气象基础知识资料
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气象科普讲解大赛演讲稿尊敬的评委、各位观众,大家好!我今天要和大家分享的是关于气象科普的讲解。
气象是一门研究大气现象及其变化规律的学科,它对我们的生活有着非常重要的影响。
接下来,我将从以下几个方面详细介绍气象科普知识。
一、气象基础知识1. 大气成分:大气主要由氮气、氧气、水蒸汽和少量其他气体组成。
2. 大气层次结构:从地球表面向上分别为对流层、平流层、臭氧层和磁层。
3. 水循环:指地球上水在不同形态之间循环的过程,包括蒸发、降水、地下水等。
二、天气预报天气预报是指根据当前天气状况和未来趋势,预测未来一段时间内(通常为1-7天)某地区的天气情况。
它可以帮助人们做出合适的出行计划,也对农业生产等方面有着重要意义。
1. 天气预报方法:常用方法包括数值模拟预报、统计预报、经验预报等。
2. 天气要素:主要包括温度、湿度、气压、风力和降水等。
3. 天气图标解析:常见的天气图标包括晴天、多云、阴天、雨天等,了解这些图标可以帮助我们更好地理解天气预报。
三、气候变化气候变化是指长期时间尺度上的气象状况的改变。
近年来,由于人类活动的影响,全球气候变化已成为一个全球性问题。
1. 气候变化原因:主要包括人类活动(如工业排放、森林砍伐等)和自然因素(如太阳辐射变化等)。
2. 气候变化影响:影响包括海平面上升、极端天气增多等,对人类社会和生态环境都造成了重大威胁。
3. 应对措施:应对措施包括减少温室气体排放、提高能源效率等,需要全球共同努力。
四、防灾减灾自然灾害是指由自然环境因素引起的灾难性事件,如地震、洪水、台风等。
气象灾害是其中的一种,对人类社会造成了重大影响。
1. 气象灾害类型:主要包括台风、暴雨、雷电等。
2. 防灾减灾措施:应对措施包括加强监测预警、做好应急救援等,可以减少灾害造成的损失。
以上就是我对气象科普的详细讲解。
气象作为一门重要的学科,对我们的生活和社会发展有着深远的影响。
希望大家能够更多地关注气象科普,了解天气变化和防灾减灾知识,为我们的生活和社会发展做出贡献。
气象小知识100条1. 气象学是研究大气现象和过程的科学。
2. 天气是指短时间内大气的状态和现象,如温度、湿度、风速等。
3. 气候是指长时间内(通常为30年)大气状态和现象的统计特征。
4. 气压是大气对地球表面的压力,单位是帕斯卡(Pa)。
5. 低气压区域通常伴随着多云和降水天气。
6. 高气压区域通常伴随着晴朗和干燥的天气。
7. 风是大气中气体的水平运动。
8. 风速是指风的速度,单位是米/秒(m/s)。
9. 风向是指风从哪个方向吹来,用16个方位表示。
10. 气温是指大气的温度,单位是摄氏度(℃)。
11. 相对湿度是指空气中水汽含量与饱和水汽含量之比,用百分数表示。
12. 降水是指大气中的水分以液态或固态形式降落到地面的现象。
13. 降雨量是指在一定时间内,降水在地面上积累的水层厚度,单位是毫米(mm)。
14. 雷暴是一种伴有雷电、强风和降水的天气现象。
15. 闪电是雷暴中电荷在云层或云层与地面之间迅速放电的现象。
16. 彩虹是阳光经过雨滴折射和反射形成的彩色光圈。
17. 霜冻是指气温降至0℃以下,导致地面和植物表面结冰的现象。
18. 雾霾是由大量细小颗粒物(如灰尘、烟雾等)悬浮在空气中形成的低能见度现象。
19. 气象卫星是通过遥感技术观测大气现象的人造卫星。
20. 天气预报是根据气象数据和模型预测未来一段时间内的天气状况。
21. 气象站是观测和记录气象数据的设施。
22. 气象雷达是利用无线电波探测大气中降水粒子分布的设备。
23. 气象气球是携带气象仪器升至高空的气球,用于收集大气数据。
24. 气象飞机是携带气象仪器在空中收集大气数据的飞机。
25. 气象船是携带气象仪器在海上收集大气数据的船只。
26. 气候变化是指地球气候系统长期变化的现象。
27. 全球变暖是指地球表面温度持续上升的现象。
28. 温室效应是指大气中的温室气体吸收和释放热量,导致地球表面温度升高的现象。
29. 臭氧层是大气中一层富含臭氧的气体层,位于平流层。
气象学基础知识大气污染控制理论与方法环境科学与工程学院第二章§2~1§2~2§2~3§3~4§3~5§3~6主要气象要素及大气的基本物理性质;大气的热力过程;大气污染与气象的关系;大气扩散模式;污染物浓度估算;厂址选择和烟囱设计。
§3~1主要气象要素及大气的基本物理性质一、低层大气的成分:干洁空气、水汽、气溶胶粒子二、大气的垂直结构三、影响大气污染的主要气象要素气象要素(因子):表示大气状态的物理现象和物理量,气象学中统称为~。
与大气污染关系密切的气象要素主要有:气温、气压、空气湿度(气湿)、风(风向、风速)、云况、能见度、降水、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等。
1、气温:表示大气温度高低的物理量。
通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。
2、气压:任一点的气压值等于该地单位面积上的大气柱重量.气压总是随高度的增加而降低的。
气压随高度递减关系式可用气体静力学方程式描述,即ΔP=-ρgΔZ,其积分式—压高g公式:Z2Z1lnP2lnP1RTm据实测近地层高度每升高100米,气压平均降低约12.4毫巴(1mb=100Pa),在高层小于此值。
3、空气湿度(气湿):反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量。
常用的表示方法有:绝对湿度、水蒸气压力、体积百分比、含湿量、相对湿度、露点等。
4、风(windpeedanddirection)什么是风?空气的流动就形成风。
水平(horizontal)方向的空气运动称为风。
风的形成:风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的,而气压的水平分布不均是由温度分布不均造成。
P4P3P2P1At1t1=t2aBt2At1t1>t2bP4P3P2P1Bt2At1t1>t2cP4P3P2P1Bt2风的形成除热力原因外,还有动力原因,自然界的风是由于这两种原因综合作用的结果,但只要有温差存在,空气就不会停止运动。
气象专业基础知识
气象学是研究大气现象、气象要素和气象变化规律的科学。
以下是气象专业的一些基础知识:
1. 气象要素:包括温度、湿度、压强、风速和风向等,这些要素描述了大气的物理状态和动力特征。
2. 气象观测:通过使用各种仪器设备,对大气要素进行实时监测和记录,以获取气象数据。
常见的观测站点包括气象站、雷达站和卫星。
3. 天气系统:掌握不同尺度下的天气系统,例如大尺度环流系统(如赤道西风带、副热带高压带)、中尺度天气系统(如锋面、低压槽)和小尺度天气系统(如暴雨云团、台风等)。
4. 气候学:研究长期气候特征、季节变化和气候类型等,从而预测未来的气候趋势。
5. 气象预报:基于气象观测数据和数值模型,预测未来短期(数小时至数天)和长期(数天以上)的天气情况。
6. 气候变化:了解全球气候变化、气候变暖等问题,研究其对环境、生态和人类生活等方面的影响。
7. 应用领域:气象学的应用包括天气预报、灾害预警、农业、航空航天、海洋、环境保护等多个领域。
以上是气象学的一些基础知识,涵盖了气象要素、观测、预测、气候学和气象应用等内容。
气象基础知识一,人工影响天气1. 概述2. 人工降水3. 人工消雾4. 人工防雹5. 人工消云6. 人工防霜冻三,大气科学1.概述2.厄尔尼诺现象3.什么是天气预报4.什么是气象、天气和气候5.天气学, 天气图, 副热带高压, 天气, 天气系统, 气团, 锋面,温带气旋, 温带反气旋, 切变线, 大气环流, 大气动力学人工影响天气根据人们的意愿,通过人为干预,使某些局地天气现象朝有利于人们预定目的的方向转化,以克服或减轻恶劣天气引发的灾害,这种改造自然的科学技术措施称人工影响天气。
由于天气过程的能量十分巨大,一个10立方公里的云体,其含水量的凝结潜热相当于10万吨煤燃烧发出的热量,而一个台风的水汽每分钟释放的潜热,便相当于20个百万吨级核弹爆炸所释放的能量数。
因此直接制造和消灭一个天气过程是不可能的,比较现实的作法是在云、降水和其他过程中某些关键环节,施放一些催化剂,因势利导,促使天气过程按预定方向发展,以少量代价换取巨大经济效益。
中国人从17世纪至今的土炮、火炮消雹,便是人工影响天气的例子。
目前正在各国试验的人工影响天气项目有:人工降水、人工消雾、人工防雹、人工削弱台风、人工消云、人工防霜冻、人工抑制雷电等。
我国从50年代开始,至今已在大多数省(自治区)开展了人工影响天气试验。
世界上第一次对自然云作人工催化试验则是1946年美国V.J. 谢费尔等进行的,从那时起至今,全世界已有80多国家与地区开展过人工影响天气试验。
i) 人工降水也称人工增雨,是根据不同云层的物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭弹向云中播散干冰、碘化银、盐粉等催化剂,促使云层降水或增加降水量。
人工增雨常分为暧云催化剂增雨与冷云催化剂增雨。
欲要暧云(温度高于0℃的云)降水,就得使云中半径大于0.04毫米的大云滴有足够的数密度,让它们迅速与小云滴碰并增长,成为半径超过 1.0毫米的雨滴形成降水,因此在那些大云滴数密度小而无法形成降雨的云中,用飞机、炮弹携带等方法,播撒盐粉、尿素等吸湿性粒子,使形成许多大云滴,便可导致形成或增加降水。
欲要冷云降水,就得使冷云上部的冰晶数密度超过1个/升,对那些冰晶数密度不足的冷云,用飞机等播撒干冰、碘化银等催化剂,便可产生大量冰晶,促成或增加降水。
为了弄清楚人工催化剂的效果,弄清人工增雨量的多少,常常要进行检验。
由于云和降水过程十分复杂,使人工降水和降水检验的方法措施还都很不完善,有待进一步深入研究。
ii) 人工消雾大雾降低能见度、影响飞机起降、容易引发严重交通事故,人类希望能适时进行人工消雾。
我们把用人工播撒催化剂、人工扰动空气混合或在雾区加热等方法,使雾消散,称为人工消雾。
人工消雾分为人工消暧雾(雾区温度高于0℃)和人工过冷雾(雾区气温高于0℃,雾滴为过冷却水滴等)。
目前有三种消暧雾试验方法:①加热法:对小范围区域雾区如机场跑道等,大量燃烧汽油等燃料、加热空气使雾滴蒸发而消失。
②吸湿法:播撒盐、尿素等吸湿质粒作催化剂,产生大量凝结核,水汽在凝结核上凝结长成大水滴,雾滴会蒸发并在大水滴上凝结,使雾消失。
③人工扰动混合法:用直升飞机在雾区顶部搅拌空气,把雾顶以上干燥空气驱下来与雾中空气混合,雾便消失。
人工消过冷雾的方法是用飞机或地面设备,将干冰、液化丙烷等催化剂播撒到雾中,产生大量冰晶,它们通过贝吉龙冰水转化过程,夺取原雾滴的水分、雾滴便蒸发而冰晶不断长大降落地面,雾便消失。
这种方法效果显著,已能实际应用。
iii)人工防雹用人工方法使雹云不能降冰雹,或减弱雹强度的措施,称人工防雹或人工抑雹。
中国人很早以前就使用土炮防雹,17世纪末清代的“广阳杂记”对土炮防雹就有明确记载。
20世纪50年代以后,包括我国在内的许多国家开展了防雹试验。
通过气象雷达或有经验的观测者目视,识别出冰雹云(比一般雷雨云发展更旺盛、厚度更大、闪电更频繁等),然后采用如下两类方法防雹:①播催化剂法,用火箭、高炮、飞机等把碘化银播撒到雹云中,产生大量冰核进而形成大量人工雹胚胎,它们与云中原来的冰雹胚胎争夺水分,使大家都不能长大成对人畜与作物产生危害的大雹块,在落出云底后还可能逐渐融化成雨滴。
②爆炸法,用高射炮、土炮或火箭等,向雹云的中、下部轰击,往往亦可使雹云不降雹,或在下风向区降小雹,这样便能抑制雹灾。
这种方法在国内被较普遍采用,其防雹的物理机制尚待进一步研究。
iv) 人工消云用人工方法使局部区域云层消散的措施,称人工消云。
大型运动会或某些航空活动等,有时希望晴朗无云,便可进行人工消云试验。
人工消云分为:人工消冷云和人工消暧云。
人工消冷云的方法是:播撒碘化银等人工冰核或播撒干冰等催化剂,产生大量冰晶,再通过贝吉龙冰水转化过程,原云中的过冷却水滴(云滴)蒸发失,水份转移到冰晶上经凝华冻结,冰晶长大成降水粒子,下降离开云体,使云消散。
人工消暧云的方法是:向云中播散盐粉、尿素等吸湿性粒子,这些吸湿性凝核吸收水汽凝结长大,然后与原来云滴碰并长大,降出云外,使云消散。
此外,还试验过消除积云的方法:在积云顶部摇撒盐粒、水滴、沙子等质粒,有时也观测到云消散,其原理尚待研究。
一般说来所有人工消云方法均不够完善,尚没有达到实际应用阶段。
v) 人工防霜冻用人工方法提高近地面气层和土壤表面温度,使作物和苗木等免受冻害的措施,称人工防霜冻。
常有五类方法:①烟雾法,用柴草或废柴油等燃烧产生烟雾,以抑制地表面长波辐射降冷,还使水汽在烟粒上凝结而释放潜热,从而达到增温防霜冻。
②扰动合法,晴夜的近地层常为逆温层,用吹风机吹风搅动,把上面暧空气搅动向下混合,达到提高下层温度以防霜冻。
③灌水法与洒水法:寒潮来临前,给作物灌水,可防霜冻。
可在作物表面连续洒水,使作物表面一层水膜在结冰时释放潜热,以达到保护作物不受霜冻之害。
④加热法,在果园或珍贵作物园,摆许多加热炉直接加热空气以防霜冻。
此法成本较高。
⑤覆盖法,用农用薄膜覆盖小区域作物,阻止长波辐射降冷,可防霜冻。
vi) 播云(雾)催化剂人工影响天气过程中,为改变云(雾)微结构与演变过程,向云(雾)中播撒的物质,称播云(雾)催化剂。
选用催化剂必须考虑有效、经济、不污染环境、容易播撒、安全无毒害等。
当今所用催化剂有三类:①吸湿性巨核,包括盐(NaCl)、氯化钙、尿素和液水等,它们常用于对暧云的催化剂。
②致冷剂,包括干冰(固体CO2)、液态丙烷、液氮、液态空气等,它们常用于对冷云作催化。
投入冷云后,将使它们周围空气急速降冷,产生大量冰晶胚胎,并进一步生成冰晶。
以干冰为例,实验室结果是:每1克干冰可产生1万亿个冰晶。
③人工冰核,包括碘化银(AgI)等无机冰核及介乙醛等有机冰核,其中以碘化银最常用。
它们常用于冷云增雨和防雹试验中,把它们播入云层,使云增加大量冰核,进而生成大量冰晶,造成增雨或消雹的效果。
大气科学在地球表层有大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈、生物圈五大部分,组成了一个综合的系统。
研究发生在大气圈中各种现象的演变规律,并利用这些规律服务于人类的科学称为大气科学。
由于大气圈中发生的各种现象不仅种类繁多,而且在时间和空间尺度上不受限制,还因地表的水圈、岩石圈、冰雪圈、生物圈的影响,其复杂性和不确定性是自然界最为突出的,因此,大气科学的研究必然具有观测点高度分散(全球范围),观测方法高度协调统一(以利比较),观测资料高度集中(迅速交换集中),国际间高度合作(任何一个地区、一个国家都无法孤军作战,反过来世界气象工作也少不了任何一个地区或一个国家的真诚合作)的特点。
大气科学在它的发展进程中已逐渐形成了若干分支,比较成熟的有大气探测学、大气物理学、天气动力学、气候学、农业气象学等。
包围在地球外部的一层气体总称为大气或大气圈。
大气圈以地球的水陆表面为其下界,称为大气层的下垫面。
地球大气在重力场的作用下,保持在地球的外表面上,其密度随高度升高呈指数递减,越向上越稀薄。
大气上界约在1000─2000公里高度。
大气的总质量为5.14E8千克,约为地球质量的百万分之一。
大气质量的一半位于500hPa 以下,平均约为5.5公里,大气质量的99%位于30公里以下,所以大气圈只是地球的一层簿壳,而天气变化仅发生在大气底层十几公里范围内。
大气分层:按大气温度的垂直结构,可把大气圈分为对流层、平流层、中层和热层。
对流层:地面以上大气的最低层称为对流层,对流层顶的气压约为200hPa,对流层顶的高度夏季高于冬季,在赤道附近约17─18公里,中纬度平均约10─12公里,高纬度为8─ 9公里。
对流层对整个大气圈而言只是很浅薄的一层,但它集中了大气质量的80%以上,几乎全部水汽、云和降水,主要天气现象和过程如寒潮、台风、雷雨、闪电等都发生在这一层。
对流层的主要特征是:i)温度随高度升高而降低。
因为大气不能吸收太阳短波辐射,但地面能吸收太阳辐射而升温并放出长波辐射,大气主要通过吸收地面的长波辐射和通过对流、湍流等方式从地面吸收热量才能升温,因而越接近地面的大气得到的热量越多,造成对流层的气温随高度升高而降低。
ii)有强烈的垂直混合。
低层空气由于从地面得到热量使之受热上升,高层冷空气下沉,从而造成对流层内存在强烈的垂直混合作用。
热带地面温度高,垂直混合能到很高高度,对流层顶高度高;极地地面温度低,垂直混合作用弱,对流层顶高度低。
iii)气象要素水平分布不均匀。
由于各地纬度和地表性质的差异,地面上空空气在水平方向上具有不同物理属性,压、温、湿等要素水平分布不均匀,从而产生各种天气过程和天气变化。
平流层:对流层顶向上到50公里左右为平流层。
平流层顶的气压约1hPa。
平流层下部温度随高度变化很小,平流层上部因为存在臭氧层(22─35公里处),臭氧吸收太阳紫外辐射使大气温度增加,这种下部冷上部热的逆温结构使平流层大气稳定,对流很弱,空气大多作水平运动,大气污染物如核爆炸残留碎片,火山喷发的火山灰等,能在平流层内滞留很长时间。
平流层中水汽和尘埃很少,也没有对流层中的云和天气现象。
中层:平流层顶到85公里左右称为中层。
中层顶气压约0.01hPa。
中层大气中温度随高度递减,水汽极少,有相当强的垂直混合,60公里以上大气分子开始电离,电离层的底就在中层内。
(4)热层:中层顶以上的大气称为热层。
这一层温度又随高度升高而增加。
这是由于热层的分子氧和原子氧能吸收0.17微米的太阳紫外辐射和太阳微粒辐射。
但由于热层很难有对流运动,大气的热量主要靠热传导,而且由于分子稀少,热传导率很小,造成巨大温度梯度和昼夜温差,白天太阳活动期温度高达2000°k,夜间太阳宁静期仅500°k。
热层空气处于高度的电离状态。
热层上部由于空气稀薄,大气粒子很少互相碰撞,高速运动的空气质点可能克服地球引力,向星际空间逃逸,又称逸散层。