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。对流层有三个主要特征：①气温随高度增加而降低。平均而言，高度每增加100m，气温则下降约0.65℃，这称为气温直减率，也叫气温垂直梯度。
②有强烈的垂直对流运动和不规则的乱流运动。③气象要素水平分布不均匀：
在对流层的最下层称为行星边界层或摩擦层。其范围一般是自地面到1—2km高度。行星边界层以上的大气层称为自由大气。在自由大气中，地球表面的摩擦作用可以忽略不计。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。这一层的主要特征是：气温随高度的增加突然降低缓慢，或者几乎不变，成为上下等温。
8、平流层
自对流层顶到55km左右为平流层。其特点是：①温度随高度增加得以迅速增高，造成显著的暖层。温度受地面影响很小主要与大量臭氧能够直接吸收太阳辐射有关。②平流层内气流比较平稳，空气的垂直混合作用显著减弱。③平流层中水汽和尘埃含量极少，大多数时间天空是晴朗的。在高纬度20km以上高度，有时在早、晚可观测到贝母云（又称珍珠云）。
9、中间层
自平流层顶到85km左右为中间层。气温随高度增加而迅速下降，并有相当强烈的垂直运动。原因：由于这一层中几乎没有臭氧，而氮和氧等气体所能直接吸收的那些波长更短的太阳辐射又大部分被上层大气（热层）吸收掉了。
10、热层
热层又称热成层或暖层，它位于中间层顶以上，其特点如下：
①气温随高度的增加而迅速增高。②在热层中空气处于高度电离状态，其电离的程度是不均匀的。
11、散逸层
这是大气的最高层，又称外层。这一层中气温随高度增加很少变化。
12、表示大气冷热程度的物理量称作气温，空气冷热的程度，实质上是空气分子平均动能的表现。当空气获得热量时，其分子运动的平均速度增大，平均动能增加，气温也就升高。
13、气压指大气的压强，它是从观测点到大气上界单位面积上垂直空气柱的重量。
14、表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。
15、在空气中水汽含量不变，气压一定的条件下，使空气冷却达到饱和时的温度称为露点温度。在气压一定时，露点的高低只与空气中的水汽含量有关，水汽含量愈多，露点愈高。
16、降水是指从天空降落到地面的液态或固态水。
17、空气的水平运动称为风。风是表示气流运动的物理量，不仅有数值的大小，还有方向，因此风是矢量。风向是风的来向。
第三章辐射过程
1、太阳辐射是地面的基本能量来源。辐射过程是形成气候的主要因子之一。
2、自然界中的一切物体都以电磁波的方式向四周发射能量，这种传播能量的方式称为辐射。辐射是太阳能传输到地球的唯一途径。辐射能是通过电磁波的方式传输的。
3、如果所有入射到物体上的辐射全被该物体吸收，这种物体称为黑体，是最好的吸收体和放射体，其放射能力只与波长和温度有关。吸收率与辐射波长无关的非黑体称为灰体。
4、太阳辐射光谱：太阳辐射中辐射能按波长的分布。紫外线区占6.3%,可见光区占52.1%,红外线区占41.6%。
5、当日地处于平均距离时，在大气上界，垂直于太阳光线的单位面积内，单位时间内获得的太阳辐射能量，称太阳常数。大致为1370W/m3。
6、太阳辐射光谱穿过大气后的主要变化有：总辐射能有明显的减弱；辐射能随波长的分布变得极不规则；波长短的辐射能减弱的更为显著。原因有以下几个方面：1）大气对太阳辐射的吸收。大气中吸收太阳辐射的主要成分有：水汽、氧、臭氧、及固体杂质等物质对太阳辐射的选择性吸收。2）大气对太阳辐射的散射，包括⑴分子散射和（2）粗粒散射
7、晴天时，大气中的水汽、尘埃等杂质很少，大气散射以分子散射为主，太阳辐射中波长较短的蓝紫光被散射的多，呈许多的蓝紫光散射中心，所以晴朗的天空呈蔚蓝色。太阳辐射遇到直径比波长大一些的质点时产生的散射，没有选择性，辐射的各种波长都同样地被散射。因此，浮尘天气时天空呈灰白色。雨后天晴，天空青蓝色，是因为太阳辐射中青蓝色波长较短，容易被大气散射的缘故。
8、太阳辐射是短波辐射，地球和大气的辐射是长波辐射。地球表面吸收太阳辐射并转化给大气，下垫面是大气的直接热源。
9、大气对长波辐射的吸收起重要作用的是水汽、液态水、二氧化碳、臭氧。
10、年平均总辐射最高值并不出现在赤道而是在热带沙漠地区。
11、天文气候带分为赤道带、热带、副热带、温带、副寒带、寒带、极地带。
第四章大气的热力学过程
1、空气的冷热程度是空气内能大小的表现。气温的变化如果是由于空气与外界有热量交换，称为气温的非绝热变化，如果空气和外界没有热量交换称为气温的绝热变化。
2、大气的垂直运动过程可看作绝热运动。
3、将升、降气块内部既没有发生水相变化，又没有与外界交换热量的过程称作干绝热过程。，
干绝热过程中气块温度的变化唯一的决定于气压的变化。干绝热直减率d γ大约为1℃/100m 。气温直减率γ平均为0.65℃/100m ，气温直减率可大于，小于，等于干绝热直减率。
4、饱和湿空气在上升过程中，与外界没有热量交换，该过程成为湿绝热过程，湿绝热直减率m γ是气压和温度的函数。
5、假相当位温对于干绝热、湿绝热、假绝热过程都具有保守性。
6、某一层是否稳定，实际上就是某一运动的气块比周围空气是轻是重的问题。比周围空气重，则下降，比周围空气轻，则上升。空气的轻重，决定于气压和气温。在气压相同的时候，轻重的问题就是气温的问题。如果一团空气上升时，变得比周围空气冷一些，就重一些，那这一气层就是稳定的，反之就是不稳定的。
7、γ愈大，大气愈不稳定，γ愈小，大气愈稳定；γ＜m γ，大气绝对稳定，γ＞d γ，大气 绝对不稳定。d γ＞γ＞m γ，条件不稳定。
8、某一时刻气层实际的气温随高度的分布曲线称为状态曲线，气层中的某一气块作绝热上升或下沉运动，气块温度随高度变化的曲线成为状态曲线。状态曲线在层结曲线右边，为不稳定型，状态曲线和层结曲线围成的面积叫做正不稳定能量面积。状态曲线在层结曲线左边，为稳定型，状态曲线和层结曲线围成的面积叫做负不稳定能量面积。状态曲线和层结曲线相交，为潜在不稳定，当正面积大于负面积，则为真潜在不稳定，负面积大于正面积，则为假潜在不稳定。
9、在一定条件下，对流层出现气温随高度增高而增高的逆温现象。逆温层是强稳定的大气层结。造成逆温的条件有地面辐射冷却，空气平流冷却、空气下沉逆温，空气湍流混合。分为5种逆温：辐射逆温、湍流逆温、平流逆温、下沉逆温、锋面逆温。
10、单位时间内个别空气质点温度的变化称作空气温度的个别变化，某一固定地点的空气温度随时间的变化称作空气温度的局地变化。由于空气的移动所造成的某地温度的变化称为温度的平流变化。
11、影响空气温度局地变化的三个因素：平流运动、铅直运动、非绝热热量交换。
12、暖空气向冷空气流动称为暖平流，冷空气向暖空气流动称为冷平流。温度梯度越大，在温度梯度方向上的风速分量越大，冷、暖平流越强。
13、在一般情况下，d γ＞γ，当上升运动时，温度降低，下沉运动时，温度升高。
14、传热的方式有5种：传导、辐射、对流、湍流、蒸发和凝结。
15、近地层气温的日变化特征：一日内有一个最高值一般出现在14时，一个最低值，出现在日出前后。地面温度的高低并不直接决定于地面上当时吸收的太阳辐射的多少，而是决定于地面储存热量的多少。
16、一天气温的最高值和最低值之差称为气温日较差。气温日较差与纬度、季节、下垫面的性质、地形、天气状况有关。
17、正午太阳高度角随纬度的增加而减少，所以气温的日较差随纬度增加而减少。实际气温日较差最大的副热带。热带12℃、温带8-9℃、极圈3-4℃；
18、一般夏季气温日较差大于冬季，一年中气温日较差最大值出现在初夏最小在冬季。
19、日较差凸出地形小于平原、平原小于凹地。
20、陆地上气温日较差大于海洋，而且距海愈远，日较差愈大；有植被的地区，气温日较差小于裸地。
21、一年中月平均气温的最高值与最低值之差称为气温年较差。气温年较差与纬度、地表性质、地形、天气情况有关。纬度越高，年较差越大。其余特点与日较差一样。
22、气温的日变化由地球自转引起的太阳高度角变化造成的，气温的年变化是由地球的公转引起的气温周期性变化。
第五章大气中的水分
1、大气中水汽凝结或凝华的条件：大气中的水汽要达到饱和二是要具有凝结核或凝华核。
2、暖水面蒸发和空气的冷却都能使水汽达到饱和。空气冷却有4种场合：辐射冷却、平流冷却、绝热冷却、水平混合冷却。
3、露湿凝结在地表或地物上的微小水滴，它由潮湿的空气和较冷的物体表面相接触形成的。这时较冷物体表面的温度不低于0℃。形成雾的有利天气条件是天空无云或很薄的高云而有微风的夜间。
4、霜是白色具有晶体结构的水汽凝结物，在0℃以下才能形成。分为辐射霜和平流霜或洼地霜。
5、雾凇使水汽在树枝、电线和地物突出表面上形成的凝华物。多见寒冷而湿度高的天气条件下。分为粒状和晶状。粒状雾凇出现在气温-2到-7度有雾且风速大的天气，是由于风的作用将过冷却的雾吹到物体表面而成。晶状雾凇出现在-15度左右，有雾，微风，是由于过饱和水汽直接凝华在物体表面。
6、霜主要形成于晴朗微风的夜间，形成在水平面上，雾凇可形成在任何时间，形成在垂直面上。
7、雨凇是在地面或地物的阴风面上形成的透明的或毛玻璃状的紧密冰层，是过冷却的雨或过冷却的毛毛雨的雨滴在所接触的物体表面上形成，可以发生在水平面和垂直面上。
8、冻雨的凝结物就叫做雨凇，形成的天气条件：近地面2km左右的空气层温度稍低于0度，2到4km的空气层温度高于0度，比较暖一些，再往上一层又低于0度。
9、雾是近地面空气的凝结现象，是由悬浮在空气中的小水滴或冰晶组成。其下层与地面相连。能见度1km以内称为雾，1到10km称为轻雾。
10、形成雾的基本条件是近地层空气中水汽充沛，有使水汽凝结的冷却过程，有凝结核存在。
11、根据雾形成的天气条件，分为气团雾（气团内）和锋面雾（与锋面有关）。气团雾分为冷却雾、蒸发雾、混合雾，冷却雾分为辐射雾、平流雾、上坡雾。
12、辐射雾是由于夜间地面辐射冷却，直接使近地面气层变冷形成的雾。条件是有充足的水汽、风力微弱而晴朗无云，有逆温。
13、平流雾是当暖空气一道冷的下垫面上所形成的雾。条件是移来的空气与下垫面的温差大，风速在3到7m/s。可在一天中任何时候形成。
14、平流雾发生在以下几种情况：冬季热带气团向高纬寒冷地区移动形成；暖季大陆暖气团移到较冷海面形成；冬季海洋暖气团移到冷的大陆形成；空气由暖海面移到冷海面。
15、平流雾的范围和厚度比辐射雾大。由于平流冷却和辐射冷却共同形成的雾成为平流辐射雾。
16、冬季海面上的烟雾腾腾和河流、湖面的水汽冒泡现象都是蒸发雾。
17、雾的地理分布是沿海多于内地，高纬多于低纬
18、云是由空气中的水滴和冰晶组成。云和雾的区别在于雾的下层与地面接触，云的下界不和地连接。使水汽达到饱和而凝结是云形成的基本条件。其过饱和由空气上升的绝热冷却造成的。
19、雾多是由辐射冷却和平流冷却（非绝热冷却）造成，云由绝热冷却造成。雾产生的条件是大气层结稳定，云形成于不稳定条件下。
20、产生大气上升运动的情况：1）动力抬升：暖湿气流受锋面、辐合气流的作用被迫抬升
或在运行中受地形阻拦产生上升气流，2)热力对流，大气层结不稳定或地面受热不均而产生，
3）动力上升与热力对流相结合
21、从云中降到地面上的液态或固态水称为降水。降水的形态：雨、雪、霰、雹。
22、云滴增长过程有云滴的凝结增长和云滴充并增长。在云滴增长初期，凝结增长为主，到了一定阶段，重力冲并为主。
23、根据云的形成分为：水成云、冰成云、混合云。冰晶与过冷却水滴共存时的冰晶效应是混合云云滴凝结增长进而形成降水的重要机制，大小云滴共存是水成云云滴凝结形成降水的重要机制。
第六章 气压变化和大气的水平运动
1、一个地方的气压值变化的根本原因是其上空大气柱中空气质量的增加或减少。大气柱质量的增减是大气柱厚度和密度改变的反映。气柱增厚，密度增大则空气质量增多，气压升高。
2、大气静力学方程gdz dp ρ=-说明气压随高度递减的快慢取决于空气密度和重力加速度的变化。一般重力加速度变化很小，故仅取决于空气密度。
3、在水平方向温度是影响单位气压高度差的主要因素。在垂直方向，气压是影响单位气压高度差的主要因素。
4、压高方程表示气压随着高度的增加按指数规律递减。
5、空气柱质量的变化主要由热力和动力因子引起。空气运动分为3种情况1）水平气流的辐合和辐散，2）不同密度气团的移动，3）空气的垂直运动。热力因子是气压周期性变化的原因，动力因子是气压非周期性运动的原因。辐合、冷平流造成气压升高，辐散、暖平流造成气压下降。
6、地面气压的日变化有单峰、双峰、三峰型式。双峰最为普遍特点是一天有一个最高值、一个次高值和一个最低值。09-10时最高值，15-16时最低值，21-22时次高值。03-04时次低值。陆地的日变化大于海洋，夏季大于冬季，山谷大于平原。纬度越高，日较差越小。
7、气压年变化与纬度、海陆幸智、海拔高度有关，大陆上气压最高值出现在冬季，最低值在夏季，由低纬向高纬增大。海洋上最高值出现在夏季，最低值在冬季。高山最高值在夏季，最低值在冬季。
8、气压场的5种形式：高压、高压脊、低压、低压槽、鞍形场。
9、气压系统的空间结构分为温压场对称系统和温压场不对称系统。对称系统包括暖性高压、冷性低压、暖性低压、冷性高压。暖高压和冷低压为深厚系统，暖地压和冷高压为浅薄系统。
10、作用于空气的力包括气压梯度力、地砖偏向力、惯性离心力、摩擦力。
11、气压梯度力由高压指向低压，与气压梯度成正比，与空气密度成反比。是空气产生水平运动的直接原因。
12、地转偏向力只在物体相对地面有运动时才产生。只改变运动的方向，不改变速率的大小。在北半球指向运动的右方。与风速成正比。随纬度增大而增大，赤道上为0。
13、地转偏向力对高纬或大尺度的运动有影响，惯性离心力对曲线运动有影响，摩擦力只在摩擦层起作用。
14、地转风是气压梯度力和地转偏向力平衡时，空气的等速直线运动。地转风方向与水平气压梯度力的方向垂直，即平行于等压线，背风而立，在北半球，高压在右，南半球相反。（风压定律）。
15、当空气作曲线运动时，气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力达到平衡时的风称为梯度风。在北半球，低压中的梯度风平行于等位势高度线，绕低压中心逆时针旋转，高压中梯度风平行于等位势高度线绕高压中心顺时针旋转。
16、由于水平温度梯度的存在而产生的地转风在铅直方向上的速度矢量差成为热成风。热成
风的风向与平均等温线平行。在北半球，背热成风而立，高温在右，低温在左。
17、空气的垂直运动有对流和系统性垂直运动。热力对流的水平尺度在0.1到50km。
18、系统性垂直运动是指由于水平气流的辐合、辐散、暖气流沿锋面滑升以及气流受山脉的机械阻滞等动力作用所引起的大范围、较规则的上升或下降运动。
第七章大气环流
1、大气中各种气流的综合称为大气环流，分为3级，一级环流水平尺度达几千千米，垂直尺度10千米，如行星风带，二级环流如季风、气旋、反气旋，三级环流如海陆风、山谷风。
2、大气环流形成的基本因子：太阳辐射、地球自转、地表性质。
3、赤道和低纬地区是辐射源，告慰和极地是辐射汇。太阳辐射分布不均是大气产生大规模运动的根本原因，大气在高低纬度间热量收支不平衡的产生是维持大气环流的直接原动力。
4、在地表性质均匀和自转的地球上，在地转偏向力的作用下大气环流模式为三圈环流：低纬的哈德来环流圈，中纬的费雷尔环流圈，高纬的极地环流圈。在近地层形成“三风四带”：信风带、盛行西风带、极地东风带，赤道低压带、副热带高压带、副极地低压带、极地高压带。地球自转是全球大气环流形成和维持的重要条件。
5、地形因子对大气环流的作用包括动力作用和热力作用，动力作用使气流达到高原或山脉时产生绕行、分支或爬越，同时使气流的速度发生变化，在迎风坡和背风坡形成弱风区，绕行的西风在大地形北部形成高压脊，南部形成低压槽。爬越的气流在迎风坡利于反气旋加强，背风坡气旋加深。热力作用使青藏高原夏季是热源，冬季是冷源。
6、永久性大气活动中心——全年始终都存在的大气活动中心。主要是由于三圈环流运行的动力原因而形成。在副极地低压带形成两个低压：冰岛低压、阿留申低压，冬季强而夏季弱。
7、半永久性大气活动中心——随季节而改变的大气活动中心。主要是由于地表热力性质差异的热力原因而形成。冬季，北半球：在副极地低压带的陆地上形成两个冷高压中心：亚洲高压、北美高压，夏季，北半球：在副热带高压带的陆地上形成两个低压中心：亚洲低压、北美低压。
8、对流层中上层大气环流的年变化为冬3夏4，冬季3个槽脊，夏季4个槽脊。
第八章天气系统
1、天气是一定区域短时段内的大气状态（冷暖、风雨、干湿、阴晴）及其变化的总称，天气系统是指引起天气变化和分布的高压、低压、和高压脊、低压槽等具有典型特征的大气运动系统。
2、大气运动系统的分类
大尺度天气尺度中尺度小尺度（大于2000km）（200-2000km）（2-200km）（小于2km）
温带超长波、长波气旋、锋背风坡雷暴
副热带副热带高压副热带低压、切变线飑线、暴雨龙卷风
热带赤道辐合带、季风台风、云团热带风暴对流群对流单体
3、气团是指气象要素(主要指温度和湿度和大气稳定度)水平分布比较均匀，垂直分布相似
的大范围的空气团。在同一气团中，各地气象要素的重点分布几乎相同，天气现象也大致一样。气团的水平范围可达几百到几千公里，垂直高度可达几公里到十几公里，
4、气团形成的条件：1）范围广阔、地表性质比较均匀的下垫面2）有一个能使空气物理
属性在水平方向均匀化的环流场。
5、气团的分类方法主要有2种，一种是按气团的热力性质不同（热力分类法），划分为冷
气团和暖气团；第2种是按气团的发源地（地理分类法），常分为冰洋气团、极地气团，热带气团、赤道气团。
6、大气中冷暖气团相遇后，其间有一个界面，由于湍流、辐射等作用，不同性质气团之间的界面实际上是一个过渡层，称为锋。锋与空间某一平面或垂直面相交的区域成为锋区。其水平范围长达几百千米到几千千米。水平宽度在近地面层一般为几十千米，到高空增宽，可达200—400km，甚至更宽些。
7、由于锋区的宽度和长度相比很小，因而常把锋看成是一个几何面，称为锋面。锋面与地面的交线称为锋线。锋面和锋线统称锋。凡伸展到对流层中上层者称为对流层锋，限于对流层低层（1.5km以下）称为近地面锋
8、根据锋在移动过程中冷、暖气团所占的主次，一般把锋分为冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋四种类型。根据气团的不同地理类型：冰洋锋、极锋、赤道锋。
9、影响锋面天气的主要因素有：垂直运动、大气中的水汽条件和大气稳定度。
10、造成锋附近的垂直运动的因素：磨擦辐合作用，锋面抬升作用、冷暖平流作用。
11、锋面天气主要是指锋附近的云和降水分布。锋面附近出现的天气取决于暖气团的水汽含量和层结稳定度。层结稳定和水汽含量高的暖空气形成层装云和连续性降水，水汽含量大和层结不稳定，形成对流云和阵性降水。
12、暖锋是沿着冷气团方向运动的。暖锋云系最前缘是卷云，依次是卷层云、高层云、雨层云。降雨发生在雨层云内。属连续性降水，降水区在锋前。
13、第一型冷锋锋面坡度为1/100，移动慢，雨区在锋后，多为连续性降水，但当锋前暖气团不稳定时，在地面锋线附近也常出现积雨云和雷阵雨天气。云系和暖锋相似，但排列相反。
14、第二型冷锋锋面坡度为1/70，移动快，天气剧烈，云雨区很窄，云系和暖锋相似。
15、准静止锋天气类似于第一型冷锋。如果有低空切变线或低涡，有显著降水。
16、气候锋是指具有不同性质的主要气团经常相互作用的最为频繁的过渡带。分为热带锋、极锋（温带锋）、北（南）极锋。
16、活动于我国的高空槽有西北槽、青藏槽、印缅槽。
17、冬季乌拉尔地区易出现乌拉尔山阻高，夏季鄂霍次克海易出现鄂霍次克海阻高。东北冷涡是一种切断低压。
18、同一高度上中心气压低四周气压高的水平涡旋，叫做气旋。地面流场(北半球)逆时针旋转，同一高度上中心气压高，四周气压低的水平涡旋，叫做反气旋。地面流场：北半球顺时针旋转。气旋和反气旋的水平尺度以最外围一条闭合等压线的直径表示。气旋和反气旋的强度以中心气压值或最大风速值表示。
19、按温压场结构温带气旋分为锋面气旋和无锋气旋。反气旋分为冷性反气旋和暖性反气旋。
20、气旋反气旋发展的条件：1）水平气流的辐合和辐散，2）温度平流的作用。
21、寒潮天气表现在大风和温度剧降。源地：新地岛以东和以西的洋面，欧亚大陆。路径为东路、西路、中路、东路和西路。
22、副热带高压属于暖高压（动力高压），为深厚系统，副高控制的地区为下沉气流，干旱炎。西太平洋副高是影响我国天气气候的重要天气系统，影响主要在夏半年，副高控制下炎热干燥，同时又为我国输送丰富的水汽。另一方面西伸的副高北侧的暖空气和北方南下的冷空气交汇，形成我国东部夏季雨带。它的南北位移造成我国东部雨带的南北位移。青藏高压是副高的组成部分。
23、热带气旋分为热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风、超强台风。台风的形成需要：高温洋面、合适的地转参数、较小的铅直风切变和一定的初始扰动。
23、季风是指具有以下特点的风：盛行风向具有明显的季节变化，即1月与7月盛行风向夹角大于120度，1月和7月盛行风向的平均频率超过40%；这两种风的性质差异明显；所带来的天气现象有明显差别。
24、沃克环流
25、厄尔尼诺：
26、南方涛动
《气象学与气候学》教案 第一章绪论 气候学历经经典、天气气候到现代气候学的发展过程是科学观念的革命，它包括认识和研究方法的根本变革，启示我们从系统中学习气候，学习气候又是为了更好的认识这个地球表层系统。 一、现代自然地理学与气象气候学 1、人类赖以生存的地球——地球表层系统——个相互作用的整体 任何子系统的变化都会影响其他子系统 2、气候系统与地球表层系统——几乎相互覆盖的研究客体，但重点不尽相同。 3、气候系统也包括了地球表层系统中的几个子系统 4、其中，大气圈与自然地理系统其他圈层相互作用中，大气圈最为活跃，是联系各子系统相互作用的重要纽带，是形成自然地理要素地 带性与非地带性分布特点的主要背景之一，也是构成地球表层系统重要圈层 二、大气圈——是处于特定条件下及具有特定成分的气圈 1、气候系统如何起动与运动，其中的热力、动力过程 2、气候系统中各部分的联系，相互作用与耦合的整体过程以及对气候的影响 3、气候的综合性与地域的差异性，以及气候系统的稳定性与敏感性等 三、特定成分及其影响： 1、主要及微量成分 2、微量成分及其特殊作用：—温室气体 —平流层与臭氧层--生命保护层，
—三态共存，参与能量，辐射，及天气 过程 四、重力场对大气层的约束及影响： —在重力的作用下，以地面为下边界，绕地球旋转的圈层。 —影响之一：垂直层结的形成——大气分层： 水平尺度>>垂直尺度。 五、对流层： 是深受下边界(热力及动力)影响的大气最底层，集中了80％的大气质量，也是大气圈层与其它圈层相互作用的主要场所。 六、水汽对大气状态影响之——湿空气状态方程 七、微量气体： 在气候系统中存在着短周期的微循环，成分可变。含量虽少，但对热辐射非常敏感，因而对大气热状态影响很大，人类活动参与了微循环一可造成对大气行为有意或无意的干扰。 影响举例：臭氧层 问题：地面条件如何影响大气活动(热力及动力)—相互作用 第二章大气的热能和温度 ——气候系统物理过程之一 太阳能启动气候系统的物理过程—形成全球温度差异的地带性与非地带性分布以及周期和非周期变化。地气间的热能交换过程是地表系统中最基本的相互作用和影响过程，它从能量上把几个圈层连接在一起。 一、太阳能进入气候系统 1、主要途径：太阳辐射能地面大气 太阳短波辐射经大气削弱到达地面，吸收成为地面热能
实用 气候气象学 第一章 气候系统概念： 气候系统是一个包括大气圈、水圈、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统一的物理系统。 气候系统的五大子系统：大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈 臭氧的形成与分布 臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。 主要由于在太阳短波辐射下，通过光化学作用，氧分子分解为氧原子后再和另外的氧分子结合而形成的。有机物的氧化和雷雨闪电的作用也能形成臭氧。 分布：大气中的臭氧随高度、纬度等不同而变化，近地面含量极少。它是在太阳紫外线辐射或闪电作用下，氧分子分解为氧原子后再和另外的氧分子结合而成的气体。据观测，臭氧含量随高度的分布很不规则，近地面含量很少，从10km 高度开始含量逐渐增加，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，含量又逐渐减少，到55km高度就极少了。造成这一现象的原因是由于在大气的上层中，太阳短波强度很大，使氧分子解离增多。因此，氧原子与氧分子相遇机会很少；即使臭氧在此处形成由于它吸收一定波长的
紫外线，又引起自身分解，因此，在大气上层臭氧的含量不多。到20-30km处，既有足够的氧分子，又有足够的氧原子，这给臭氧的形成提供了条件，故称这一层为臭氧层。在低于这一层的空气中，太阳短波紫外线大大减少，臭氧分解也减弱，所以氧原子数量减少，以致臭氧形成减少。 文档． 实用 ：臭氧能大量地吸收太阳紫外线，使臭氧层增暖，影响大气温度的垂直分布，从而对地作用球大气环流和气候的影响起着重要作用。同时，还对地面上的生物起着保护作用，使之免遭紫外线的伤害，少量紫外线可以起到杀菌治病的作用。对流层（地面——对流层顶）水汽，日常所见的大气现大气，90%对流层是大气的最下层，它的下界为地面，集中3/4 象均发生在此层，也是对人类生活、产生最有影响的层次。 特点：对流层有三个：由于本层的直接热源是地面，愈近地面大气获得热能愈多，温度气温随着高度而降低①。-0.65℃/100m愈加高，其气温直减率主对流的强度主要随纬度和季节的变化而不同②对流运动显著：由于下垫面起伏较大，海陆分布不同，大气受热不均，暖的地上升，冷的地方下沉，引起对流。对流层的上界因纬度和季节不同而异，就纬度而言，17-18km，低纬度：对流强，对流层较厚，平均厚度为中纬度：夏季对流强，冬季对流较弱，平均厚度10-20km 主要受地表影响大 高纬度：全年受到的太阳辐射最小，对流也最弱，对流层的厚度只有8-9km。 ③气象要素水平分布不均匀：温度和湿度不同
1.为什么可以把90km以下的干洁空气看成为有固定分子量的单一气体成分? 答：由于大气中存在着空气的垂直运动、水平运动、湍流运动和分子扩散，使不同高度、不同地区的空气得以进行交换和混合。 2.大气的上界有多高？在此高度内分为哪几层？对流层的主要特点有哪些？答：大气的物理上界为1200km，着眼于大气密度的大气上界为2000-3000km。分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。 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。 3.高山常年积雪、云峰高耸，反映了哪一层的特点？为什么？ 答：反映了对流层的特点，因为高山处于大气的对流层，对流层具有气温随高度增加而降低。 4.试分析对流层、中间层温度随高度降低的不同原因；平流层和暖层温度随高度迅速升高又是为什么? 答：①对流层主要从地面获得热量，因此气温随高度增加而降低； ②中间层由于几乎没有臭氧，而氮和氧等气体所能直接吸收的那些波长更短太阳辐射又大部分被上层大气吸收掉了，因此气温随高度增加而降低； ③平流层由于紫外线辐射很强烈，因此气温随高度增加而升高； ④暖层由于波长小于0.175微米的太阳紫外辐射都被该层中的大气物质所吸收，因此气温随高度增加而升高。 5.试从微观的分子运动论角度说明温度的实质。 答：在一定的容积内，一定质量的空气，其温度的高低只与气体分子运动的平均动能有关。当空气获得热量时，其分子运动的平均速度增大，平均动能增加，气温也就升高。
6.已知10oC时，E为12.3hpa；18oC时，E为20.6hpa。某地上午8时气温为23oC，e为12.3hpa；次日8时气温为23oC，e为20.6hpa。求两天8时的Td ，用此说明Td的高低直接与什么因子有关。 答：第一天上午8时e为12.3hpa,而10时E为12.3hpa，所以第一天8时的Td 为10℃。第二天上午8时e为20.6hpa,而18时E为20.6hpa，所以次日8时的Td为18℃。由此说明，当气压一定时，露点的高低只与空气中的水汽含量有关，水汽含量越多，露点越高。 7.比较干、湿空气状态方程说明: (1)在同温同压下，干、湿空气的密度谁大谁小？ (2)在同压下，空气愈潮湿、温度愈高，其密度将会减小还是增大？ 答：①在同温同压下，湿空气的密度比干空气的密度大。 ②在同压下，空气愈潮湿、温度愈高，其密度将会增大。 8.状态方程在气象上的重要作用是什么？ 答：研究空气状态变化的基本规律。 9.可见光的波长范围是多少？ 答：可见光的波长范围为0.4~0.76微米。 10.太阳辐射通过大气时发生哪些变化？为什么？ 答：①太阳辐射会被大气吸收，因为太阳辐射穿过大气层时，大其中的某些成分具有选择吸收一定波长辐射能的特性。 ②太阳辐射会被大气散射，因为太阳辐射通过大气，遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，都要发生散射。 ③太阳辐射会被大气反射，大气中云层和较大颗粒的尘埃能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去。 11.大气对太阳辐射的散射有什么规律？用此解释雨后天空呈青蓝色、空中尘粒较多时天空呈灰白色。
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。 气候学研究的对象是地球上的气候。气候和天气是两个既有联系又有区别的概念。从时间尺度上讲，天气是指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水等）的综合。天气过程是大气中的短期过程。而气候指的是在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合。它不仅包括该地多年来经常发生的天气状况，而且包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。例如从上海近百年的长期观测中总结出，上海在6月中旬到7月中旬，经常会出现阴雨连绵、闷热、风小、潮湿的梅雨天气，但是有的年份（如1958年）会出现少雨的“空梅”，也有的年份（如1954年）6—7月连续阴雨50—60天，出现“丰梅”。“开梅”和“断梅”的迟早也历年不同，这是上海初夏时的气候特征。 由此可见，要了解一地的气候，必须作长时期的观测，才能总结出当地多年天气变化的情况，决不能单凭1958年一年的观测资料，来说上海初夏的气候是干旱无雨，也不能凭1954年一年的情况，就说上海的初夏气候有持续50—60天的阴雨，那都是个别年份出现的具体天气现象，而气候是在多年观测到的天
第二章大气的热能和温度 [主要内容] 本章主要讨论与大气温度有关的辐射能量及其转化，说明了大气温度变化的原因，揭示了大气温度的时空分布规律。 [名词解释] 辐射：以电磁波为传播能量的方式 辐射能：通过辐射传播的能量 辐射强度：点辐射源在某方向上单位立体角内传送的辐射通量 辐射通量密度：单位面积内通过单位面积的辐射能量 黑体：可以吸收所有入射辐射的物体 太阳常数：日地处于平均距离，在大气上界，垂直于太阳光线的1平方厘米面积内，1分钟内获得的太阳辐射能量 直接辐射：太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射 散射辐射：经过散射后自天空投射到地面的太阳辐射 总辐射：直接辐射与散射辐射的总和 行星反射率：以全球平均而言，太阳辐射约有百分之30被散射和漫射后回宇宙 大气窗口：大气对长波辐射，在8—12波段处吸收率最小，透明度最大 地面有效辐射：地面放射的辐射与地面吸收到的大气逆辐射之差 干绝热直减率：对于干空气和未饱和的湿空气而言，气块绝热上升单位距离时的温度降低值湿绝热直减率：饱和湿空气绝热上升的减温率 泊松方程： 位温：气体从原有的压强与温度出发，绝热膨胀或压缩到标准压强时的温度 假相当位温：当气块中含有的水汽全部凝结降落时所释放的潜热，使原气温的位温达到极值大气稳定度：气块受任意方向扰动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度 气温的日较差：一天中气温最高值与最低值的差值 气温的年较差：一年中月平均气温的最高值与最低值的差值 热赤道：位于北纬20度左右的地区，平均温度1月7月均高于24摄氏度 逆温：一定条件下，对流层中出现气温随高度增加而设广告的现象 [填空] 1、太阳辐射是地球最重要的能量来源，一年中整个地球可以有太阳获得_5.44x10^24 _的能量。 2、气象学着重研究太阳、地球和大气的热辐射，它们的波长大约在___0.15-120______之间。 3、基耳荷夫定律表明：同一物体在温度T时放射某一波长的辐射，那么在同一温度下它也_吸收这一波长辐射____；一个物体的吸收率等于该物体同温度同波长的__放射率_______；__黑体__________的吸收能力最强，它也是最好的放射体。 4、黑体的总放射能力与它本身的__绝对温度的四次方___________成正比。 5、物体温度愈高，其单色辐射极大值所对应的波长__愈短_____________。 6、太阳辐射在大气中的减弱，以_臭氧___作用最为重要，_二氧化碳___ 作用其次，_悬浮在大气中的水滴、杂质__作用相对最小。 7、布格公式表示太阳辐射经过大气减弱之后到达地面的数值，其表达式为_I=I0P^m___________。 8、直接辐射有显著的年变化、日变化和纬度变化，这种变化主要由__太阳高度角_____决定。
气象学与气候学 Revised as of 23 November 2020
第一章引论 名词解释 1、气象：大气的物理现象（冷热，干湿，大气运动） 2、气候：多年天气的综合表现 3、天气：一定区域短时间内的大气状况及其变化的总称 4、气温垂直递减率：一般而言，高度每增加100m，气温则下降℃，这称为气 温垂直递减率，也叫气温垂直梯度 5、大气污染：也叫空气污染，指由于人为或自然原因，导致空气中的有害物质 的浓度超过一定限度、维持一定的时间，直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象 6、标准大气压：指在纬度45°，0℃时，海平面的大气压，一般1个标准大气 压=760mmHg= 问答题 1.何谓气象学气候学天气学气候与天气有什么区别 2.气象学是专门研究大气物理现象的一门学科；气候学是研究气候形成过程， 描述各地区气候条件以及气候变迁及原因的一门学科；天气学是研究天气形成、变化规律、预测未来天气的一门学科。 3.天气是指某一地区短时间内大气状况的综合，而气候是指在各个气候因子的 长期相互作用下，在某一个较长时间段内所表现出来的大量天气过程的综合。 4.大气成分中，二氧化碳、臭氧、水汽的分布和作用
5.二氧化碳在大气中的垂直分布是从低到高逐渐减少的，其功能一是能吸收地 面长波辐射，是低空大气变暖，二是具有“温室”作用； 6.臭氧主要分布在平流层，其功能一是吸收紫外线，保护地球上的生物不受其 危害，二是增温，在高空形成一个暖区，影响气温的垂直分布； 7.水汽主要分布在对流层大气中，随高度升高而递减，水汽是大气变化的重要 参与者，一能成云致雨，形成各种天气现象，二是善于吸收和放射长波辐射，加其三相变化有热量转化，所以对地面和空气的温度有一定影响 8.大气在垂直方向分为哪几层分层原则对流层和平流层的特征 9.大气由低空到高空依次分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层； 10.分层原则：大气在垂直方向上的物理性质是有显着差异的，根据温度、成 分、电荷、等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况进行分层；11.对流层：①高度在平均12km以下；②一般情况下，气温随高度升高而降 低；③空气垂直对流运动显着；④气象要素水平分布不均匀；⑤天气现象复杂多变；⑥从低到高有可以分为摩擦层、中层、上层 12.平流层：①高度从对流层顶到55km左右；②气温最初保持不变或微变，在 大约30km以上，气温随高度增加而显着升高，形成一个暖层；③气流平稳，水平运动为主；③水汽、尘埃含量少，能见度好，多晴朗天气，偶尔有积雨云冲入 13.同温度下干湿空气那个重，为什么虚温的意义和原理 14. 15. 16.为什么城市地区二氧化碳浓度要高一些
《气象学与气候学》要点及试题 *教学要点及试题： 绪论 重点： 1.气象学、气候学、天气学的概念及所研究对象 2.本学科与其他部门地理、区域地理学的关系 ●气象（meteor）: ●气象学（meteorology）运用物理学原理和数学物理方法，研究发生于大气中一切物理性质、物理现 象和物理过程的大气学科。 ●气象学主要研究内容是什么?1）大气一般的组成、范围、结构及各种要素等； ●（2）大气现象的发生、发展及能量来源； ●（3）探求大气现象的本质及其变化规律； ●（4）将大气现象中的规律应用于实践。 ● ●气候：某地气候—在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动长时间的相互作用下，某时段内（一 般指30年以上）大量天气过程的综合。 ●。 ●天气与气候简析。某一地区在某一瞬间或某一段时间内大气状况和大气现象的综合 ● 1.气候和天气关系密切，却是既有联系又有区别的二个不同概念： ● a. 天气:一个地区短时间内大气的具体状态。 ●例如：三亚市某日的最高气温30°C，最低气温20°C ，午后有雷阵雨 ● ● b. 气候：指一个地方多年的天气平均状况。 ●例如：在中国，东部地区7月较为闷热；北方地区1月和2月多严寒天气；某市年平均气温为25°C， 昆明四季如春，这些都属于气候现象。 ● ●气候学研究任务: ●气候系统及其组成： ●大气的物质组成：（1）干洁空气、（2）水汽、（3）固态、液态颗粒
●什么是气溶胶（Aerosols），其分布特征和作用是什么？ ●大气的圈层组成及各圈层特点 ●饱和水汽压（E）与温度（t）按指数规律变化。 ●绝对湿度： ●相对湿度： ●比湿（q） ●混合比（γ） ●露点（T d）当 ●风（wind） ●云： ●降水变率 ●空气状态方程： ●虚温:T v， ●思考题： 1.某气象台站测得某日某时f=40%，t=15℃，p=1000hPa， 求该时段的e、d、a、q、γ值。 2.北纬30°处有一座海拔1000m高的山，试分析该山地坡麓与山顶在上、下午不同时间各气象要素（T、p、 e、E、 f、t d）的分布及山南与山北的差别。 3.简介大气主要成分在大气层中的作用及微量气体（CO2、O3）影响气温垂直分布的原因及机制。 4.人类用什么方法来限制大气系统中二氧化碳含量的增加和 臭氧层遭到破坏？ 5.对流层的三个基本特征是怎样形成的？对人类生存自然环 境有何影响？ 6.对流层顶气温分布为何高纬高,低纬低? 7.说明状态方程物理意义. 8.说明各气象要素定义及单位. 9.干湿空气哪个重,为什么? 10.一块湿空气,P=1000hpa,e=23.4hpa,t=20°, 求该湿空气密度. 一、填空题： １.气象学是研究发生于（）中的一切（）和（）的科学，以（）为研究对象。用（）表示。 2.天气是指在某一地区，（）或（）内大气中的（）和天气现象的综合。
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著升高。(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)：放射能力强（弱），吸收能力强（弱）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。值为 1370W/m2 1)大气上界的太阳辐射（天文辐射） a.影响因素：日地距离、太阳高度角、白昼长度 b.天文辐射对热量分布的影响 ①全球获得太阳辐射最多的是赤道，随纬度增高而减少。形成热带、温带、寒带等气候带。 ②夏半年获得天文辐射量最大值在20°～25°的纬带上，由此向两极减少，最小值在极地。 （原因：太阳高度角大，白昼长度大于赤道） ③冬半年北半球获得天文辐射最大在赤道。随纬度增高而减少，到极点为零。高低纬度之间冬季气温差较大。 ④由于日地距离影响，南北半球天文辐射总量是不对称的，南半球夏季各纬圈日辐射总量大于北半球夏季相应各纬圈的 日辐射总量。相反，南半球冬季各纬圈日辐射总量小于北半球冬季相应各纬圈的日辐射总量。 2)穿过大气层的太阳辐射（反射、散射、吸收） a.主要变化：
1、气象、天气、气候的联系？ 答：气象是大气各种物理、化学状态和现象的统称； 天气是以气象要素值和天气现象表征的瞬时或较短时期的天气状况，是指特定时间、地区气象要素综合状况； 气候则指一个地区多年的大气状况，包括平均状况和极端状况，通过各种气象的统计量来表示，是天气的综合状况。 2、气象学、天气学、气候学的联系？ 答：气象学是关于大气中发生的物理现象和过程的科学； 天气学是关于天气变化规律的科学，包括天气系统、天气形势和天气现象形成演变规律及分析预报方法； 气候学是关于气候形成、分类、变迁的科学。 3、天气、气候与日常生活的关系？ 答：（1）干旱，致使土壤因蒸发而水分亏损，河川流量减少，破坏了正常的作物生长和人类活动，其结果造成农作物、果树减产，人民、牲畜饮水困难，及工业用水缺乏等灾害。 （2）暴雨使得在地势低洼、地形闭塞的地区，雨水不能迅速排泄造成农田积水和土壤水分过度饱和给农业带来灾害；暴雨甚至会引起山洪暴发、江河泛滥、堤坝决口给人民和国家造成重大经济损失。 （3）热带气旋（台风）造成狂风、暴雨、巨浪和风暴潮等恶劣天气，破坏力很强，给人民和国家造成重大经济损失。 （4）冰雹是一种严重的自然灾害，常常砸毁大片农作物、果园，损坏建筑物，威胁人类安全。 （5）雪灾，长时间大量降雪造成大范围积雪成灾，严重影响甚至破坏交通、通讯、输电线路等生命线工程，对人民生产、生活影响巨大。 4、天气、气候与农业生产的关系？ 答：农业生产过程主要是在自然条件下进行的，气候和土壤条件是最基本、最重要的自然环境和资源因素。而土壤的形成、水热状况和微生物活动等，在很大程度上又受气候条件的制约。不仅气象灾害给农业造成巨大损失，全球气候变化对未来农业可持续发展也带来巨大的影响。 （1）大气提供了农业生物的重要生存环境和物质、能量基础。农业生产的对象是植物、动物、微生物等生命有机体，其生长发育和一切生命活动都离不开温度、水分、光照、气体成分、气流等气象要素。特别是绿色植物光合作用的基本原料都来自大气环境，农业动物和农用微生物的物质转换过程又都建立在消耗和分解绿色植物的基础上。 （2）大气提供了可供农业生产利用的气候资源。农业生物顺利完成生长发育或完成预定农事活动都需要一定的物质基础、能量积累或有利环境，其中有利的气象条件可称为农业气候资源。 （3）气象条件还对农业设施和农业生产活动的全过程产生影响。气象条件还对温室、畜舍、仓库等农业设施的小气候及生产性能产生影响，对农机作业、化肥和农药等生产资料的使用效率，以及农产品加工、运输、贮藏等产后活动有很大影响。 （4）大气还影响着农业生产的宏观生态环境和其他自然资源。土壤、植被、水体等其他环境系统的形成演变很大程度上受到大气环境的影响和制约，土地、水资源、生物等其他自然资源的数量、质量及其气候资源的相互配置关系到农业生产类型分布和经济效益，特别是人类活动产生的温室效应导致的全球气候变化及其应对措施直接关系到人类社会、经济的可持续发展。 （5）农业生产活动对大气环境的影响。大规模垦荒、植树造林、水利工程等人类活动对局地大气环境产生各种影响，稻田和饲养的反刍动物是一种温室气体——CH4的主要来源，但种植
气象学与气候学试题及答案一、名词解释 1、大气污染：大气污染物在大气中达到一定的浓度，而对人类生产和健康造成直接或间接危害时，称为大气污染。 2、大气稳定度：是指气块受任意方向振动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度。 3、干洁空气：大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体称为干洁空气。 4、气团：一定范围内，水平方向上气象要素相对比较均一的大块空气。 5、气候：一个地区在太阳辐射，下垫面性质，大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。 6、水汽压：大气中水汽所产生的那部分压力称为水汽压。 7、辐射能：辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量，它们的传播速度等于光速，它们透过空间并不需要媒介物质，由辐射传播的能量称为辐射能。 8、辐射地面有效辐射：指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 9、光谱：太阳辐射能按波长的分布。 10、气旋：是一个占有三度空间的大尺空气涡旋，在北半球，气旋范围内空气作逆时针旋转，在同一高度上气旋中心的气压比四周的低。 11、高气压；由闭合等压线构成的高气压，水平气压梯度自中心指向外圈。 12、低气压：由闭合等压构成的低气压区，水平气压梯度自外向中心递减。 13、反气旋：是一个占有三度空间的大尺度空气涡旋，在北半球，反气旋范围内空气作顺时针方向旋转，在同一高度上，反气旋中心的气压比四周的高。 14 锋面气旋——生成和活动在温带一区的气旋称为温带气旋，而具有锋面结构的低压，称锋面气旋。 15、锋：是冷暖气团之间狭窄的过渡带，是一个三度空间的天气系统。 16、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。 17、冷锋：指冷气团势力比较强，向暖气团方向移动而形成的锋。 18、海陆风：由于海陆热力差异而引起的以一日为周期变化的风，白天风从海洋吹向陆地（海风）；夜晚风从陆地吹向海洋（陆风）。 19、山谷风：大山区，白天日出后山坡受热，其上的空气增温快，而同一高度的山谷上空的空气因距地面较远，增温慢，于是暖空气沿山坡上升，风由山谷吹向山坡，称谷风。夜间山坡，辐射冷却，气温迅速下降，而同一高度的山谷上空的空气冷却慢，于是山坡上的冷空气沿山坡下滑，形成与白天相反的热力环流。下层风由山坡吹向山谷，称为山风。这种以一日为周期而转换风向的风称为山谷风。 20、季风：以一年为周期，大范围地区的盛行风随季节而有显着改变的现象，风向不仅有季节改变，且方向的变化在120°以上 21、气候资源：指能为人类合理利用的气候条件，如光能、热能、水分、风等。 22、地转风：是气压梯度力与地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线水平运动的形式。 23、梯度风：自由大气中作曲线运动的空气，当G、A、C这个力达到平衡时形成的风称为梯度风 24、相对湿度：空气中实际具有的水汽压与同一温度下饱和水汽压的百分比。 25、雾：是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能风度小于1KM的物理现象。如果能风度在1-10KM范围内，则称为轻雾。 26、台风：当地面中心附近最大风速大于或等于32.6m/s的热带气旋称为台风，热带气旋是形成于热带海
第1—2章 1)简述气候系统。 答:气候系统就是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、雪圈与生物圈在内得,能够决定气候形成、气候分布与气候变化得统一物理系统。 太阳辐射就是气候系统得能源。在太阳辐射得作用下,气候系统产生了一系列复杂得过程,这些过程在不同得时间尺度上与不同得空间尺度上有着密切得相互作用,各个组成部分之间,通过物质与能量交换,紧密地结合成一个复杂得、有机联系得气候系统。 2)名词解释:天气、气候、天气系统、天气过程、天气预报、气象要素、辐射通量密度、比辐射率 答: 天气:某地在某一瞬间或某一短时间内大气状态与大气现象得综合。 大气状态:大气得气压、气温与湿度等。 大气现象:大气中得风、云、雨、雪等现象。 气候:在太阳辐射、大气环流、下垫面性质与人类活动得长期作用下,在某一时段内大量天气得综合。不仅包括该地多年得平均天气状况,也包括某些年份偶尔出现得极端天气状况。 天气系统:指引起天气变化与分布得高压、低压、高压脊、低压槽等典型特征得大气运动系统。 天气过程:天气系统得发生、发展、消失与演变得全过程。 天气预报:人们根据对天气演变规律得认识,利用多种观测及模拟手段,对未来一定时期内天气变化作出主、客观得判断。 气象要素:气象要素就是指表示大气属性与大气现象得物理量,如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量与能见度等等。 辐射通量密度:单位时间内通过单位面积得辐射能量称辐射通量密度(E),单位就是W/m2。 比辐射率就是反映物体热辐射性质得一个重要参数,与物质得结构、成份、表面特性、温度以及电磁波发射方向、波长(频率)等因素有关。 3)哪些自然现象能证实大气圈得存在？ 答:a、蓝色得天空。这就是由于大气中得一些非常细小物质成分,如气体、粉尘等,它们得直径较阳光得波长小得多,因此,蓝色得散射量较之于其她任何一种颜色能更多地被选择散射。这种散射称瑞利散射。b、白云。如果形成散射粒子得形状就是球形得,而且其直径并不比阳光得波长小,所有得波长都就是平均地被散射得,这种散射称迈耶散射。因此,云就是白色得。c、风。有风就说明有物质得存在,因为风就是由于大气不同部位得压力差别造成得。如果在真空中就不会有风了。d、流星。流星就就是陨石穿过大气层时,由于其速度太快,与大气摩擦产生热使陨石燃烧起来。否则我们得地球也与月球一样“千疮百孔”。 4)大气圈各层得主要物理特性就是怎样得？ 答:a、对流层 厚度:平均11－13km,赤道17－18km,两极8－9km。 质量:约占大气圈质量得75％。
《气象学与气候学》复习思考题及答案 一、名词解释 1、天气：指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水等）的综合。 2、干洁大气：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。 3、气候：一个地区在太阳辐射，下垫面性质，大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。 4、气候系统：由大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈组成的整个系统，以及系统内各子系统间一系列复杂的相互作用过程统称为气候系统。 5、辐射地面有效辐射：指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 6、黑体：对于投射到该物体上所有波长的辐射都能全部吸收的物体称为绝对黑体。 7、深厚系统：温压场对称的天气系统，如暖高压和冷低压。。 8、大气窗：大气中对地面长波辐射在8－12微米的吸收几乎为零，地面辐射直接透过大气层进入宇宙中。 9、温室效应：大气对太阳短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面，但由于大气中二氧化碳、水汽、氧化亚氮、氯氟烃等温室气体成分的存在，使大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热，并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分，对地表有保温效应，称为大气的温室效应，亦称花房效应。 10、大气污染：大气污染物在大气中达到一定的浓度，而对人类生产和健康造成直接或间接危害时。 11、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。 12、辐射：物体以电磁波或粒子流形式向周围传递或交换能量的方式。 13、辐射能：辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量，它们的传播速度等于光速，它们透过空间并不需要媒介物质，由辐射传播的能量称为辐射能。 14、大气逆辐射：指向地面的那部分大气辐射称为大气逆辐射。 15、地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。 16、地面辐射差额：在单位时间内，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差，称为地面辐射差额。 17、大气稳定度：处在静力平衡状态中的空气块因受外力因子的扰动后，大气层结（温度和湿度的垂直分布）有使其返回或远离原来平衡位置的趋势或程度，称之为大气稳定度。 18、干绝热过程：干空气或未饱和的湿空气作垂直升降运动时，既没有与外界交换热量，又没有发生水相变化的过程。 19、干绝热直减率：干空气或未饱和湿空气绝热上升单位距离时的温度降低值。 20、逆温：对流层中出现的气温随高度升高而递增的反常现象。 21、辐射逆温：在晴朗无风或微风的夜晚，因地面、雪面或冰面、云层顶部等的强烈辐射冷却，使紧贴其上的气层比上层空气有较大的降温而形成的的逆温。 22、阳伞效应：大气中云和气溶胶对太阳辐射的强烈散射和反射作用，减弱了到达地面的太阳辐射，对地面有降温作用。 23、温室效应：大气对太阳短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面，但大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热，并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分，对地表有保温效应。 24、气温年较差：一年中的最冷月的平均温度与最热月的平均温度之差。 25、虚温：在同一压强下，干空气密度等于湿空气密度时，干空气应有的温度。 26、露点：湿空气在水汽含量不变条件下，等压降温达到饱和时的温度。 27、位温：气块循着干绝热过程移动到同一个标准高度1000hPa 处，所具有的温度。 28、相对湿度：空气的实际水汽压与同一温度下的饱和水汽压之比。 29、饱和水汽压：在一定温度下，从水面或冰面进入空气中的水分子数与从空气中进入水面或冰面的水分子数相等时的水汽压。 30、位势高度：是指单位质量的物体从海平面抬升到某一高度克服重力所作的功。 31、高气压；由闭合等压线构成的高气压，水平气压梯度自中心指向外圈。
第一章 引论 1、说明“天气”和“气候”的区别和联系，并指出下列问题中哪些是天气性的，哪些是气候性的。 （1）室外棒球赛因雨而被取消； （2）今天下午最高气温25℃ （3）我要移居昆明了，那里阳光明媚，四季如春。 （4）本站历史最高温度为43摄氏度； （5）成都明天天气阴有阵雨。 答：天气与气候既有联系又有区别： 区别：（1）概念不同 天气：某地在某一瞬间或某一段时间内，大气状态和大气现象的综合。 气候：在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动的长期作用下，某一地区多年间 大气的一般状况，既包括大气的平均状况，也包括极端状况。 （2）变化周期不同 天气：变化快，周期短；气候：变化慢，周期长。 联系：天气是气候的基础，气候是天气的总结和概括。 气候是在多年观测到的天气基础上所得出的总结和概括，是在一定时段内由大量天气过程综合而得出的长期大气过程， 二者之间存在着统计联系，从时间上反映 出微观与宏观的关系 判断：属于天气的为（1、2、5），属于气候的为（3、4） 2、（1）某一中纬度城市的海平面气温为10℃，探空资料显示大气温度直减率为6.5℃/km ，对流层顶部气温为-55℃，试问其对流层顶的高度是多少？ （2）同一天赤道地区某地的气温是25℃，探空资料给出大气温度直减率为6.5℃/km ，对流层顶高16km ，那么对流层顶部的气温是多少？ 答：（1）已知：T 0=10℃， γ=6.5℃/km ，T=-55℃， 根据T= T 0 +γZ → Z=10km （2）已知：T 0=25℃， γ=6.5℃/km ，Z=16km ， 根据T= T 0 +γZ → T=-79℃ 3、已知在0℃、10℃、20℃、30℃和40℃时水面的饱和水汽压分别为6.1hPa 、12.3 hPa 、23.9 hPa 、42.3 hPa 、73.9 hPa 。假设一教室内气温为30℃，经测定其露点温度为10℃，那么该教室内空气的相对湿度是多少？ 答： 4、已知空气温度在13.4℃时，饱和差为4.2hPa ，那么空气要冷却到多少度时才达饱和？ 答：已知t=13.4℃ 5、已知相对湿度f=40%,气温为15℃，大气压为p=1000hPa ，求实际水汽压e 、比湿q 和水汽混合比γ。 答： 6、某湿空气气块的P=1000hPa ，e=25hPa ， t=32℃，其中干空气为3000g ，试问： 17.2717.2713.4237.313.4237.36.11 6.1115.4t t s e e e hPa ????? ? ?++????=?=?=12.342.3 100%29.1%a s e RH e = = ?=s a a s d e e e e d hPa =- ? =- = 15.4-4.2=11.217.276.11exp()8.63237.3a t e hPa t t =11.2=? ? =+℃17.271540% 6.11exp() 6.8215237.3a a s s e RH e RH e e ?= ? =?=?? =+hPa 36.820.6220.622 4.2410/1000a e q g g P - = ==?36.820.6220.622 4.2710/1000 6.82a a e g g P e γ- = ==?--
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第一章引论 名词解释 1、气象：大气的物理现象（冷热，干湿，大气运动） 2、气候：多年天气的综合表现 3、天气：一定区域短时间内的大气状况及其变化的总称 4、气温垂直递减率：一般而言，高度每增加100m，气温则下降0.6℃，这称为气温垂 直递减率，也叫气温垂直梯度 5、大气污染：也叫空气污染，指由于人为或自然原因，导致空气中的有害物质的浓度 超过一定限度、维持一定的时间，直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象 6、标准大气压：指在纬度45°，0℃时，海平面的大气压，一般1个标准大气压 =760mmHg=1013.3HPa 问答题 1.何谓气象学气候学天气学气候与天气有什么区别 2.气象学是专门研究大气物理现象的一门学科；气候学是研究气候形成过程，描述各地 区气候条件以及气候变迁及原因的一门学科；天气学是研究天气形成、变化规律、预测未来天气的一门学科。天气是指某一地区短时间内大气状况的综合，而气候是指在各个气候因子的长期相互作用下，在某一个较长时间段内所表现出来的大量天气过程的综合。
3.大气成分中，二氧化碳、臭氧、水汽的分布和作用？ 4.二氧化碳在大气中的垂直分布是从低到高逐渐减少的，其功能一是能吸收地面长波辐 射，是低空大气变暖，二是具有“温室”作用； 5.臭氧主要分布在平流层，其功能一是吸收紫外线，保护地球上的生物不受其危害，二 是增温，在高空形成一个暖区，影响气温的垂直分布； 6.水汽主要分布在对流层大气中，随高度升高而递减，水汽是大气变化的重要参与者， 一能成云致雨，形成各种天气现象，二是善于吸收和放射长波辐射，加其三相变化有热量转化，所以对地面和空气的温度有一定影响 7.大气在垂直方向分为哪几层分层原则对流层和平流层的特征 8.大气由低空到高空依次分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层； 9.分层原则：大气在垂直方向上的物理性质是有显着差异的，根据温度、成分、电荷、 等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况进行分层； 10.对流层：①高度在平均12km以下；②一般情况下，气温随高度升高而降低；③空 气垂直对流运动显着；④气象要素水平分布不均匀；⑤天气现象复杂多变；⑥从低到高有可以分为摩擦层、中层、上层 11.平流层：①高度从对流层顶到55km左右；②气温最初保持不变或微变，在大约 30km以上，气温随高度增加而显着升高，形成一个暖层；③气流平稳，水平运动为主；③水汽、尘埃含量少，能见度好，多晴朗天气，偶尔有积雨云冲入 12.同温度下干湿空气那个重，为什么虚温的意义和原理
气象学与气候学家庭作业一 1、大气组成 2、大气分层（结构）
家庭作业二 一、以下描述哪些是指“天气”？哪些是指“气候”？ 1. 今天的足球比赛因下雨停赛。 2. 北京的1月最冷。 3. 今天下午最高气温15℃。 4. 昨晚台风从广东省登陆。 5. 昆明是个旅游胜地，因为那四季如春。 6. 昨晚最低气温－20℃，是这个地方记录到的最低气温。 7. 今天多云。 答：天气是指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水等）。气候是指在某一时段内大量天气过程的综合，不仅包括该地多年来经常发生的天气状况，而且包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。 “天气”：1、3、4、7 “气候”：2、5、 6、昨晚最低气温－20℃，是这个地方记录到的最低气温：前半句是天气，后半句是气候。 二、某地区海平面气温23℃，估计其2km上空大气温度多少？ 解：已知气温直减率为0.65℃/100m 2km上空大气温度T=23-0.65×2000/100=10℃ 答：其2km上空大气温度约为10℃。 三、某地区春季海平面气温10℃，假设气温直减率为0.65℃/100m，对流层顶温度为-55℃，求该地对流层顶高度，并说明该地区所在纬度是：高、中、低纬哪个纬度？ 解：该地对流层顶高度h=［10-（-55）］÷0.65×100＝10000m＝10km 因为对流层在中纬度地区的厚度平均为10~12km，所以该地区为中纬度地区。（对流层低纬平均高度17-18Km，中纬10-12km，极地8-9km） 答：该地对流层顶高度为10km，是中纬度。 四、位于赤道某地区海平面气温25℃，假设气温直减率为0.65℃，其对流层顶高度为16km，求该地对流层顶温度？ 解：该地对流层顶温度T=25-0.65×16000/100＝-79℃ 答：该地对流层顶温度是-79℃