气象学与气候学

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。

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。

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。

气象学与气候学概述气象学与气候学是研究大气现象及其规律的科学学科，通过观测、实验和理论研究，揭示大气的运动、能量交换、水循环等基本规律，以及气象现象的形成和演变规律。

本文将就气象学与气候学的基本概念、研究方法以及对人类社会的重要意义进行阐述。

一、气象学的基本概念气象学是研究大气现象的科学，涉及大气现象的观测、试验和理论研究。

它关注的主要对象是大气的组成、结构、运动和变化规律，研究内容包括气温、湿度、水汽、降雨、云、风等各种气象现象。

气象学研究的基础是大气物理学、动力学、热力学等相关学科，通过对这些学科的探索，我们能够更好地了解大气现象的本质。

二、气候学的基本概念气候学是研究气候现象的科学，它关注的是地球表面大气长期平均状态和变化的规律。

气候学主要研究气候系统的各个组成部分之间的相互作用，以及它们对地球长期气候变化的影响。

气候学通过对气候要素的观测和分析，揭示了大尺度气候系统的运动和能量传递过程，以及气候变化的驱动机制。

三、气象学与气候学的研究方法气象学与气候学采用了多种研究方法，在观测、实验和理论模型等方面都有所运用。

1.观测方法气象学与气候学的观测方法主要包括地面观测、航空观测和卫星遥感观测等。

地面观测通过气象站、探空观测、气象雷达等手段，对大气中的温度、湿度、气压、降水等要素进行监测和记录。

航空观测则利用飞机和飞艇等载具进行高空和临近地表的气象观测。

而卫星遥感观测则通过卫星搭载的遥感仪器获取大气和地表的气象信息。

2.实验方法气象学与气候学中常常使用实验方法来探究特定气象现象或模拟气象系统的过程。

实验研究通常包括人工气象室内实验、风洞试验和数值模拟等。

这些实验方法可以精确控制实验条件，加深对气象现象的理解。

3.理论模型方法理论模型是气象学与气候学中重要的研究工具之一，它通过建立数学模型、物理模型和统计模型等，对大气运动和气象现象进行定量描述和预测。

这些模型能够模拟和预测气象系统的运动和演变规律，对气象学和气候学的研究具有重要意义。

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。

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着升高。

(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)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。

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。