氣象學最后精品課件

1、氣象學最后第1頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五章 節(jié)教 學 內 容一引 論 二大氣的熱能和溫度三大氣中的水分四大氣的運動五氣候的形成六氣候帶和氣候型本學科的研究對象主要包括三個, 即:氣象學、天氣學和氣候學第2頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五（一）大氣圈概述（二）水圈、陸地、冰雪圈和生物圈概述一、氣象學、氣候學研究對象、任務和簡史二、氣候系統(tǒng)概述（一）氣象學與氣候學的研究對象和任務（二）氣象學與氣候學發(fā)展簡史三、有關大氣的物理性狀（一）主要氣象要素（二）空氣狀態(tài)方程第一章引論第3頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五b. 氣象學

2、的研究對象 地球上的大氣 其中主要內容有（P1）氣 能 本 用（大）氣 大氣一般的組成、范圍、結構及各種 要素等 能（量） 大氣現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展及能量來源 本（質） 探求大氣現(xiàn)象的本質及其變化規(guī)律；（應）用 將大氣現(xiàn)象中的規(guī)律應用于實踐氣象學（Meteorology）第4頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五氣象學與氣候學的發(fā)展簡史1.萌芽時期2. 發(fā)展初期3. 發(fā)展時期第5頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五大氣的垂直分層散逸層(外層) 暖層 中間層 平流層 對流層 2 大氣的結構第6頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第7頁，共19

3、2頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五對流層 對流層特點 對流層是大氣的最下層，它的下界為地面，集中3/4大氣，90%水汽，日常所見的大氣現(xiàn)象均發(fā)生在此層，也是對人類生活、產生最有影響的層次。 氣溫隨著高度而降低。平均065空氣具有強烈的對流、亂流運動氣象要素水平分布不均勻：第8頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五溫度隨高度升高而增加沒有強烈的對流運動 水汽、塵埃含量很少平流層（對流層頂?shù)?5km）第9頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五太陽輻射（一）什么是輻射一、輻射的基本知識二、太陽輻射（二）物體對輻射的吸收、反射和透射（三）輻射差額（四）輻

4、射的基本定律（一）太陽輻射光譜和太陽常數(shù)（二）太陽輻射在大氣中的衰減1、大氣對太陽輻射的吸收2、大氣對太陽輻射的散射 3、大氣的云層和塵埃對太陽輻射的反射（三）到達地面的太陽輻射1、直接輻射 2、散射輻射 3、總輻射（四）地面對太陽輻射的反射第10頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第一節(jié) 太陽輻射（一）輻射與 輻射能2、輻射能：通過輻射傳播的能量，稱為輻射能，也簡稱為輻射。太陽輻射就是以光速從太陽向四周發(fā)射的。1、輻射：自然界中的一切物體都以電磁波的方式向四周放射能量，這種傳播能量的方式稱為輻射。特點：輻射透過空間并不需要媒介物質，真空中也可以進行能量的傳輸?shù)?1頁，共1

5、92頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五如果某物體能把投射其上的所有波長的輻射全部吸收，即其吸收率為1(a=0,t=0)，這種物體稱為絕對黑體，簡稱黑體第12頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五（四）輻射的基本定律1、基爾霍夫定律2、斯蒂芬波爾茲曼定律3、維恩定律第13頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五輻射的基本定律 基爾荷夫(kirchoff)定律(選擇吸收定律) 定律 在一定溫度下，任何物體對于某一波長的放射能力(e,T) 與物體對該波長的吸收率(k,T)的比值，只是溫度和波長的函數(shù)，而與物體的其它性質無關。E,T只是波長和溫度的函數(shù)。eK

6、 E(，T)第14頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 斯蒂芬波爾茲曼(Stefan-Boltzmann)定律 黑體的總放射能力（ET）與它本身絕對溫度（T）的四次方成正比。即：ET T 4式中5.6710-8W.m-2.K-4為斯蒂芬波爾茲曼常數(shù)。可計算出黑體在T時的輻射強度，也可由黑體的輻射強度求得其表面溫度。物體溫度愈高，其放射能力愈強。 第15頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五mC/T 或 m T=C 如果波長以nm為單位，則常數(shù)C2896nm K,于是(3-6)式為： 維恩(Wien)位移定律 絕對黑體的放射能力最大值對應的波長(m) 與其本

7、身的絕對溫度(T)成反比。即：mT2896nmK 第16頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五二、太陽輻射（一）太陽輻射光譜和太陽常數(shù)1、太陽輻射光譜：太陽輻射中輻射能按波長的分布可把太陽輻射看作為黑體輻射，斯玻定律和維恩定律都可應用于太陽輻射。太陽輻射最強的波長為0.475m，相當于青光。第17頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 三個光譜區(qū)： 紫外線光譜區(qū)（波長小于0.4m） 可見光光譜區(qū)（波長在0.40.76m） 紅外線光譜區(qū)（波長大于0.76m）。第18頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五太陽輻射（一）什么是輻射一、輻射的基本知

8、識二、太陽輻射（二）物體對輻射的吸收、反射和透射（三）輻射差額（四）輻射的基本定律（一）太陽輻射光譜和太陽常數(shù)（二）太陽輻射在大氣中的衰減1、大氣對太陽輻射的吸收2、大氣對太陽輻射的散射 3、大氣的云層和塵埃對太陽輻射的反射（三）到達地面的太陽輻射（四）地面對太陽輻射的反射第19頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五（二）太陽輻射在大氣中的衰減 1、大氣的吸收有選擇性 占大氣體積的99%以上的氮、氧對太陽輻射的吸收微弱，而含量不多的水氣、二氧化碳和臭氧可以吸收某些波段的太陽輻射能。 第20頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 吸收作用 氧、臭氧、水汽和CO

9、2氣體成分強吸收波段弱吸收波段 使太陽能損耗氧 h2AO 08第33頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五（四）地面對太陽輻射的反射投射到地面的輻射，并非完全被地面吸收，其中一部分被地面所反射。反射的多少，取決于地表面的性質和狀態(tài)。陸地表面對太陽輻射的反射率為10%30%。其中深色土淺色土；粗糙土平滑土；潮濕土干燥土。雪面的反射率很大為90%；水的反射率隨太陽高度角的增大而減小；總的來說水面的反射率比陸面要小些。第34頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 不同性質下墊面的反射率種類反射率（%）種類反射率（%）干的新雪8095棉花2022一般雪面6070甜菜

10、1825污穢雪面4050馬鈴薯1927干黑土14水稻田1722濕黑土8牧草田1525新耕地17針葉林1015冬小麥1623闊葉林1520 深色土壤小于淺色土壤。 潮濕土壤小于干燥土壤。 新雪表面大于陳雪表面。第35頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五可見，即使到達地面的總輻射的強度一樣，地表性質不同，所真正得到的太陽輻射仍有很大差異，這也是地表溫度分布不均勻的重要原因之一。第36頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五太陽輻射（一）什么是輻射一、輻射的基本知識二、太陽輻射（二）物體對輻射的吸收、反射和透射（三）輻射的基本定律（一）太陽輻射光譜和太陽常數(shù)（二）

11、太陽輻射在大氣中的衰減（三）到達地面的太陽輻射（四）地面對太陽輻射的反射上節(jié)課回顧第37頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第二節(jié)地面和大氣的輻射（一）地面、大氣的輻射的概念及共性一、地面、大氣的輻射和地面有效輻射二、地面及 地-氣系統(tǒng)的輻射差額（二）地面和大氣長波輻射的特點（三）大氣逆輻射和地面有效輻射（一）地面的輻射差額（二）大氣的輻射差額（三）地-氣系統(tǒng)的輻射差額 第38頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五（一） 地面、大氣的輻射的概念及共性宇宙中的任何物質，只要它的溫度高于絕對零度時都能放射能量，地面吸收太陽輻射后（45%-反射掉）轉變?yōu)闊崮芎螅?/p>

12、使地面增溫，然后日夜不停的向外放射輻射，這就是地面輻射。大氣對太陽輻射的吸收很少,但能強烈的吸收地面的輻射，大氣主要靠吸收地面輻射后升溫，它也日夜不停的向外放出輻射，叫大氣輻射。1、地面輻射：2、大氣輻射：第39頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五大氣逆輻射：由大氣到達地面的那部分長波輻射。大氣輻射中向下的那一部分因為剛好和地面輻射相反，故稱大氣逆輻射。（三）大氣逆輻射和地面有效輻射1、 大氣逆輻射與大氣的保溫效應：第40頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五月球表面沒有大氣，因而沒有大氣的保溫效應，白天太陽輻射的地方溫度可達127 ，夜晚則降到-183

13、。1、 大氣逆輻射與大氣的保溫效應：（三）大氣逆輻射和地面有效輻射 大氣逆輻射使地面因放射輻射而損耗的能量得到一定的補償，由此可以看出大氣對地面有一種保暖的作用。大氣保溫效應大氣逆輻射的結果：大氣對地面的保溫作用第41頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五2、地面有效輻射 地面輻射與大氣逆輻射是經常存在的，地面放出輻射和地面吸收的大氣逆輻射之差稱為地面有效輻射。F0地面有效輻射F0 在通常情況下為正，是地面通過長波輻射失去熱量F0 為負時（逆溫、潮濕），是地面通過長波輻射獲得熱量Eg地面輻射地面吸收的大氣逆輻射（三）大氣逆輻射和地面有效輻射第42頁，共192頁，2022年，5

14、月20日，0點9分，星期五影響地面有效輻射因子：地面溫度、空氣溫度、空氣濕度和云量.地面溫度高有效輻射大地面失熱多空氣溫度高有效輻射小地面失熱少空氣濕度大有效輻射小地面失熱少云量大有效輻射小地面失熱少2、地面有效輻射（三）大氣逆輻射和地面有效輻射逆溫、高海拔、夜間風大時第43頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五地面和大氣的輻射（一）地面、大氣的輻射的概念及共性一、地面、大氣的輻射和地面有效輻射二、地面及 地-氣系統(tǒng)的輻射差額（二）地面和大氣長波輻射的特點（三）大氣逆輻射和地面有效輻射（一）地面的輻射差額（二）大氣的輻射差額（三）地-氣系統(tǒng)的輻射差額 第44頁，共192頁，2

15、022年，5月20日，0點9分，星期五為正時地面有熱量積累，地面溫度將上升為負時地面有熱量虧損，地面溫度將下降為零時地溫沒有變化，處于輻射動態(tài)平衡狀態(tài)（一）地面的輻射差額：地面吸收的輻射與放出的輻射之差。即 地面的輻射差額=地面得到的能量地面失去的能量地面得到的太陽輻射能+大氣逆輻射地面輻射地面有效輻射（Q+q太陽直接輻射和散射輻射）a為反射率a輻射差額=收入輻射支出輻射地面的輻射差額：第45頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五地面和大氣的輻射（一）地面、大氣的輻射的概念及共性一、地面、大氣的輻射和地面有效輻射二、地面及 地-氣系統(tǒng)的輻射差額（二）地面和大氣長波輻射的特點（

16、三）大氣逆輻射和地面有效輻射（一）地面的輻射差額（二）大氣的輻射差額（三）地-氣系統(tǒng)的輻射差額 第46頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五定義：大氣得到的輻射能與大氣失去的能量之差大氣直接吸收的太陽輻射+地面輻射大氣逆輻射+大氣輻射到宇宙空間得失整個大氣層的輻射差額為負值，也就是說，大氣是通過輻射能量來失去熱量的。短波 長波 (二)大氣的輻射差額：得失第47頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五地面和大氣的輻射（一）地面、大氣的輻射的概念及共性一、地面、大氣的輻射和地面有效輻射二、地面及 地-氣系統(tǒng)的輻射差額（二）地面和大氣長波輻射的特點（三）大氣逆輻射和

17、地面有效輻射（一）地面的輻射差額（二）大氣的輻射差額（三）地-氣系統(tǒng)的輻射差額 第48頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五（三）地氣 系統(tǒng) 的輻射差額如果將地面和大氣看作是一個系統(tǒng)那么收入的輻射和支出的輻射之差就是地氣系統(tǒng)的輻射差額得: 地面吸收的太陽輻射能(Q+q)(1-a) 大氣吸收的太陽輻射qa 失： 透過大氣層地面輻射和大氣輻射射向宇宙空間 的能量F 得失：Rs= (Q+q)(1-a) +qa-F 第49頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第三節(jié)、大氣的 增溫和 冷卻一、海陸的增溫和冷卻的差異（自學、歸納）二、空氣的增溫 和冷卻非絕熱變化： 幾種

18、基本形式絕熱變化三、大氣靜力穩(wěn)定度第50頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第二章 大氣的熱能和溫度第三節(jié) 大氣的增溫和冷卻 反射率：陸地反射率大，地面對太陽輻射量吸收少/水面反射率小，水面對太陽輻射量吸收多透明率：陸面低透明率，降低地面對太陽輻射量吸收/熱傳遞方式：單種方式，增加熱量交換/海水有充足的水源，它的蒸發(fā)量大，失熱較多，水溫不易升高。海面之上水汽較多，故氣溫不易下降。陸面正好相反 熱屬性：比熱小，變溫需要熱量值小，變溫迅速 水 比熱大，變溫需要熱量值大，變溫緩慢一、不同地面的增溫和冷卻 海陸差異結論：陸地受熱快，冷卻也快，溫度升降變化大。海洋升溫和冷卻都較慢，且

19、日較差和年較差都比陸地小。陸地是急性子，海洋是慢性子。第51頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 絕熱與非絕熱變化絕熱變化：空氣內能變化過程中，未與外界進行熱量交換。非絕熱變化：空氣內能變化過程中，與外界進行熱量交換。二、空氣的增溫與冷卻第52頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五1、氣溫的非絕熱變化（外界傳遞熱量的方式）傳導輻射對流湍流蒸發(fā)凝結二、空氣的增溫與冷卻第53頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五二、空氣的增熱和冷卻 (一)氣溫的非絕熱變化 1.傳導：就是依靠分子的熱運動將能量從一個分子傳遞給另一分子，從而達到熱量平衡的傳熱方

20、式 。 空氣與地面之間，空氣團與空氣團之間，當有溫度差異時，就會因為傳導作用而交換熱量。2.輻射：物體之間不停地以輻射方式交換著熱量。大氣主要依靠吸收地面的長波輻射而增熱，同時，地面也吸收大氣放出的長波輻射，這樣它們之間就通過長波輻射的方式不停地交換著熱量?？諝鈭F之間，也可以通過長波輻射而交換熱量。第54頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五3.對流：當暖而輕的空氣上升時，周圍冷而重的空氣便下降來補充，這種升降運動，稱為對流。通過對流、上下層空氣互相混合，熱量也就隨之得到交換。使低層的熱量傳遞到較高的層次，這是對流層中的熱量交換的重要方式。4.湍流：空氣的不規(guī)則運動稱為湍流，

21、又稱亂流。湍流是空氣層相互之間發(fā)生摩擦或空氣流過粗糙不平的地面時產生的。有湍流時，相鄰空氣團之間發(fā)生混合，熱量也就得到了交換。湍流是摩擦層中熱量交換的重要方式。 第55頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五5.蒸發(fā)(升華)和凝結(凝華)：水在蒸發(fā)(或冰在升華)時要吸收熱量；相反，水汽在凝結(或凝華)時，又會放出潛熱。如果蒸發(fā)(升華)的水汽，不是在原處凝結(凝華)，而是被帶到別處去凝結(凝華)，就會使熱量得到傳送。例如，從地面蒸發(fā)的水汽，在空中發(fā)生凝結時，就把地面的熱量傳給了空氣。因此，通過蒸發(fā)(升華)和凝結(凝華)，也能使地面和大氣之間，空氣團與空氣團之間發(fā)生潛熱交換。由于大

22、氣中的水汽王要集中在5公里以下的氣層中，所以這種熱量交換主要在對流層下半層起作用。第56頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第三節(jié)大氣的 增溫和 冷卻一、海陸的增溫和冷卻的差異二、空氣的增溫和冷卻非絕熱變化： 幾種基本形式絕熱變化三、大氣靜力穩(wěn)定度第57頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五2、干絕熱過程(Adiabatic process) 在氣象學上，任一氣塊與外界之間無熱量交換，即 時的狀態(tài)變化過程，叫做絕熱過程。干絕熱過程：將升、降的氣塊內部既沒有發(fā)生水相變化，又沒有與外界交換熱量的過程，稱作干絕熱過程。大氣的垂直運動過程可近似看作是絕熱的 氣溫的

23、絕熱變化第58頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五4、干絕熱直減率氣塊絕熱上升單位距離時的溫度降低值，稱絕熱垂直減溫率，簡稱絕熱直減率。對于干空氣和未飽和的濕空氣來說，則稱干絕熱直減率，以 表示，即實際工作中取 ,這就是說，在干絕熱過程中，氣塊每上升100m，溫度約下降1。如果氣塊的起始溫度為 ，干絕熱上升 高度后，其溫度 為：第59頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 與 比較必須注意： 與 （氣溫直減率）的含義是完全不同的。 是干空氣在絕熱上升過程中氣塊本身的降溫率，它近似于常數(shù)；而 是表示周圍大氣的溫度隨高度的分布情況?？梢杂胁煌瑪?shù)值，即可以大于、

24、小于或者等于 。gg第60頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五5、濕絕熱變化過程、濕絕熱直減率飽和濕空氣的上升過程中，與外界沒有熱量交換，該過程稱為濕絕熱過程。 (Wet adiabatic process)。飽和濕空氣絕熱上升的減溫率，稱為濕絕熱直減率，以 表示。當飽和濕空氣在做絕熱上升溫度受到兩方面的影響氣團中的干空氣上升體積膨脹降溫，也是每上升100m 溫度降低1 C。 水汽既已是飽和的，它會因為上升冷卻而發(fā)生凝結，凝結就要放熱，所以放出的熱量加熱氣塊又使溫度有所回升。 所以可以推論，因為有凝結放出熱量的補給，降溫要小于d。第61頁，共192頁，2022年，5月20日

25、，0點9分，星期五濕絕熱直減率濕絕熱直減率的表達式可寫成當飽和濕空氣上升時， ，則 ；下降時， ，則 所以 總小于 。第62頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五1、大氣穩(wěn)定度是指氣塊受任意方向擾動后，返回或遠離原平衡位置的趨勢和程度。若空氣受到對流沖擊力的作用，產生了向上或向下的運動，則有可能出現(xiàn)三種情況：如果空氣團受力移動后，逐漸減速，并有返回原來高度的趨勢，這時的氣層，對于該空氣團而言是穩(wěn)定的(stable)如空氣團一離開原位就逐漸加速運動，并有遠離起始高度的趨勢，這時的氣層，對于該空氣團而言是不穩(wěn)定的(unstable) 如空氣團被推到某一高度后，既不加速也不減速，這

26、時的氣層，對于該空氣團而言是中性氣層(neutral) 三、大氣穩(wěn)定度第63頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五3、判斷大氣穩(wěn)定度的基本方法 大氣是否穩(wěn)定，通常用周圍空氣的氣溫直減率（ ）與上升空氣塊的干絕熱直減率（ ）或濕絕熱直減率（ ）的對比來判斷。考慮干絕熱的情況：當起始溫度為 的干空氣或未飽和的濕空氣塊上升高度 時，其溫度變?yōu)?,而周圍的空氣溫度變?yōu)?。因為起始溫度相等,即 。則得判斷穩(wěn)定度的公式第64頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 （ ）的符號，決定了加速度a與擾動位移的方向是否一致，即決定了大氣是否穩(wěn)定。當 ，若 ，則 ，加速度與位移方

27、向相反，層結是穩(wěn)定的；當 ，若 ，則 ，加速度與位移方向一致，層結是不穩(wěn)定的；當 ，若 ，層結是中性的。第65頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五同理，飽和濕空氣作垂直運動時，溫度按濕絕熱直減率（ ）遞減，有 ；而周圍空氣的溫度為 。得結論：當 時，層結穩(wěn)定；當 時，層結不穩(wěn)定；當 時，層結中性第66頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五綜上所述可以得出以下幾點結論： 愈大，大氣愈不穩(wěn)定； 愈小，大氣愈穩(wěn)定。如果 很小，甚至等于0（等溫）或小于0（逆溫），將會抑制對流發(fā)展。當 時，不論空氣是否達飽和，大氣總是處于穩(wěn)定狀態(tài)，因而稱為絕對穩(wěn)定；當 時則相反，因

28、而稱為絕對不穩(wěn)定。當 時，對于作垂直運動的飽和空氣來說，大氣是處于不穩(wěn)定狀態(tài)的；而對于作垂直運動的未飽和的空氣來說，大氣是處于穩(wěn)定狀態(tài)的。這種情況稱為條件不穩(wěn)定狀態(tài)。如果知道了某地氣層的 值，就可以利用上述判據(jù)，分析當時的大氣穩(wěn)定度。 第67頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 在鐵塔上觀測的氣溫資料如下表所示，試計算 大氣溫直減率，并判斷該層大氣穩(wěn)定度1.5-10高度Z/m1.510氣溫t/o2524.8第68頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第四節(jié) 大氣溫度隨時間變化地表從太陽輻射得到大量熱量，同時又以長波輻射、顯熱和潛熱的形式將部分熱量傳輸給大氣

29、，從而失去熱量。從長時間平均來看，熱量得失相當，所以地面平均溫度保持不變。但在某一段時間里，熱量收入可能比支出得多，地面因有熱量累積而升溫；而當熱量支出大于收入時，地面將出現(xiàn)降溫過程。地面溫度的變化會通過非絕熱過程傳遞給大氣，大氣溫度也會相應變化。由于在熱量收支平衡中，太陽輻射處于主導地位，因此，隨著日夜、冬夏的交替，地面溫度、氣溫也會出現(xiàn)相應的日變化和年變化，這是周期性變化。氣溫還會因大氣的運動而有非周期變化。第69頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 1. 氣溫的周期性變化1、氣溫的日變化由于地球自轉，太陽輻射、輻射差額都有一個日變化的周期。這種周期性的變化又造成氣溫在

30、一日中有升有降的循環(huán)氣溫日較差：一天中氣溫的最高值與最低值之差，稱之氣溫日較差近地層氣溫日變化的特征是： 1）在一日內有一個最高值，一般出現(xiàn)在14時左右；一個最低值，一般出現(xiàn)在日出前后太陽輻射地面溫度大氣（溫度） 短波長波最大值12點13點14-15點原因太陽高度角最大12點之后地面熱量仍然得大于失，溫度還要上升一段時間大氣接收地面輻射需要一個過程而不是瞬間第70頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第三節(jié)大氣的 增溫和 冷卻一、海陸的增溫和冷卻的差異二、空氣的增溫和冷卻非絕熱變化： 幾種基本形式絕熱變化三、大氣靜力穩(wěn)定度第71頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分

31、，星期五2、干絕熱過程(Adiabatic process) 在氣象學上，任一氣塊與外界之間無熱量交換，即 時的狀態(tài)變化過程，叫做絕熱過程。干絕熱過程：將升、降的氣塊內部既沒有發(fā)生水相變化，又沒有與外界交換熱量的過程，稱作干絕熱過程。大氣的垂直運動過程可近似看作是絕熱的 氣溫的絕熱變化第72頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五4、干絕熱直減率氣塊絕熱上升單位距離時的溫度降低值，稱絕熱垂直減溫率，簡稱絕熱直減率。對于干空氣和未飽和的濕空氣來說，則稱干絕熱直減率，以 表示，即實際工作中取 ,這就是說，在干絕熱過程中，氣塊每上升100m，溫度約下降1。如果氣塊的起始溫度為 ，干絕

32、熱上升 高度后，其溫度 為：第73頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 與 比較必須注意： 與 （氣溫直減率）的含義是完全不同的。 是干空氣在絕熱上升過程中氣塊本身的降溫率，它近似于常數(shù)；而 是表示周圍大氣的溫度隨高度的分布情況。可以有不同數(shù)值，即可以大于、小于或者等于 。gg第74頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五5、濕絕熱變化過程、濕絕熱直減率飽和濕空氣的上升過程中，與外界沒有熱量交換，該過程稱為濕絕熱過程。 (Wet adiabatic process)。飽和濕空氣絕熱上升的減溫率，稱為濕絕熱直減率，以 表示。當飽和濕空氣在做絕熱上升溫度受到兩方

33、面的影響氣團中的干空氣上升體積膨脹降溫，也是每上升100m 溫度降低1 C。 水汽既已是飽和的，它會因為上升冷卻而發(fā)生凝結，凝結就要放熱，所以放出的熱量加熱氣塊又使溫度有所回升。 所以可以推論，因為有凝結放出熱量的補給，降溫要小于d。第75頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五濕絕熱直減率濕絕熱直減率的表達式可寫成當飽和濕空氣上升時， ，則 ；下降時， ，則 所以 總小于 。第76頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五1、大氣穩(wěn)定度是指氣塊受任意方向擾動后，返回或遠離原平衡位置的趨勢和程度。若空氣受到對流沖擊力的作用，產生了向上或向下的運動，則有可能出現(xiàn)三種

34、情況：如果空氣團受力移動后，逐漸減速，并有返回原來高度的趨勢，這時的氣層，對于該空氣團而言是穩(wěn)定的(stable)如空氣團一離開原位就逐漸加速運動，并有遠離起始高度的趨勢，這時的氣層，對于該空氣團而言是不穩(wěn)定的(unstable) 如空氣團被推到某一高度后，既不加速也不減速，這時的氣層，對于該空氣團而言是中性氣層(neutral) 三、大氣穩(wěn)定度第77頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五3、判斷大氣穩(wěn)定度的基本方法 大氣是否穩(wěn)定，通常用周圍空氣的氣溫直減率（ ）與上升空氣塊的干絕熱直減率（ ）或濕絕熱直減率（ ）的對比來判斷?？紤]干絕熱的情況：當起始溫度為 的干空氣或未飽和

35、的濕空氣塊上升高度 時，其溫度變?yōu)?,而周圍的空氣溫度變?yōu)?。因為起始溫度相等,即 。則得判斷穩(wěn)定度的公式第78頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 （ ）的符號，決定了加速度a與擾動位移的方向是否一致，即決定了大氣是否穩(wěn)定。當 ，若 ，則 ，加速度與位移方向相反，層結是穩(wěn)定的；當 ，若 ，則 ，加速度與位移方向一致，層結是不穩(wěn)定的；當 ，若 ，層結是中性的。第79頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五同理，飽和濕空氣作垂直運動時，溫度按濕絕熱直減率（ ）遞減，有 ；而周圍空氣的溫度為 。得結論：當 時，層結穩(wěn)定；當 時，層結不穩(wěn)定；當 時，層結中性第80

36、頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五綜上所述可以得出以下幾點結論： 愈大，大氣愈不穩(wěn)定； 愈小，大氣愈穩(wěn)定。如果 很小，甚至等于0（等溫）或小于0（逆溫），將會抑制對流發(fā)展。當 時，不論空氣是否達飽和，大氣總是處于穩(wěn)定狀態(tài)，因而稱為絕對穩(wěn)定；當 時則相反，因而稱為絕對不穩(wěn)定。當 時，對于作垂直運動的飽和空氣來說，大氣是處于不穩(wěn)定狀態(tài)的；而對于作垂直運動的未飽和的空氣來說，大氣是處于穩(wěn)定狀態(tài)的。這種情況稱為條件不穩(wěn)定狀態(tài)。如果知道了某地氣層的 值，就可以利用上述判據(jù)，分析當時的大氣穩(wěn)定度。 第81頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 在鐵塔上觀測的氣溫資料

37、如下表所示，試計算 大氣溫直減率，并判斷該層大氣穩(wěn)定度1.5-10高度Z/m1.510氣溫t/o2524.8第82頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第四節(jié) 大氣溫度隨時間變化地表從太陽輻射得到大量熱量，同時又以長波輻射、顯熱和潛熱的形式將部分熱量傳輸給大氣，從而失去熱量。從長時間平均來看，熱量得失相當，所以地面平均溫度保持不變。但在某一段時間里，熱量收入可能比支出得多，地面因有熱量累積而升溫；而當熱量支出大于收入時，地面將出現(xiàn)降溫過程。地面溫度的變化會通過非絕熱過程傳遞給大氣，大氣溫度也會相應變化。由于在熱量收支平衡中，太陽輻射處于主導地位，因此，隨著日夜、冬夏的交替，地

38、面溫度、氣溫也會出現(xiàn)相應的日變化和年變化，這是周期性變化。氣溫還會因大氣的運動而有非周期變化。第83頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 1. 氣溫的周期性變化1、氣溫的日變化由于地球自轉，太陽輻射、輻射差額都有一個日變化的周期。這種周期性的變化又造成氣溫在一日中有升有降的循環(huán)氣溫日較差：一天中氣溫的最高值與最低值之差，稱之氣溫日較差近地層氣溫日變化的特征是： 1）在一日內有一個最高值，一般出現(xiàn)在14時左右；一個最低值，一般出現(xiàn)在日出前后太陽輻射地面溫度大氣（溫度） 短波長波最大值12點13點14-15點原因太陽高度角最大12點之后地面熱量仍然得大于失，溫度還要上升一段時間

39、大氣接收地面輻射需要一個過程而不是瞬間第84頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第三章 大氣中的水分第一節(jié) 蒸發(fā)和凝結一、水相變化 二、飽和水汽三、影響蒸發(fā)的因素四、濕度的時間變化和分布五、大氣中水汽凝結的條件一、地面的水汽凝結物 二、近地面層空氣中的凝結 三、云一、降水的種類二、降水的形成三、降水的分布第三節(jié) 降水第二節(jié) 地表面和大氣中的凝結現(xiàn)象第85頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五2、水相變化的物理過程 從分子運動論看：水相變化是水的各相之間分子交換的過程水汽濃度不大，單位時間內跑出水面的水分子比落回水中的水汽分子多，系統(tǒng)中的水就有一部分變成了水

40、汽，這就是蒸發(fā)過程，反之，如果單位時間內落回水中的水汽分子比跑出水面的水分子多，系統(tǒng)中的水汽有一部分變成了水，就稱為凝結過程。與此相似，可定義凍結過程與融解過程，凝華過程與升華過程。第86頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 在同一時間內，跑出水面的水分子與落回水中的水汽分子恰好相等，系統(tǒng)內的水量和水汽分子含量都不再改變，即水和水汽之間達到了兩相平衡，這種平衡叫做動態(tài)平衡 動態(tài)平衡時的水汽稱為飽和水汽，當時的水汽壓稱為飽和水汽壓。第87頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五3、水相變化的判據(jù) 假設N 為單位時間內跑出水面的水分子數(shù)，n 為單位時間內落回水中

41、的水汽分子數(shù)，則得到水和水汽兩相變化和平衡的分子物理學判據(jù)，即：Nn 蒸發(fā)（未飽和）N=n 動態(tài)平衡（飽和）Nn 凝結（過飽和）Ee 蒸發(fā)E=e 動態(tài)平衡Ee 凝結第88頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五根據(jù)大量經驗數(shù)據(jù)繪制水的三種狀態(tài)分別存在于不同的溫度和壓強下水只存在于0以上的區(qū)域，冰只存在于0以下的區(qū)域，水汽雖然可存在0以上及以下的區(qū)域，但其壓強卻被限制在一定值域內三個區(qū)域水汽、水、冰三相共存點（A）純水（平水面）的位相平衡圖第89頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 表示水與水汽處于動態(tài)平衡時水面飽和水汽壓與溫度的關系。 蒸發(fā)線（OA）線上K

42、點所對應的溫度和水汽壓是水汽臨界溫度和臨界壓力，高于臨界溫度時就只能有氣態(tài)存在了，因此蒸發(fā)線在K 點中斷。 第90頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五表示冰與水汽平衡時冰面上飽和水汽壓與溫度的關系。升華線（OB）第91頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五二、飽和水汽壓2、飽和水汽與蒸發(fā)面性質的關系1）冰面和過冷卻水面的飽和水汽壓過冷卻水： 通常，水溫在0時開始結冰，但是試驗和對云霧的直接觀測發(fā)現(xiàn)，有時水在0以下，甚至在-20-30以下仍不結冰，處于這種狀態(tài)的水稱過冷卻水。過冷卻水與同溫度下的冰面比較，飽和水汽壓并不一樣。冰面和過冷水面的飽和水汽壓仍與溫度

43、成指數(shù)關系(OB、OB)冰面表面的飽和水汽壓小于同溫度下的過冷水面的飽和水汽壓E過冷卻水E冰 二者在不同溫度下的差值（表）第92頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 在云中，冰晶和過冷卻水共存的情況是很普遍的，如果當時的實際水汽壓介于兩者飽和水汽壓之間，就會產生冰水之間的水汽轉移現(xiàn)象。水滴會因不斷蒸發(fā)而縮小，冰晶會因不斷凝華而增大。這就是“冰晶效應”，該效應對降水的形成具有重要意義。冰晶效應第93頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 五、水汽凝結的條件 大氣中水汽凝結或凝華的一般條件是：一是有凝結核或凝華核的存在。二是大氣中水汽要達到飽和或過飽和狀態(tài)。第

44、94頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 第二節(jié) 地表面和大氣中的凝結現(xiàn)象一、地面的主要凝結現(xiàn)象露、霜、霧凇、雨凇 1、露(dew)和霜(frost) 輻射冷卻0TTd傍晚/夜間水汽小水滴(露)貼地層空氣中的水汽在地面發(fā)生凝結而形成的小水滴第95頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 霧是懸浮于近地面空氣中的大量水滴或冰晶，使水平能見度小于1km的物理現(xiàn)象。如果能見度在110km范圍內，則稱為輕霧。 二、近地面層空氣中的凝結霧 第96頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 近地面空氣中水汽充沛；有使水汽發(fā)生凝結的冷卻過程；凝結核的存在。1

45、、形成霧的基本條件第97頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 根據(jù)霧形成的天氣條件，可分為氣團霧及鋒面霧兩類。氣團霧在氣團內形成，鋒面霧是鋒面活動的產物。根據(jù)氣團霧的形成條件，又可分為冷卻霧、蒸發(fā)霧及混合霧三種。根據(jù)冷卻過程的不同，冷卻霧又分為輻射霧、平流霧及上坡霧等。其中又以輻射霧和平流霧最常見。 2、 霧的種類第98頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 輻射霧是由地面輻射冷卻使貼地氣層變冷而形成的。有利于形成輻射霧的條件是：（1）輻射霧空氣中有充足的水汽；天氣晴朗少云；風力微弱（13m/s）；大氣層結穩(wěn)定。 “早晨地罩霧，盡管曬稻谷”、“十霧九晴”說

46、的就是輻射霧第99頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第100頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第101頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五一、氣壓及其單位第一節(jié) 氣壓隨高度和時間的變化氣壓指大氣的壓強即靜止大氣中任意高度上的氣壓值等于其單位面積上所承受的大氣柱的重量單位截面大氣上界第三章大氣的運動第102頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五現(xiàn)行氣壓單位: 百帕，HPa1Pa =1N/m 曾用氣壓單位: 毫巴（mba）；汞高（mmHg）1mb =1HPa 1mmHg =1.333HPa 第103頁，共192頁，2

47、022年，5月20日，0點9分，星期五當選定溫度為0，緯度為45的海平面作為標準時，海平面氣壓為1013.25hPa，相當于760mm 的水銀柱高度，稱此為1 個標準大氣壓。 標準大氣壓第104頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五二、氣壓隨高度的變化任何地方的氣壓值總是隨著海拔高度的增高而遞減。 大氣柱厚度隨海拔升高而變小大氣柱密度隨海拔升高而變小據(jù)實測，近地層中高度每升100m，氣壓平均下降12.7HPa確定空氣密度大小與氣壓隨高度變化的定量關系，一般是應用靜力學方程和壓高方程第105頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五氣壓隨高度的變化單位截面大氣上界

48、P1P2Gz2z1 P2P1 PG gV g（z2z1） gz 取z0 大氣靜力學方程 dPgdz方程氣壓隨高度遞減的快慢取決于空氣密度（）和重力加速度（g）的變化。重力加速度（g）隨高度的變化量一般很小，因而氣壓隨高度遞減的快慢主要決定于空氣的密度。 大氣靜力學方程氣壓隨高度變化的定量關系第106頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五將大氣狀態(tài)方程 代入上式鉛直氣壓梯度或單位高度氣壓差，表示每升高1個單位高度所降低的氣壓值。100m100m第107頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五將 Rd , g 值代入，并將 T 換成攝氏溫標 t ，可得：實際工作中

49、使用氣壓高度差（h），表示鉛直氣柱中氣壓每改變一個單位所對應的高度變化值，等于鉛直氣壓梯度的倒數(shù)。1HPa1HPa100m100m鉛直氣壓梯度單位高度氣壓差氣壓高度差dzdP=h第108頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五相同氣壓條件下，氣柱的溫度愈高，密度愈小，氣壓隨高度遞減得愈緩慢，單位氣壓高度差愈大；反之，氣柱溫度愈低，單位氣壓高度差愈小同壓下，單位氣壓高度差與溫度成正比。第109頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五相同氣溫條件下，氣壓值愈大的地方，空氣密度愈大，氣壓隨高度遞減得愈快，單位氣壓高度差愈小；反之，氣壓愈低的地方單位氣壓高度差愈大。 同

50、溫下，單位氣壓高度差與氣壓成反比。第110頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五通常，大氣總處于靜力平衡狀態(tài)，當氣壓不太厚和要求精度不太高時，可以粗略估算大氣與高度間的定量關系，或者用于將地面氣壓訂正為海平面氣壓。如果研究的氣層高度變化范圍很大，氣柱中上下層溫度、密度變化顯著，該式難以直接應用，需采用適合于較大范圍氣壓隨高度變化的關系式，即壓高方程。第111頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五某氣象站海拔高度是40m，本站氣壓為1000hpa，氣溫為0，計算h值和海平面氣壓h8m/hpa，即高度每升高8m，第112頁，共192頁，2022年，5月20日，0

51、點9分，星期五2）氣壓隨時間變化的原因空氣柱質量的變化主要是由熱力和動力因子引起。熱力因子：溫度升降引起的空氣體積的膨脹或收縮，從而使空氣的密度發(fā)生變化。動力因子：大氣運動所引起的氣柱質量變化1、水平氣流的輻合和輻散。2、不同密度氣團的移動冷、暖平流空氣的垂直運動：3、氣柱內某高度上密度變化第113頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五2、氣壓隨時間變化的原因1）水平氣流的輻合和輻散 由于空氣水平運動的結果而導致某一區(qū)域內空氣質量逐漸聚集起來（流散開來）的現(xiàn)象。輻合氣壓升高；第114頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五2、氣壓隨時間變化的原因2）不同密度氣

52、團的移動冷、暖平流不同性質的氣團，密度往往不同。如果移到某地的氣團比原來氣團密度大，則該地上空氣柱中質量會增多，氣壓隨之升高。反之該地氣壓就要降低。 冷平流氣壓升高； 暖平流氣壓降低。第115頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五2、氣壓隨時間變化的原因3）空氣的垂直運動：氣柱內某高度上密度變化不變升高降低第116頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五地面氣壓的年變化 大陸夏季出現(xiàn)最低值，冬季出現(xiàn)最高值。海洋夏季出現(xiàn)最高值，冬季出現(xiàn)最低值。氣壓年較差小于同緯度大陸。 高山區(qū)夏季出現(xiàn)最高值，冬季出現(xiàn)最低值。 第117頁，共192頁，2022年，5月20日，0點

53、9分，星期五第二節(jié)氣壓場 氣壓的空間分布稱為氣壓場。一、氣壓場的表示方法(一) 等壓線和等壓面 氣壓的水平分布形勢通常用等壓線或等壓面來表示。表示水平面氣壓場的情況通常是用等壓線。氣壓相等的各點的連線，稱為等壓線。等壓線按一定氣壓間隔（如2.5hPa或5hPa）繪出，構成一張氣壓水平分布圖。若繪制的是海平面的等壓線，就是一張海平面氣壓分布圖。第118頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五（一）溫壓場對稱系統(tǒng) 由于溫壓場配置重合，所以該系統(tǒng)中水平面上等溫線與等壓線是基本平行的。系統(tǒng)中包括：暖性高壓 冷性低壓 暖性低壓 冷性高壓第119頁，共192頁，2022年，5月20日，0點

54、9分，星期五三、氣壓場的空間結構什么是單位氣壓高度差？復習：第120頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五單位氣壓高度差氣壓每改變1hpa所需要上升或下降的高度單位：m/hpadzdP=h同壓下，單位氣壓高度差與溫度成正比。第121頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五1、暖性高壓 高壓中心區(qū)為暖區(qū)，四周為冷區(qū)，等壓線和等溫線基本平行，暖中心與高壓中心基本重合。N G平面圖上的暖高壓 單位氣壓高度差（h）與溫度（T）成正比； 溫度愈高，等壓面間的間距愈大， 暖高壓因中心部位溫度高于四周，其高層等壓面較低層向上凸得多，而且愈向高空伸展，向上凸出得愈多。 暖高壓

55、不僅伸展的高度很高，而且還隨高度增高而加強。剖面圖上的暖高壓高暖冷冷h1h2h2第122頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五2、冷性低壓 低壓中心區(qū)為冷區(qū)，四周為暖區(qū)，等壓線和等溫線基本平行，冷中心與低壓中心基本重合。L D平面圖上的冷低壓 單位氣壓高度差（h）與溫度（T）成正比； 溫度愈低，等壓面間的間距愈小， 冷低壓因中心部位溫度低于四周，其高層等壓面較低層向下凹得多，而且愈向高空伸展，向下凹陷得愈多。 冷低壓不僅伸展的高度很高，而且還隨高度增高而加強。剖面圖上的冷低壓低冷暖暖h1h1h2第123頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五1、暖性低壓 低壓

56、中心區(qū)為暖區(qū)，四周為冷區(qū)，等壓線和等溫線基本平行，暖中心與低壓中心基本重合。N D平面圖上的暖低壓 （低空） 單位氣壓高度差（h）與溫度（T）成正比； 溫度愈高，等壓面間的間距愈大， 暖低壓因中心部位溫度高于四周，等壓面凹陷程度隨高度升高而逐漸減小，最后趨于消失。 若溫壓場結構不變，隨高度繼續(xù)增加，暖低壓就會變成暖高壓系統(tǒng)。剖面圖上的暖低壓低冷冷暖h1h1h2第124頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五2、冷性高壓 高壓中心區(qū)為冷區(qū)，四周為暖區(qū)，等壓線和等溫線基本平行，冷中心與高壓中心基本重合。L G平面圖上的冷高壓 （低空） 單位氣壓高度差（h）與溫度（T）成正比； 溫度

57、愈低，等壓面間的間距愈小， 冷低壓因中心部位溫度低于四周，等壓面凸起程度隨高度升高而逐漸減小，最后趨于消失。 若溫壓場結構不變，隨高度繼續(xù)增加，冷高壓就會變成冷低壓系統(tǒng)。剖面圖上的冷高壓h1h1h2高冷暖暖第125頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五由上可見，地面上的暖高壓和冷低壓都隨高度增高而加強，一直伸展到500hpa等壓面高度上仍然維持閉合等高線，這類系統(tǒng)稱為深厚系統(tǒng)。如西太平洋副熱帶高壓，就是暖高壓；我國東北的冷渦，就是冷低壓。地面的暖低壓和冷高壓都隨高度增高而減弱，到某一高度后就消失了。它們只存在于低空，稱為淺薄系統(tǒng)。如西伯利亞冷高壓；第126頁，共192頁，20

58、22年，5月20日，0點9分，星期五（三）溫壓場不對稱系統(tǒng)指地面的高、低壓系統(tǒng)中心同溫度場冷暖中心配置不相重合的系統(tǒng)。這種氣壓系統(tǒng)，中心軸線（同一氣壓系統(tǒng)在各高度上的系統(tǒng)中心的連線）不是鉛直的，而發(fā)生偏斜。第127頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五二、影響大氣環(huán)流的因素 1、太陽輻射的作用2、地球自轉的作用3、地表性質的作用（海陸分布、地形）4、地面摩擦的作用最基本的因子第128頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五第三節(jié) 大氣的水平運動和垂直運動第129頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五空氣無時無刻不在運動著。它的運動可分為水平運

59、動和垂直運動兩個分量。垂直運動與出現(xiàn)在廣闊區(qū)域并能持續(xù)幾天以致幾十天之久的水平運動相比，一般是很不顯著的。大氣相對于地面的水平運動通常稱為風。它對于大氣中水分、熱量的傳輸和天氣、氣候的形成、演變起著重要作用。第130頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五空氣的運動是在力的作用下產生的。作用于空氣的力有：重力（g）由于氣壓分布不均而產生的氣壓梯度力（G）由于地球自轉而產生的地轉偏向力（A）由于空氣層之間、空氣與地面之間存在相對運動而產生的摩擦力（R）由于空氣作曲線運動時產生的慣性離心力（C）這些力在水平分量之間的不同組合，構成了不同形式的大氣水平運動。第131頁，共192頁，2

60、022年，5月20日，0點9分，星期五 （一）氣壓梯度力氣壓梯度是一個向量：方向：垂直于等壓面，由高壓指向低壓大小：為這個方向上單位距離內氣壓的改變量 GN=P/N GN氣壓梯度， P兩等壓面間的氣壓差， N兩等壓面間的垂直距離 由于N是從高壓指向低壓，沿著N為正的方向上，氣壓總是降低的，因此P恒為負值，但氣壓梯度取正值，所以P/N前加一負號。第132頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分，星期五 氣壓梯度（GN= P/N） 可以分解為 水平氣壓梯度( P/n）和 垂直氣壓梯度( P/Z）兩個分量。 P3 P2 P1GN垂直水平第133頁，共192頁，2022年，5月20日，0點9分