气象学(第一章6节)

《气象学》课程笔记第一章绪论一、农业气象学的基本概念1. 定义：农业气象学是研究农业与大气环境相互关系的一门学科，它涉及到气象学、农业科学、生态学和环境科学等多个领域。

农业气象学的核心任务是研究大气环境对农业生产、农产品品质及农业生态环境的影响，以及农业生产活动对大气环境的反馈作用。

2. 研究内容：（1）农业气象条件对作物生长发育、产量和品质的影响：研究温度、降水、光照、风等气象因素对作物生长周期的影响，以及如何通过调控这些因素来优化农业生产。

（2）农业气象灾害的成因、规律及防御措施：分析干旱、洪涝、霜冻、高温热浪等气象灾害的成因，探讨其发生规律，并提出相应的防御和减灾措施。

（3）农业生态环境的气象问题：研究农业活动对气候变化的贡献，以及气候变化对农业生态环境的影响。

（4）农业气候资源分析与农业气候区划：评估不同地区的农业气候资源，进行农业气候区划，为农业生产布局提供依据。

（5）农业小气候及其调控技术：研究农田小气候的形成机制，探讨如何通过农业技术措施改善农田小气候，促进作物生长。

二、农业气象学的研究方法1. 观察法：- 实地观测：通过气象站、农田试验站等设施，对农业气象要素进行长期观测。

- 调查研究：对农业生产过程中的气象问题进行调查研究，收集一手资料。

2. 实验法：- 田间试验：在自然条件下，通过设置不同的处理，研究农业气象因素对作物的影响。

- 人工气候室试验：在人工控制的环境下，模拟不同的气象条件，研究作物生长响应。

3. 数值模拟法：- 气象模型：利用气象模型模拟大气环流，预测天气变化。

- 农业模型：结合作物生长模型和气象模型，预测作物产量和品质。

4. 统计分析法：- 相关分析：分析农业气象数据之间的相关性，找出影响作物生长的关键因素。

- 回归分析：建立农业气象要素与作物产量、品质之间的数学模型。

5. 遥感与GIS技术：- 遥感监测：利用遥感图像监测农业气象灾害、作物长势等。

- GIS分析：通过地理信息系统分析农业气象资源的空间分布及变化规律。

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。

气象:在地球大气中，每时每刻都发生着风、云、雨等等各种各样的现象，统称为气象气象学：研究大气中各种现象的成因和演变规律及如何利用这些规律为人类服务的科学农业气象学：研究农业生产与气象条件相互作用及规律的一门科学太阳辐射强度：单位时间内投射于单位面积上的太阳辐射能量太阳高度角：太阳光线与地表水平面之间的最小夹角太阳方位角：太阳光线在水平面的投影与当地本初子午线的夹角太阳常数：地球大气上界，日地距离1.496*108km上投射到垂直太阳光线平面的太阳辐射强度温室效应：大气中各种微尘和co2成分的存在，阻挡了地面向外的辐射，增强了大气逆辐射，对地面有保温盒增温作用阳伞效应：大气中各种微尘和co2成分的增加，减弱了到达地面大气辐射，对地面有降温作用地面有效辐射：地面辐射与被地面所吸收的大气逆辐射之差光合有效辐射：能被植物吸收的波谱区内量子能使叶绿素分子成激发态并将自身能量消耗在形成的有机化合物上，该波谱称为光合有效辐射逆温：在一定条件下，气温随高度增高而增加，气温直减率为负值的现象辐射逆温：夜间由地面雪面或冰面云层顶部等辐射冷却造成的逆温平流逆温：暖空气平流到冷的地面或水面上，会发生接触冷却，愈近地面的空气降温愈多，而上层空气受冷地面影响小，降温较少，这种现象就是平流逆温大气静力稳定度：在静力平衡的大气中，空气团受到外力因子的拨动后，大气层里有使其返回或远离原来平衡位置的趋势或程度气候：较长时间段内的大气统计状态，天气的综合表现活动积温：高于生物学下线温度的日平均温度有效积温：活动积温与生物学下限温度的差值的总和饱和水汽压：在一定温度下，一定体积空气中水汽含量恰好到达一定温度条件下的最大限度，此时的水汽压称为饱和水汽压相对湿度：空气中的实际水汽压与同温下的饱和水汽压的比值露点湿度：在空气中水汽含量不变和气压一定的条件下，通过降低温度而使空气达到饱和时的温度降水量：从大气中降落到地面未经蒸发渗透和径流而在水平面上积聚的水层厚度等压线：在海拔高度相同的平面上，气压相等的各点的连线季风:指一年盛行风向有明显的季节变化，且风向的性质及它所引起的天气现象都有明显差异的风天气系统：是指在气压风温度湿度等主要气象要素的空间分布上，具有一定结构特征并能产生一定天气的大气运动系统气旋：在同一高度上中心气压比周围低，占有三度空间的大气度涡旋小气候：指在大气背景下因下垫面特性的不同所形成的近低层局部地区特殊的气候厄尔尼诺现象：南美西海岸的厄尔瓜多和秘鲁附近太平洋沿岸的寒流，水温异常升高的现象拉尼娜现象：赤道附近东太平洋水温异常下降的现象气候型：根据气候特征所划分的类型气候带：根据气候要素或气候因子带状性的分布特征而划分的纬向地带大气作用：①氮是地球上生命有机体的基本组成成分，也是合成氮肥的基本原料②氧是维持人类和动植物生命活动极为重要的气体，积极参加大气中的许多化学过程，对有机质的燃烧，腐败，分解起着十分重要的作用。

绪论第一节：气象学与农业气象学气象学：就是研究大气中各种物理过程和现象的形成原因及变化规律的科学天气学：在一定地区和时间内由各项气象要素一定的结合所决定的大气状态称为天气研究天气过程发生发展的规律并运用这些规律预报未来天气的学科就是天气学。

气候学：研究气候形成和变化的规律,综合分析与评价各地气候资源及其与人类关系的学科气象要素：表示大气状况和天气现象的各种物理量统称为气象要素。

主要气象要素有气压，温度，湿度，降水，蒸发，风，云，能见度，日照，辐射以及各种天气现象农业气象学是研究气象条件与农业相互关系的一门学科，光热水汽等气象条件是影响农业生产诸多因素中最重要最活跃的因素气象学基本任务：1.农业气象监测2.农业气象预报与情报3.农业气候分区，区划，规划与展望4.农业气象措施，农业小气候，农业气象灾害及其防御手段的研究5.农业气象指标，规律，机制与模式的研究。

平行观测与联合观测法：除应用一般的科学方法外，对栽培作物而言需在进行生长发育状况和产量构成观测的同时在同地进行主要气象要素，农业小气候要素，农业气象灾害的观测和田间管理工作的记载等，称为。

地理播种法能达到缩短观测年限的目的；地理移植法或小气候栽种法在确定某些作物越冬性的气候指标时常采用这种方法。

第二节大气是由干洁空气，水汽和气溶胶粒子组成干洁空气由氮，氧，氩，和含量不定的二氧化碳组成臭氧在20—25km浓度最大在1.5—2km的高度上空中水汽含量减少为地面的1/2，到5km高度减少为地面的1/10.水汽不仅引起大气湿度的改变，同时引起热量的转移。

气溶胶粒子：悬浮在大气中的这些固态或液态的粒子称为。

空气污染物：因人类的生产和生活活动，是某些物质进入大气使大气的化学物理生物等方面的特性改变从而影响人们的生活工作影响人体健康，影响或危害各种生物的生存直接或间接损害设备建筑物的现象大气的垂直分层：对流层，平流层，中间层，暖层，散逸层。

对流层的主要特点：1、温度随高度升高而降低，2.、有强烈的对流运动，和不规则的乱流运动。

小学科学人教版六年级气象学课件气象学是关于天气现象的科学研究，它帮助我们了解天气的变化、预测未来的天气情况以及如何合理地利用天气资源。

在小学科学人教版六年级的学习中，我们将通过课件的形式来学习气象学的知识，让我们一起来看一下吧。

第一部分：天气现象的观察与记录天气现象是气象学研究的核心内容之一，我们可以通过观察和记录来了解不同天气现象的特点。

在这部分的课件中，我们将学习如何观察和记录天气现象。

1. 天气现象的分类天气现象可以分为晴天、多云、阴天、雨天、雪天等。

每种天气现象都有其独特的特点，我们需要通过观察来进行鉴别。

2. 天气现象的观察方法观察天气现象的方法有很多种，我们可以通过仔细观察天空的颜色和云朵的形状来推测天气情况。

同时，我们还可以测量气温、风速和降水情况等，这些观察数据可以帮助我们更准确地判断天气。

3. 天气记录表的制作制作天气记录表可以帮助我们记录每天的天气情况，从而能够更好地了解天气的变化趋势。

在课件中，我们将学习如何制作天气记录表，并且学会如何填写记录表。

第二部分：气象仪器的使用与操作气象学研究离不开气象仪器的使用，这些仪器可以帮助我们更加准确地观测和测量天气现象。

在这部分的课件中，我们将学习不同的气象仪器及其使用方法。

1. 温度计温度计是测量气温的仪器，它可以帮助我们了解当前的气温情况。

在课件中，我们将学习如何正确使用温度计，并掌握一些常见的温度计刻度单位。

2. 风向仪和风速仪风向仪和风速仪是用来测量风向和风速的仪器，它们可以帮助我们了解风的情况。

在课件中，我们将学习如何使用风向仪和风速仪，并了解不同风向和风速的含义。

3. 雨量计和雪量计雨量计和雪量计是用来测量降水情况的仪器，它们可以帮助我们了解降水的量和形式。

在课件中，我们将学习如何使用雨量计和雪量计，并学会如何正确读取测量结果。

第三部分：天气预报与应用天气预报是气象学应用的重要环节，它可以帮助我们提前做好天气变化的应对措施。

第一节大气概况大气成分：在大气成分中，氮气和氧气成分对大气温度的变化影响不大，而含量稀少的二氧化碳、臭氧和水汽是影响大气温度分布及其天气变化的主要成分。

大气中的二氧化碳是温室气体，它对太阳短波辐射吸收甚少，强烈吸收和放射长波辐射，对地面和大气的温度分布有重要影响，类似温室效应，直接影响气候变迁。

在大气中二氧化碳平均含量约为0.03%，若达到0.2%以上，会对人体有害。

二氧化碳的含量城市多于农村，夏季多于冬季，室内多于室外。

大气中臭氧的分布是随高度、纬度等的不同而变化的，在近地面层臭氧含量很少，从10 km高度开始逐渐增加，在20～30 km高度处达最大值，通常把臭氧集中的20～40 km气层称为臭氧层。

臭氧能强烈吸收太阳紫外线，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。

通常把含水汽的空气叫做湿空气，在同一气压和温度下，湿空气密度只有干空气的62.2%。

空气中的水汽含量有明显的时空变化，一般夏季多于冬季，白天多于夜间。

低纬度洋面和森林地区多于高纬度寒冷干燥的陆面。

在垂直方向上，空气中的水汽含量随高度的增加而迅速减少。

水汽是常温下发生相变（固、气、液三态）的唯一大气成分，它也是造成云、雨、雪、雾等现象的主要物质源泉。

水汽能强烈地吸收和放出长波辐射，并在相变过程中吸收和放出潜能，对大气运动的能量转换、地面和大气温度的变化都有重要的影响。

大气中悬浮着多种固体微粒和液体微粒，统称大气气溶胶粒子或杂质。

这些杂质，在水汽相变过程中，成为水汽凝结的核心，对云、雾的形成起重要作用。

同时固体微粒能散射、漫射和吸收一部分太阳辐射，也能减少地面长波辐射的外逸，对地面和空气温度有一定影响，并会使大气的能见度变坏。

液体微粒是指悬浮于大气中的水滴和冰晶等水汽凝结物。

大气污染是由于人类活动使局部甚至全球大气成分发生变化而危害人类和动植物的生存环境的事件。

二氧化碳的逐年增多将导致地球变暖并引起全球天气和气候的异常变化。

《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。

第一章大气一、名词解释：大气科学：大气科学是研究地球大气状态的演变和发生在大气的动力、物理、化学的各种现象的形成原因及其随时间和空间的演变规律，以及研究如何采用这些规律为人类服务和人类活动对大气影响等方面的一门科学。

天气：某一地区，在某一瞬时或短时间内各种气象要素的综合表现。

是大气中的大气状态和天气现象的综合。

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。

干洁大气：不含水汽、液体和固体杂质的大气。

气象要素：表示大气中物理现象和物理变化过程的物理量，统称为气象要素。

酸雨：酸雨是指PH<5.6时的降水气温直减率：描述大气温度在垂直方向的变化（的物理量）或（实际气层中高度每变化单位高度时气温的降低值）二、填空题1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是：氮气、氧气、氩和二氧化碳。

2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外辐射。

3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收长波辐射辐射。

4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上低，夏天比冬天低低。

5. 水汽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. 在对流层中，温度一般随高度升高而降低。

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、热层、中间层、平流层和散逸层。

（×）（对流层、平流层、中间层、热层、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。

气象学入门大自然的奥秘无穷无尽，人们对大自然知之甚少。

如果有什么不懂的问题都可以找专家来解决，那该多好啊！我小时候就常想：长大后能成为一个科学家，这样就能帮助更多的人了。

在农村有这样一种说法：“二八月乱穿衣。

”意思是说在农历二八月份，气温变化很大，早上穿棉袄热，中午穿衬衫冷，晚上穿夹克还冷，这种怪现象主要与昼夜温差和空气湿度有关。

科学研究证明，夜间大气的低层主要靠地面辐射的热量维持其相对稳定状态，当太阳落山以后，地面的热量逐渐减少，近地面的大气变冷，处于高压区的空气会向四周扩散，使低层冷空气侵入，形成强烈降温。

再加上白天大气中增暖，也会使地面附近的空气减少，导致昼夜温差较大。

白天空气温度高、湿度大，晚上反之，加上晚上天空无云，地面辐射热量逐渐减少，于是温度降低，冷空气进入使得大气压力减弱，产生逆温现象，因而气温变化较大。

同理，在盛夏的三伏天里，白天晴朗无云，太阳照射很强，下午2时前后出现热的逆温现象，由于地面辐射增温，温度升高，加上风速不大，所以人们感觉天气闷热，直到傍晚才慢慢凉快起来，所以这些天中午最热。

现在我们学习了气象学，对昼夜温差和空气湿度等方面有了新的认识。

昼夜温差是气象上规定的气温日较差，它是衡量一天内气温的高低和气温日变化的指标。

一般以白天最高气温与夜间最低气温之差，即气温日较差表示。

它是表示气温日变化的一个重要特征。

我国绝大部分地区的平均值为3~5 ℃，东北北部地区平均值为10~12 ℃，西北和青藏高原地区可达15~20 ℃。

日较差的大小受地理纬度和季节的影响，随着纬度的增高，日较差逐渐增大。

我国各地气温日较差的大小顺序是：大兴安岭---呼伦贝尔-北京-天津-济南-青岛-杭州。

各月昼夜温差以8月份最大，全国平均达6~7 ℃，华南、华中、华东、华北为5~6 ℃。

我国海洋性和大陆性气候区域的温差不仅有大小，而且还存在着日变化的差异。

我国沿海地区夏季白天高温多雨，夜晚低温少雨；冬季则正好相反。