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NJU大气科学概论复习版大气科学是一门研究大气现象和过程的学科，它涉及了大气结构、大气化学、大气物理学、气象学等多个方面的知识。
下面是NJU大气科学概论的复习版，总结了大气科学的基本概念和主要内容。
1.大气的结构和组成大气由大气圈中的不同层次组成，包括对流层、平流层、中间层、热层和外层等。
大气由气体组成，主要包括氮气、氧气、水蒸汽、二氧化碳等。
其中，气压和温度是大气结构的两个重要参数。
2.大气的辐射和能量平衡大气中的辐射主要分为短波辐射和长波辐射两种。
短波辐射是来自太阳的辐射，而长波辐射是来自地球表面的辐射。
大气辐射是大气能量平衡的重要组成部分，它通过吸收、散射、反射等过程来影响大气温度和循环。
3.大气水汽和降水大气中的水蒸汽是水循环的重要组成部分，它通过蒸发、凝结和降水等过程来影响大气水汽的含量和分布。
降水是大气中水蒸汽凝结形成的，在大气循环中发挥着重要作用。
4.大气的垂直运动和大气环流大气中存在着垂直运动，包括上升运动和下沉运动。
大气环流是大气运动的总体格局，包括赤道低压带、副热带高压带、中纬度低压带和极地高压带等。
大气环流的形成与地球自转、地球表面的不均匀加热等因素密切相关。
5.大气的天气现象和天气预报天气是大气短时间内的状态变化，包括气温、湿度、气压和降水等因素。
天气现象包括晴、阴、雨、雪、雷暴等。
天气预报是根据大气的变化规律和天气影响因素预测未来的天气状况，以帮助人们做出适应性的决策。
6.大气污染和大气环境大气污染是由于人类活动排放的废气和颗粒物质导致的大气质量下降的现象。
大气污染对人类健康和环境造成了严重的影响，包括酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等。
大气环境保护是保护大气质量和改善大气环境的重要任务。
以上是NJU大气科学概论的复习版，总结了大气科学的基本概念和主要内容。
通过对这些知识的学习和理解，我们可以更好地了解大气的结构、组成、能量平衡、水汽循环、垂直运动和环流等方面的内容，从而更好地理解和应用大气科学的知识。
大气科学知识点总结大气科学涉及到地球大气层和与之相关的现象、规律、理论和实践。
它是研究大气现象和大气运动规律的一门综合性学科，包括大气物理、大气化学、大气动力学、气象学、气候学等方面。
大气科学的研究对象是地球大气层，即大气圈。
地球大气层主要由气体组成，同时还包括了水汽、悬浮颗粒物、气溶胶等微粒。
大气科学通过对大气现象和规律的研究，可以促进人们对气候、天气以及空气质量等方面的认识和理解，从而更好地保护和利用大气资源，促进人类的可持续发展。
大气科学包括多个分支，其中气象学和气候学是两个重要的分支。
气象学主要研究大气运动和大气现象，包括气压、温度、湿度、风向、风速、降水等气象要素的变化规律、预测和管理。
气象学的研究对象是气象系统，包括各种天气现象和气象现象的发生、演变和消失规律。
气象学对气象灾害的预警和预报，对农业、交通、航空、海洋、环境保护等行业的服务，以及对大气环境的管理和保护都具有重要意义。
而气候学主要研究地球气候的变化和气候规律，包括气候系统与各种气候类型的形成、演变和发展规律。
气候学的研究对象是气候系统，包括地球气候的成因、影响因素、变化趋势和气候预测等方面。
气候学对气候变化和全球变暖的影响，对地球生态系统和人类社会的影响，以及对气候变化的适应和应对策略都具有重要意义。
大气科学的核心是研究大气运动和大气现象的规律。
大气运动主要包括大气对流、大气环流、大气层结、大气波动等。
大气现象主要包括各种气象现象和气候现象，如温度变化、降水变化、雾霾、台风、龙卷风、暴雨等。
大气运动和大气现象的研究，可以深化对大气系统的认识和理解，为气象、气候和环境保护等领域提供科学依据和决策支持。
同时，大气科学还涉及到大气物理、大气化学、大气动力学等方面的研究。
大气物理主要研究大气的物理性质和大气现象的物理规律，包括大气的密度、压强、温度、湿度等物理参数的变化规律和作用机制。
大气化学主要研究大气的化学成分和大气现象的化学规律，包括大气气体、气溶胶、水汽、云雾、雾霾等物质的组成和相互作用机制。
上海市考研地球物理学复习资料大气科学基本原理梳理地球物理学是研究地球内部结构、物理性质和地球表层环境的学科。
而大气科学是地球物理学的一个重要分支，它研究的是地球的大气层及其变化规律。
在上海市考研地球物理学的复习过程中，了解大气科学的基本原理是至关重要的。
本文将对大气科学的基本原理进行梳理，帮助考生更好地复习。
一、大气层概述大气层是指地球围绕在地球表面外部的一层气体环境，由多种气体组成。
大气层可以分为对流层、平流层、中间层和热层，其中对流层和平流层是考研中需要重点掌握的。
1. 对流层对流层是大气层的最底层，也是最容易受到地面影响的一层。
它的特征是温度随高度下降，这种变化规律通常被称为大气递减率。
对流层的厚度大约为10到15千米，在这个层次中存在着大部分的气象现象，如云、降水、风等。
2. 平流层平流层位于对流层之上，其特点是高度上温度基本保持不变，即温度层。
平流层的厚度大约为15到50千米，平流层以上的大气变化较小，通常称为大气稳定层。
二、大气的物理性质大气作为地球的外部环境，具有一些特殊的物理性质。
了解这些物理性质对于研究大气科学具有重要意义。
1. 大气压力大气的压力是指大气分子对单位面积的压力。
通常使用毫巴（mb）或帕斯卡（Pa）来表示，地面上的平均大气压力约为1013.25毫巴。
2. 大气密度大气密度是指单位体积内包含的空气分子数。
通常使用千克/立方米（kg/m³）来表示，密度随高度的增加而递减。
3. 大气温度大气温度是指大气中分子的平均动能。
温度的度量单位通常使用摄氏度（℃）或开尔文（K）。
三、大气循环大气循环是指大气中能量和物质的不断交换和运动。
了解大气循环对于理解气候和天气变化具有重要意义。
1. 热力循环热力循环是由太阳的热量输入地球，使得大气中的热量在地球上不断重新分布的过程。
热力循环通过对流、辐射和蒸发等形式来实现。
2. 水循环水循环是指地球上水分在大气、地表和地下之间不断循环的过程。
大气科学知识点总结大气科学是一门研究大气的各种现象、变化规律以及与人类活动和环境相互关系的科学。
它涵盖了广泛的领域，从天气预测到气候变化研究，对我们的生活和社会发展都具有重要意义。
一、大气的组成大气主要由氮气（约占 78%）、氧气（约占 21%）以及少量的氩气、二氧化碳、水汽和其他微量气体组成。
氮气和氧气是维持生命活动的重要气体，而二氧化碳虽然含量较少，但对地球的气候有着重要的影响。
水汽是大气中变化最大的成分之一，其含量会随着地理位置、季节和天气条件的不同而发生显著变化。
水汽在大气的能量传递和天气过程中起着关键作用，例如形成云、降水等。
二、大气的垂直结构大气可以根据温度的垂直分布特征分为不同的层次。
对流层是大气最接近地面的一层，平均厚度约为 10 12 千米。
在对流层中，温度随高度的升高而降低，这是因为地面是大气的主要热源，热量主要通过对流的方式传递。
对流层集中了大气质量的约 75%和几乎全部的水汽，天气现象也主要发生在这一层。
平流层位于对流层之上，从对流层顶到约 50 千米的高度。
在平流层中，温度随高度的升高而升高，这是因为这里存在着臭氧层，能够吸收太阳紫外线辐射，使得大气温度升高。
平流层气流相对稳定，适合飞机飞行。
中间层从平流层顶到约 85 千米的高度，温度再次随高度的升高而降低。
热层位于中间层之上，温度随高度的增加而迅速升高。
外层是大气圈的最外层，其与星际空间逐渐过渡。
三、大气的热力过程大气的热力过程包括辐射、传导和对流。
辐射是大气获得和失去能量的重要方式。
太阳辐射是地球大气的主要能源，其中可见光部分是地球上生物能够感知和利用的主要能量来源。
大气中的气体和颗粒物会对太阳辐射进行吸收、散射和反射，从而影响到达地面的辐射量。
同时，地面和大气也会向外辐射能量，主要以红外线的形式。
传导是通过分子的热运动来传递热量，但在大气中这种方式的作用相对较小。
对流则是由于空气受热不均导致密度差异，从而引起空气的垂直运动，这是对流层中热量传递的重要方式。
大气科学概论重点复习1. 18页，第二段，常用混合比的表示方法。
第四段，平均滞留时间的定义。
19页，平均滞留时间的分类。
（三类）24,25页，大气的垂直结构（常用的分层法3种；）图2-1-3大气分层图重点分析5. 41页，云的分类；云族的分类；云族的特点；每一种云族都 有哪些云；6. 44页，降水的分类；7. 46页，雾和霾的区别8. 56页，大气热量传输（大气中，热量 传导，对流和辐射三 种方式传递）9. 56页，什么是潜热？为什么说潜热是大气能量的重要来源？10. 62页。
大气温室效应:由于大气对来自太阳的短波辐射及来 自地面的长波辐射具有选择吸收性，致使地表温度升高的现 2. 3. 30页，表征大气的基本要素（4个） 34页，几种表采腆勢腭产法：混合比："干空气质量（他）+水汽质量（叫）水汽质量（y ）Q = -------------------------------湿空气体积 （V 1 绝对湿度： 血工r 屮©、「丿相对湿度:4. 比湿:霜（露）点温度：° _卩 0.62198 + / _水汽质量（叫）' 干空气质量（m a ）:水汽压（饱和水汽压） e sw 丿p,T•100%象，称为温室效应。
11.66页，解释天空为什么是蓝的；云为什么是白的；早晨和傍晚天为什么是红的；12.129页。
视程障碍现象的定义，其包括.......B. 140页，有关多普勒雷达，以及雷达为什么架在高塔上？多普勒雷达，就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等工作的雷达。
所谓多普勒效应就是，当声音，光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V 相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。
因为这i现象是奥地利科学家多普勒最早发现的，所以称之为多普勒效应。
由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移，它与相对速度V成正比，与振动的频率成反比14.166页，气象卫星的种类；15.201页，什么是气旋于反气旋；以及它们的特征和表示；16.209页，什么是台风；形成台风的条件和危害；17.217页，气团的概念；气团形成的条件；气团变性；18.220页，峰的概念及其分类；19.如何进行大气探测？大气探测的要求是什么？大气探测是一门研究探测地球人气屮各种现象的方法和手段的学科。
大气科学的知识点总结一、大气的物理特性1. 大气的成分大气由各种气体组成，其中主要成分包括氮气、氧气、氩气和水汽等。
氧气占大气的比例最高，约为21%，氮气的比例约为78%，其他气体的比例较低。
此外，大气中还含有少量的二氧化碳、氦气、氙气、氩气、甲烷、氧氟和二氧化氮等。
2. 大气的结构大气可以分为四个主要层次：对流层、平流层、中间层和大气外层。
对流层是最接近地球表面的一层，它的厚度约为8-16公里，这一层是气候变化的主要发生地；平流层在对流层之上，在此层中温度逐渐上升，厚度约为48公里；中间层位于平流层之上，厚度为54公里。
大气外层是最外面的一层，也是温度最高的一层，温度可达到数千摄氏度。
3. 大气中的光学现象大气中的光学现象包括折射、散射和吸收。
折射是光线在穿过大气层时的偏折现象，这一现象导致了日出和日落时的色彩；散射是当太阳光穿过大气时，光的波长被散射从而产生了天空呈现出的蓝色；吸收是指大气层中的气体和颗粒对光线的吸收作用。
二、大气的运动和循环1. 大气的水平运动大气的水平运动主要包括风和飓风等。
风是由地球自转产生的气压差和温度差引起的，风的方向和强度受地球自转、地形和气压分布等影响。
飓风是一种热带气旋，它的形成需要大量的热量，是由海洋表面的热能驱动的。
飓风的眼部压力低，飓风的风速非常高，飓风的路径是不规则的，通常会引发严重的灾害。
2. 大气的垂直运动大气的垂直运动主要包括对流、上升运动和下沉运动等。
对流是地球表面升温后，热空气升起，冷空气下降的过程。
上升运动是指大气中空气因受到外力作用而向上移动；下沉运动是指大气中空气因受到外力作用而向下移动。
3. 大气的热量传输大气中的热量传输主要包括辐射、对流和蒸发等。
辐射是大气中热量传输的主要方式，地球表面的热量通过辐射的方式传输到大气层。
对流是指地球表面受到热量影响后，空气发生垂直运动，热量从地面传到大气中。
蒸发是指地球表面的水蒸发成为水汽，然后水汽通过大气层的对流运动传输到其他地方。
3.大气科学的定义：大气科学是研究地球大气中各种现象（包括物理和化学现象以及人类活动对它的影响）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。
7.大气科学的基本内容可概括为四个方面：研究地球大气的一般特性,如大气的组成、范围、结构等; 研究大气现象的能量,大气现象发生和发展的能量来源、性质及其转化; 研究大气现象的本质,解释大气现象，研究其发生、发展和变化的规律; 探讨如何利用这些现象预测、控制、改造自然,准确预测天气和气候变化，人工影响天气，大气环境预测和控制.9.大气成分的组成：大气是由多种气体组成的混合气体，包括N2、O2、Ar、CO2、CH4、O3、H2…水汽、大气气溶胶11.干洁大气的定义：通常把除水汽、大气气溶胶以外的其余大气称为干洁大气，简称干空气。
13.CO2：（1）来源：人工源：地面燃烧、工业活动，生物体的呼吸和生物尸体腐化都排出CO2。
呼吸作用：[CH2O]n+nO2=nCO2+nH2O(包括动植物的呼吸，但白天植物的光合作用可使CO2还原）自然源：CO2分压大于大气CO2分压的海水。
（如热带和低纬地区的海洋是大气的源，放出CO2）（2）CO2的含量变化：大气中主要原因是由燃烧煤、石油、天然气，化学燃料等燃料引起，次要原因是火山爆发及碳酸盐矿物、浅地层里释放CO2 ，原子武器试验把放射性碳带进大气等。
（3）3、作用：CO2吸收太阳辐射很少，却能强烈地吸收地面长波辐射，使地面和空气不致于因放射辐射而失热过多。
因此它们都有使空气和地面增温的效应。
（温室效应）这样一来，当浓度不断增加会改变大气的热量平衡，导致大气底层和地面的平均温度上升，而全球气候的变化将直接影响人类的生存环境。
CO2增多引起的温室效应，使两极冰川融化，致使海平面升高，危及沿海城市，使海岸地区土地盐碱化，增加开发难度，温度升高还使一些山顶的积雪融化，使以积雪融化为水资源的河流水量减少，甚至发生断流现象，影响这些地区的生产活动6.臭氧虽然臭氧在大气中所占的比例极小，但因它对太阳紫外辐射（0.2—0.29μm)有强烈的吸收作用，所以臭氧是大气中最重要的微量成份之一。
臭氧的作用：1臭氧层阻挡强紫外辐射到达地面,是地面上生命的保护伞。
3臭氧层吸收的太阳紫外辐射能量使平流层大气增温，对平流层的温度场和大气环流起着决定性的作用臭氧的空间分布：◇在近地面层臭氧含量很少◇从10km高度开始逐渐增加◇在12-15km以上含量增加得特别显著，在20-30km高度处达最大值◇再往上则逐渐减少，到55km高度上就极少了。
造成这一现象的原因：由于在大气的上层中，太阳短波的强度很大，使得氧分子解离增多，因此氧原子和氧分子相遇的机会很少，即使臭氧在此处形成，由于它吸收一定波长的紫外线，又引起自身的分解，因此在大气上层臭氧的含量不多。
在20—30km高度这一层中，既有足够的氧分子，又有足够的氧原子，这就造成了臭氧形成的最适宜条件，故这一层又称臭氧层。
◇北半球，大部分地区臭氧层的厚度春季变大，秋季变小。
高纬的季节更明显，最大臭氧带靠近极地。
◇南半球，各纬度的季节变化比较小。
最大臭氧带在春季的中高纬地区。
7.干空气状态方程m R T=T*R=T*nR=PVMm令比气体常数为M *R =R 即RT =P V m 写成ρRT =P（式中P,V ,T,m,n,R*, M,R,ρ分别为混合气体的压强、体积、温度、质量、摩尔数、普适气体常数、平均摩尔质量、比气体常数,空气密度。
）90km 以下干空气的平均摩尔质量Md=28.97g/mol 干空气的比气体常数是K 287J/kg =R d ⨯ 令干空气的密度为ρd,则干空气的状态方程可以写成以下形式：T R ρ=P d d 水汽和干空气组成的混合理想气体称湿空气 ， 表示湿空气中水汽含量的物理量称为空气湿度湿空气的状态方程：)378.01(R T ρR =P d v d p e T +=ρ 虚温Tv ： Tv ＝ T(1+0.608q) ＝T (1+0.608*0.622e/p)=T (1+0.378e/p)8.水汽压e水汽压e 是大气中所含水汽的分压强。
单位：hpa饱和水汽压es ：达到相态平衡时空气中的饱和水汽产生的水汽压 饱和水汽压es 随温度增加 相对湿度f (Uw) 在一定的温度和压强下，水汽压和饱和水汽压之比成为相对湿度。
%100⨯=E e f对于一定质量的空气，若令其定压冷却，q,r,e 都将保持不变，而esi(T)却因温度的降低而减少。
当esi(T)=e 时，空气达到饱和。
如果是对于冰面饱和，则湿空气定压降温达到饱和时的温度称为霜点Tf 。
露点Td对于一定质量的空气，若令其定压冷却，q,r,e 都将保持不变，而es(T)却因温度的降低而减少。
当es(T)=e 时，空气达到饱和。
湿空气定压降温达到饱和时的温度称为露点Td 。
露点虽然是温度，但露点差T – Td 却反映了湿度的大小： T – Td 越大，空气越干燥； T – Td 越小，空气越潮湿， T – Td ＝０时，空气达到饱和。
经验公式在精度要求不高的情况时，可采用经验公式来计算es ：tb at s s e e +⨯=100 式中t 是摄氏温度，a 和b 是常数：对水面：a=7.5,b=237.3，对冰面：a=9.5,b=265.5由上经验公式可知，同温度下，es 水面>esi 冰面,且在t=-12℃ 时， es －esi 最大。
水汽密度(ρv)水汽密度表示单位体积湿空气中含有的水汽质量，也称为绝对湿度。
在常温常压下，纯水汽可以看成理想气体，由状态方程得：e=ρvRv T 即T R e v v =ρ 其中 Rv=R*/Mv ，Mv 为水的比气体常数,单位g ／m39大气气溶胶大气中含有悬浮着的各种固体和液体粒子，例如尘埃、烟粒、微生物、植物的孢子和花粉，以及由水和冰组成的云雾滴、冰晶和雨雪等粒子。
所以可以把空气看成是一种气溶胶。
习惯上大气气溶胶是指大气中悬浮着的各种固态和液态粒子（霾、飘尘、烟雾、冰晶、云雾滴、雨滴、雪花、霰、冰雹等）。
气溶胶粒子的来源：（1）土壤、岩石风化及火山喷发的尘埃（2）烟尘及工业粉尘人类活动产生的气溶胶粒子的浓度有明显的日变化：◇清晨，浓度最大；◇中午前后，浓度最小◇黄昏，浓度又增加；◇夜间，浓度再次减小。
（3）海沫破裂干涸成核海沫破裂产出海盐水滴，蒸发干涸形成巨核和爱根核。
（4）气-粒转化爱根核由大气中微量气体转化而来。
如so2经光化学氧化作用，高温下能生成硫酸盐微滴，蒸发后成为硫酸盐质点。
（5）微生物、孢子、花粉等有机物质点（6）宇宙尘埃如流星气溶胶粒子在大气过程中的作用一、在云雾降水中的作用气溶胶粒子起着凝结核、冰核、凝冻核、凝华核的作用，使云雾滴能够产生并长大，形成云雾降水。
二、对大气辐射过程的影响气溶胶粒子能吸收和散射太阳辐射，削减到达地面的能量，减低低层大气的温度。
另一方面，气溶胶粒子吸收了太阳能量，本身得到增温，并通过大气运动传输热量，提高高层大气的温度。
10大气的分层和结构按热力结构分层就是根据大气的温度垂直递减率Γ的正负变化，把大气层分为：对流层、平流层、中间层、热层。
温度垂直递减率Γ指在垂直方向上，高度每升高100米，温度改变的数值。
）对流层１、高度：赤道附近和热带：15-20km极地和中纬：8-14km２、主要特点：◇大气温度随高度增加而降低。
（Γ=0.65℃/100m=6.5K/Km）◇有强烈的垂直对流运动，垂直混合作用强。
◇气象要素水平分布不均匀。
对流层气象要素水平分布不均匀会形成气团和锋。
◇气团：通常把水平方向上温度、湿度相对比较均匀、天气现象比较类似；垂直方向上气象要素的变化近于相同的大范围地区的空气，划分为一个气团。
气团的水平范围约几百km--几千km，垂直厚度约几km—十几km◇锋：指两种性质不同的气团相遇，在它们之间形成一个狭窄的气象要素（温度、气压、湿度、风向、风速等）急剧变化的过渡带。
通常把锋看成是一个几何面，称为锋面。
锋面是一倾斜曲面，坡度约1/200—1/50，宽度约几十km，长度可延伸几百km—几千km。
锋面与地面的交线称为锋线。
锋面和锋线统称为锋。
对流层顶在对流层的最上层，介于对流层和平流层之间，还有一个厚度为数百米到1—2km的过渡层，称为对流层顶（Γ≤0.2℃/100米）◇主要特征：气温随高度的增加突然降低缓慢，或者几乎不变，成为等温层。
对流层顶的气温在低纬地区平均为-83℃，在高纬地区约为-53℃。
◇主要作用：该层可阻挡对流层中的对流运动，从而使下边输送上来的水汽微尘聚集在其下方，使该处大气的混浊度增大。
大气上界通常有两种划法：眼于大气中出现的某些物理现象，根据观测资料，在大气中极光是出现高度最高的现象，它可以出现在1200km的高度上，因此可以把大气的上界定为1200km。
这种根据在大气中才有，而在星际空间没有的物理现象确定的大气上界，称为大气的物理上界。
◇另一种是着眼于大气密度用接近于星际的气体密度的高度来估计大气的上界。
按照人造卫星探测资料推算，这个上界大约在2000—3000km高度上。
大气压力是指单位面积上直至大气上界整个空气柱的重量。
若大气处于流体静力平衡状态，则合力为零：0)(=-∂∂+-mg dz Z P P P 将m=ρdz 代入上式，整理得：g Z P =∂∂-ρ1因为ρ是正值，所以气压总是随高度递减。
由于大气在水平方向分布均匀，在一定的范围内可以认为P=P(Z), 则上式可以写出大气静力学方程的主要形式g dZ dp ρ-=程说明：气压随高度递减的快慢取决于密度（ρ）和重力加速度（g ）的变化。
重力加速度随高度的变化量一般很小，因而气压随高度递减的快慢主要决定于空气的密度。
由于气象观测不直接测量密度，利用湿空气状态方程得流体静力平衡状态时，气压、温度与高度的关系 ：dZ T R g pdP v d -= 垂直气压梯度和单位气压高度差◇垂直气压梯度GZ 是指每升高（或降低）单位距离，气压减少（或增大）的数值。
v v d z T P T R gP g dZ dP G 42.3≈==-=ρ单位：hpa/100m 负号表垂直气柱中气压随高度升高而降低◇单位气压高度差h 是指在垂直方向上，气压每降低（或升高）1hpa 时，需要升高（或降 低）的高度。
P t Pg T R g dP dZ h v v d )1(80001αρ+≈==-=单位：m/hpa （α=1/273,tv 是摄氏温度）由公式可知：◇ Gz 低层大气>Gz 高层大气◇ Gz 干冷空气> Gz 暖湿空气◇h 高层大气>h 低层大气◇h 暖湿空气> h 干冷空气所以，暖气团中的气压比冷气团变化缓慢，高层大气中的气压比低层大气变化缓慢。
