气象学绪论

《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。

绪论一、气象学1．气象学的定义：研究发生在大气中的各种物理过程（辐射、热传导、水分）、物理现象（风雨雷电）及其演变规律，并利用这些规律为人类服务的一门学科。

表示2．天气学的定义：研究在一定地区一定时间内，各种气象要素的一定结合所决定的大气状态的学科。

3．气候学的定义：研究在太阳辐射、下垫面、大气环流等因素的共同作用下某一地区多年综合天气状况的学科。

气象与气候气象要素：包括表征大气状态（气温，湿度，压强等）和大气性质（风、云、雾、降水等）的物理量。

各种气象要素相互联系，相互影响，并且在不同地点和时间出现不同组合，构成了各地的天气和气候。

天气和气候既有联系又有区别。

二、农业气象学1．定义：研究农业生产于气象条件相互联系的交叉学科。

2．学科性质：学科交叉（生物科学，农业科学，应用气象学）3．为什么学习农业气象学？①实现农业生产的高产、稳产需要合适的气象条件。

②为充分利用气候资源提供依据。

③摸清天气、气候的变化规律，趋利避害。

4．研究方法①联合观测法（平行观测法）在农作物生产过程中对农作物生长发育及气象条件同时进行观测。

②地理播种法在不同的气候条件下按同一方案播种同一作物品种，在短时间内获得生长状况及产量数据。

③分期播种法将实验作物在不同时间播种在同一田块上，可获得丰富的实验数据。

④自然条件与人工控制条件下对比实验⑤分析法利用气象要素与产量的逐年数据进行统计分析。

第一章大气一、大气的组成第一阶段：原生大气：氢、氦、氖等第二阶段：次生大气：二氧化碳、甲烷、氮、水汽、硫化氢和氨等第三阶段：现代大气：干洁大气（氮、氧、氩、二氧化碳等）、水汽、气溶胶粒子1．干洁大气：不含水汽和气溶胶粒子的混合空气。

是80~100Km的低层空气；平均分子量28.966；主要成分：N2占78%，O2占21%⑴N2：根瘤菌的固氮作用⑵O2⑶O3:：O2+O→O3选择性吸收太阳短波紫外线，对紫外线的短波区（0.20~0.28μm）全部吸收，中波区（0.28~0.32μm）绝大部分吸收，长波区（0.32~0.40μm）完全不吸收。

气象学学习资料气象学复习资料第一章绪论1.1气象学概念1.气象学：研究大气现象(风、云、雨、雪、干、湿、雷、电等)及其状态(温度、压强、湿度、密度等)的形成原因、变化规律和时空分布的科学。

2.气候学：气候学研究的是气候的特征、分布、变化、形成及其与人类活动相互关系的学科。

*天气与气候的区别：天气是短期的大气情况，瞬息万变；气候是长期的大气情况，稳定少变1.2学习气象学和气候学的重要性（与专业知识的关系）在深入了解各地气候的基础上，合理开发利用和保护当地的气候资源，对于维持经济、社会、环境这一复合生态系统的动态平衡及提高社会、经济的可持续发展能力有重要意义。

气象学与气候学是其它地理学和环境学等学科的基础。

地球上的不同植被类型的分布基本上取决于气候条件主要是热量和水分；气候条件还形成了不同地域的水文特征，同时还与岩石条件共同造就了不同的地貌和土壤特征。

第二章大气的基本情况2.1大气圈和气候系统1.气候系统：是一个包括大气圈、水圈、岩石圈（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物理系统，太阳辐射是这个系统的能源。

其中大气圈是主体部分，也是最可变的部分，水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈可视为大气圈的下垫面。

2.大气的组成：现代大气是由多种混合气体(干洁空气)、水汽、气溶胶粒子（固体杂质和液体微粒）。

3.干洁空气：把除水汽、固体杂质和液体微粒外的整个混合气体称为干洁空气或干空气。

4.水汽：（1）来源：江河湖泊海等水面的蒸发，潮湿陆地和物体表面蒸发及植物蒸腾。

（2）分布：水汽主要集中在2~3km以下的低空中，高度增高水汽含量减少很快。

（3）作用：含量极少，但对天气变化有很大作用，是天气变化最复杂的角色，能强烈吸收长波辐射，对地面起保温作用。

5.气溶胶粒子：（1）定义：主要是指悬浮在空气中的固体微粒和液体微粒。

（2）来源：人工源和自然源。

①土壤、岩石风化或火山喷发的尘埃。

②烟尘及工业粉尘。

第一节气象学简介1.气象学的定义和研究内容①定义：研究发生于大气中的的一切物理现象和物理过程，探讨其演变规律和变化，并应用于实践的科学。

②研究对象：大气圈。

主要研究内容：a.大气的一般特性。

b.大气现象的发生、发展、及能量的来源。

c.探求大气现象的本质、寻求变化规律。

d.将大气现象中的规律应用于实践。

物理现象：大气中的风、云、雨、雪、雹、冷暖、干湿、光、电、声等现象。

物理过程：大气中的增温、冷却、蒸发、凝结等过程。

2.气象学的发展分支①大气物理学、动力气象学、应用气象学、大气探测学、人工影响天气学等。

②天气学③气候学a天气学定义：研究地球条件下不同的区域内所产生的天气系统、天气过程的成因、演变规律，并在天气预报上应用的科学。

研究对象：地球上的大气天气系统：引起天气变化和分布的高压、低压、高压脊、低压槽等。

天气过程：天气系统的发生、发展、消失、演变的全过程。

天气预报：人们根据天气演变规律的认识，对未来一定时期内天气变化做出主、客观判断。

b气候学定义：研究地球上气候的形成原因、分布类型、变化规律的科学。

研究对象：地球上的气候。

c天气与气候的区别①概念不同：天气：某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（温度、相对湿度气压等）和大气现象（风、云、雨、雪、降水等）的综合。

属于短时间内的微观现象。

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。

不仅包括该地多年平均天气状况，也包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。

属于长时间宏观现象。

②变化周期不同：天气：变化快，周期短。

气候：变化慢，时间长。

③各自研究的系统不同：天气：是个单纯的系统。

气候：包括大气、水、冰雪、陆地、生物（动物、植物、人）五个子系统。

具有地方性的特点。

3.本学科在生产中的应用:主要表现在三个方面:①提供气象观测资料，并加以整理分析，找出其规律性与特性，供生产建设部门应用。

②提供未来天气预报和气候变化趋势预报，做生产建设部门的参谋。

第一章绪论气象：在地球大气中每时每刻都在发生着风、云、雨、雪、雷电、旱涝、寒暑等等各种各样的自然现象，这些现象统称为大气现象，简称为气象。

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。

气象学的研究对象：大气圈及大气圈与水土岩石圈、生物圈之间的相互作用。

气象工作的三个内容：服务气象，资源气象，安全气象近代气象科学的四次飞跃：第一次飞跃:气象仪器如温度表、雨量器、气压表等相继发明，导致对信风和全球大气环流的研究。

第二次飞跃:无线电报发明，地面气象观测网产生，天气图诞生，V.Bjerknes创立了锋面学说，提出了著名的斜压概念和环流理论，从此天气学和动力气象学形成并得到发展。

第三次飞跃: 无线电探空仪的发明，高空观测的迅速建立，Rossby提出了长波动力学，创立了长波理论。

Lorenz提出奇异吸引子与混沌理论。

准地转理论、适应理论、突变理论和不稳定理论等相继提出并应用，大尺度天气学进入成熟阶段。

第四次飞跃:空间和地面大气遥感探测与气象信息技术系统日趋完善，大气科学试验正从局部的专业试验向全球的综合性试验过渡，气候研究正朝着更加广泛、更加综合的方向发展。

第二章地球大气第一节大气的组成地球大气由三个部分组成:干结大气，水汽，悬浮在大气中的固液态杂质。

干洁大气的定义：除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。

成分变化：0~90km，主要成分和含量比例基本保持不变。

90km以上，氮稍有减少,氧稍有增多,氩和二氧化碳明显减少,其中氧分子和氮分子开始离解。

各大气中气体的作用氮气（N2）：存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。

作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。

氧气（O2）：作用：是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参加大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。

臭氧（O3）：时空变化：时间变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。