气象学与气候学基础第一章绪论

气象学与气候学基础•目录：•前言•第一章绪论•1.1气象学与气候学的概念•1.1.1气象学的概念•1.1.2气候学的概念•1.2气象学与气候学在国民经济中的意义•1.2.1气象气候情报服务•1.2.2天气、气候预报服务•1.2.3气候资源的开发利用•1.2.4人工影响天气和改善气候环境•1.3气象学和气候学的发展•总结与提要•复习思考题••第二章大气的基本情况•2.1大气圈和气候系统•2.1.1大气圈•2.1.2水圈、陆面、冰雪圈和生物圈概述•2.1.3气候系统内部各成员间的相互作用•2.2主要气象要素•2.2.1气温•2.2.2气压•2.2.3湿度•2.2.4降水•2.2.5风•2.2.6云量和云状•2.2.7能见度•2.3空气的状态方程•2.3.1理想气体的状态方程•2.3.2干空气的状态方程•2.3.3湿空气状态方程与虚温•总结与提要•复习思考题••第三章辐射过程•3.1辐射的基本知识•3.1.1辐射与辐射能•3.1.2辐射光谱•3.1.3物体对辐射的吸收、反射和透射•3.1.4辐射的基本定律•3.2太阳辐射•3.2.1大气上界的太阳辐射•3.2.2太阳辐射在大气中的减弱•3.2.3到达地面的太阳辐射•3.2.4地面对太阳辐射的反射•3.2.5地球行星反射率•3.3地面和大气的辐射•3.3.1地面和大气的长波辐射•3.3.2大气对长波辐射的吸收•3.3.3地面有效辐射•3.3.4长波射出辐射•3.4辐射差额•3.4.1辐射差额•3.4.2地气系统辐射差额的地理分布•3.5全球热量平衡•3.5.1地面热量平衡•3.5.2全球热量平衡模式•3.6天文气候带•3.6.1赤道带•3.6.2热带•3.6.3副热带•3.6.4温带•3.6.5副寒带•……•第四章大气的热力学过程•第五章大气中的水分•第六章气压变化和大气的水平运动•第七章大气环流•第八章天气系统•第九章下垫面对气候的影响•第十章人类活动对气候的影响•第十一章气候的分布和气候分类•第十二章气候变化•附图世界气温、降水资料测站位置图•附表世界气候资料表•主题词索引•参考文献。

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、按传统，气象学分为物理气象学、天气学、动力气象学。

3、某一瞬间大气的状态和大气现象的综合称为天气。

研究地理条件不同的区域内所发生的大气过程的规律，以寻求预测天气变化方法的学科便是天气学。

4、气候：是在太阳辐射、大气环流、下垫面的影响下形成的天气的多年综合状况。

气候学：是研究气候的特征、分布、变化、形成及其与人类活动相互关系的学科。

5、世界气象组织认为，30年时段的气候平均状况具有一定的代表性，基本能反映出当地的气候特征。

第二章大气的基本情况1、气候系统是那些能够决定气候形成及其变化的各种因子的统一体。

包括5个物理组分：大气圈、水圈、冰雪圈、陆地表面、生物圈。

2、包围地球的气体外壳称为大气圈，大气圈是气候系统中最活跃、变化最大的组成部分，通过铅直和水平的热量传输，大气圈对于外部施加影响的响应时间约为1个月，如果没有补充大气动能的过程，动能因摩擦作用而耗尽的时间也是1个月。

3、大气中，除水汽、液体和固体杂质以外的整个混合气体，称为干洁空气，简称干空气，要成分是N2 （氮）、O2（氧）、Ar（氩）约占总容积的99.97=6%。

氮是大气中最多的气体。

4、干洁大气中对人类活动影响比较大的成分是氮、氧、臭氧和二氧化碳。

5、大气中的水汽来自江、河、湖、海及潮湿物体表面的水分蒸发和植物的蒸腾。

空气中的水汽含量随高度的增加而减少，1.5-2km高度上，空气中的水汽含量已减少为地面的一半。

6、大气在垂直方向上分为五层：对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。

7、对流层集中了整个大气3/4的质量和几乎全部的水汽，通过对流和湍流运动，云、雾、雨雪等主要大气现象都出现在此层，对流层厚度因纬度和季节的不同而不同：热带较厚，寒带较薄；夏季较厚，冬季较薄。

赤道地区对流层厚度可达16～18千米，中纬度地区约10～12千米，两极地区约7～8千米。

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。