。
3.*大气科学的内容可概括成四个方面:①地球大气的一般特征(如大气的组成、范围、结构等);②大气现象发生、发展的能量来源、性质及其转化;③解释大气现象,研究其发生、发展的规律;④如何利用这些现象预测、控制和改造自然(如人工影响天气、大气环境预测和控制)。
4.大气科学研究的特点:①研究大气科学不能仅限于大气圈;②大自然是大气科学研究的实验基地;③国际合作是推动大气科学发展的必要途径。
学科分支:主要为气象学和气候学。
5.大气化学是研究大气组成和大气化学过程的学科。
研究内容主要包括大气的化学组成及演变、大气微量气体及其循环、大气气溶胶、大气放射性物质和降水化学等。
第一章大气概述一、问答题:1.说明“天气”和“气候”的定义和区别,答:天气描述的是一个特定时间与一个特定地点的大气状态和大气现象。
气候是指在影响天气的各因子(太阳辐射、下垫面性质、大气环流和人类活动等)长期相互作用下所产生的天气综合,不仅包括某些多年经常发生的天气状况,还包括某些年份偶然出现的极端状况。
也就是说,气候是在一定时段内由大量天气过程综合平均得出的,它与天气之间存在着统计联系。
2.大气中二氧化碳成分增加的原因及其可能的后果是什么?答:大气中二氧化碳成分增加的原因归因于化石燃料(如煤炭、石油、天然气等)燃烧量的不断加大。
后果是低层大气的温度会由此而升高,从而引起全球气候的变化。
3.为什么水汽和尘埃是大气的重要成分?答:水汽是云和降水的源泉。
水汽是唯一能在常态中以三种相态存在的物质(固态、液态、气态)随着大气的垂直运动,空气中的水汽会发生凝结或凝华,形成雨滴或冰晶,进而产生云和降水。
尘埃可以作为大气中水汽凝结或冻结的核心,是形成云、雾和降水的重要条件;它们能吸收和散射太阳、大气和地面的辐射,改变地球的辐射平衡;使大气能见度和空气质量变坏。
大气科学概论课程主要内容1. 绪论2. 大气的基本知识3. 能量与温度4. 水汽、云和降水5. 气压和风6. 锋面和气旋7. 雷暴、龙卷和台风8. 大气环流和大洋环流9. 天气预报和常规气象观测10. 气候变化主要参考书1.李万彪,《大气概论》,北京大学出版社,20092.华莱士(Wallace J. M),霍布斯(Hobbs P.V),何金海等译,《大气科学》(第二版),科学出版社,20083.黄荣辉,《大气科学概论》,气象出版社,20054.何金海,《大气科学概论》,气象出版社,20125.Meteorology Today : An Introduction to Weather, Climate, and the Environment, C. Donald Ahrens, Brooks/Cole, 6th or 7th edition现象建筑与气象原因肤色与气象原因现象原因生活与气象现象1 绪论1.1大气科学的概念1.2大气科学的重要性1.3研究对象及基本内容1.4大气科学分支1.5大气科学相关概念1.6发展概况1.1 大气科学的概念什么是大气科学?美丽的彩虹1.1 大气科学的概念火焰彩虹1.1 大气科学的概念海市蜃楼日晕多日同辉1.1 大气科学的概念夜光云极光1.1 大气科学的概念位于意大利西西里岛东岸的埃特纳活火山创造出了这一令人惊叹的瞬间阿联酋迪拜被云海包围1.1 大气科学的概念1.1 大气科学的概念土星上的气旋宛如一朵红色的玫瑰美国华盛顿州雷尼尔山附近的荚状云霜1.1 大气科学的概念1.1 大气科学的概念冰圈雨凇雾凇1.1 大气科学的概念1.1 大气科学的概念1.1 大气科学的概念龙卷风1.1 大气科学的概念台风冰雹英国英格兰西北部的一座水坝形成冰瀑1.1 大气科学的概念1.1 大气科学的概念雾霾沙尘暴1.1 大气科学的概念大气科学(Atmospheric Sciences) —研究地球大气结构、组成、物理现象、化学反应、运动规律及其他问题的科学。