氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件

氣象學(xué)與氣候?qū)W第三版主講：梁玉華氣象學(xué)與氣候?qū)W第三版主講：梁玉華1gg2凝凍災(zāi)害：直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)110多億元（摘自貴陽(yáng)晚報(bào)）袁周：在災(zāi)害天氣來(lái)到后，貴陽(yáng)市有50%的電表被破壞，大量的城市基礎(chǔ)設(shè)施受到破壞，對(duì)城市群眾生活工作造成了很大不便。而在農(nóng)業(yè)方面，受災(zāi)土地有100萬(wàn)畝左右，大量的牲畜被凍死；在電力方面，農(nóng)村80%的電網(wǎng)被摧毀，整個(gè)貴陽(yáng)市成為一個(gè)“孤網(wǎng)”，獨(dú)立運(yùn)行；在工業(yè)方面，除了卷煙廠(chǎng)之外其他很多企業(yè)全面關(guān)閉停產(chǎn)，數(shù)十萬(wàn)工人無(wú)班可上，每天損失三千萬(wàn)元的財(cái)政收入。從貴陽(yáng)市受災(zāi)以來(lái)，直接經(jīng)濟(jì)損失大概在110多億元以上。凝凍災(zāi)害：直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)110多億元（摘自貴陽(yáng)晚報(bào)）3讓我們了解一下凝凍災(zāi)害什么叫“凝凍”“凍雨”？并不是人人都知曉的。例如從未見(jiàn)識(shí)過(guò)這種特殊天氣現(xiàn)象的一些北方人士就不知道它的厲害。近來(lái)常聽(tīng)見(jiàn)有人說(shuō)：北方零下幾十度如何如何，貴州零下幾度有什么值得大驚小怪、如臨大敵？那讓我們看一下什么是“凝凍”和“凍雨”:

“凍雨”是在特定氣象條件下產(chǎn)生的一種很特殊的雨。它是很小很小的水滴，溫度在攝氏零度以下。一般的水在零下就會(huì)結(jié)成冰，但它的體積太小了，表面曲率很大，由于物理的原因，不能凝成固態(tài)，仍然保持液態(tài)，叫做“過(guò)冷水”。貴陽(yáng)人把它形象地稱(chēng)為“凝毛”。它一旦碰上低于零度的固體，物理?xiàng)l件滿(mǎn)足，立即就會(huì)凍結(jié)起來(lái)，挨著什么就粘住不放，而且不斷積累增厚，用我們貴陽(yáng)話(huà)說(shuō)，就是“凝起了”。

讓我們了解一下凝凍災(zāi)害4凍雨是一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣。同固態(tài)的降雪相比，它既有低溫冷害等共同性，還有其獨(dú)特的危害性。它會(huì)一層層地包裹在懸空的電線(xiàn)表面，大量積累后能壓斷輸電線(xiàn)和電話(huà)線(xiàn)，甚至壓塌電桿、鐵塔。它會(huì)一層層地覆蓋在路面上，堅(jiān)硬而且濕滑，造成交通困難。凝在機(jī)場(chǎng)跑道上，會(huì)造成飛機(jī)不能起降；如果飛機(jī)穿過(guò)過(guò)冷水層，螺旋槳和機(jī)翼就可能結(jié)冰而引起事故。單說(shuō)這幾方面，就足以對(duì)人們的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重的后果。

凝凍天氣伴隨著陰冷，不像北方雪后多晴，容易緩解。目前我省的凝凍天氣之強(qiáng)度和長(zhǎng)度，面積和造成的災(zāi)害，是幾十年未遇的。我們正真實(shí)地鏖戰(zhàn)兇猛的強(qiáng)敵。萬(wàn)眾一心的貴州人，一定能夠取得這場(chǎng)歷史性戰(zhàn)斗的完全勝利！

凍雨是一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣。同固態(tài)的降雪相比，它既有低溫冷害5氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件6氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件7重慶百年一遇特大旱災(zāi)為歷史罕見(jiàn)

新華社特稿2006-08-31

重慶市副市長(zhǎng)陳光國(guó)介紹說(shuō)，今年５月中旬以來(lái)，重慶市遭受了總體上百年一遇的特大旱災(zāi)。此次旱災(zāi)是自１８９１年重慶有氣象資料記錄以來(lái)最嚴(yán)重的一次。

據(jù)介紹，重慶此次特大旱災(zāi)呈現(xiàn)出“五個(gè)歷史罕見(jiàn)”的特點(diǎn)：一是干旱持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)歷史罕見(jiàn)。今年發(fā)生在重慶市東北部的夏旱５月中旬開(kāi)始露頭，持續(xù)３０至４０天。夏旱連伏旱，大部分地區(qū)總旱天數(shù)超過(guò)６０天，渝東北地區(qū)超過(guò)９０天，巫溪縣已長(zhǎng)達(dá)９６天。

二是干旱強(qiáng)度之大歷史罕見(jiàn)。干旱期間，各地日平均氣溫較常年同期偏高２℃－３℃，降水大部分地區(qū)偏少９成，蒸發(fā)量偏多６成到１倍。８月１５日，綦江縣日極端氣溫達(dá)４４．５℃，刷新了重慶保持５３年的日極端氣溫紀(jì)錄。各地３５℃以上的高溫天數(shù)普遍為３１至５７天，氣溫、降水、蒸發(fā)量等主要干旱指標(biāo)均為歷史同期極值。重慶百年一遇特大旱災(zāi)為歷史罕見(jiàn)

新華社特稿2006-08

三是抗旱水源之少歷史罕見(jiàn)。大江大河出現(xiàn)“洪水不洪”、“汛期枯水”的現(xiàn)象。嘉陵江內(nèi)載重船已經(jīng)禁航。全市有２／３的溪河斷流，２７５座水庫(kù)水位處于死水位。１０８１個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）中有２／３出現(xiàn)供水困難。截至目前，全市水利工程蓄水量不足９．５億立方米，只占應(yīng)蓄水量的３３％。

四是干旱范圍之廣歷史罕見(jiàn)。除秀山、酉陽(yáng)、石柱為嚴(yán)重干旱外，其余３７個(gè)區(qū)縣為特大干旱。受災(zāi)人口突破２１００萬(wàn)人，農(nóng)作物受災(zāi)面積近２０００萬(wàn)畝，７９５萬(wàn)人、７３５萬(wàn)頭牲畜出現(xiàn)飲水困難。

五是旱災(zāi)損失之重歷史罕見(jiàn)。全市秋糧作物將減產(chǎn)２至３成，煙葉、藥材、商品菜等高附加值經(jīng)濟(jì)作物大面積減產(chǎn)甚至絕收；２５８萬(wàn)畝柑橘不同程度受災(zāi)，其中有６４萬(wàn)畝絕收；近兩年退耕還林的３８１萬(wàn)畝在土苗木死亡率超過(guò)５０％，江津市５０萬(wàn)畝花椒基地死亡花椒樹(shù)３０００余萬(wàn)株；全市發(fā)生森林火災(zāi)９２起，過(guò)火面積８１３０畝；受災(zāi)畜禽３６６４余萬(wàn)頭（只）；潼南縣瓊江流域網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)近日出現(xiàn)“翻塘”現(xiàn)象，一次性死魚(yú)１２００多噸；因高溫、限電、供水困難等造成企業(yè)限產(chǎn)停產(chǎn)減少產(chǎn)值３４億元。旱災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到６３．７５億元，其中農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失５１．２８億元。

陳光國(guó)披露，在重慶特大旱災(zāi)中，中央和市級(jí)財(cái)政安排的救災(zāi)資金累計(jì)達(dá)到２．２３億元，市政府社會(huì)捐助接收辦公室接收捐贈(zèng)資金１．１４億元（含認(rèn)捐資金），各區(qū)縣接收１６００多萬(wàn)捐贈(zèng)資金，共計(jì)３．５億多元。三是抗旱水源之少歷史罕見(jiàn)。大江大河出現(xiàn)“洪水不洪”、9氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件10第一章引論第一節(jié)氣象學(xué)、氣候?qū)W的研究對(duì)象、任務(wù)第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述第三節(jié)有關(guān)大氣的物理性狀第一章引論11第一節(jié)氣象學(xué)、氣候?qū)W的研究對(duì)象和任務(wù)

第一節(jié)氣象學(xué)、氣候?qū)W的研究對(duì)象和任務(wù)

12一、氣象學(xué)與氣候?qū)W的研究對(duì)象和任務(wù)1、氣象學(xué)——人類(lèi)在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中不斷地對(duì)它們進(jìn)行觀(guān)測(cè)、分析、總結(jié)，從感性認(rèn)識(shí)提高到理性認(rèn)識(shí)，再在生產(chǎn)實(shí)踐中加以驗(yàn)證、修訂、逐步提高，這就產(chǎn)生了氣象學(xué),及：專(zhuān)門(mén)研究大氣現(xiàn)象和過(guò)程，探討其演變規(guī)律和變化，并直接或間接用之于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐為人類(lèi)服務(wù)的科學(xué)。氣象學(xué)領(lǐng)域廣，其基本內(nèi)容是：⑴把大氣當(dāng)作研究的物質(zhì)客體來(lái)探討其特性和狀態(tài)，如大氣的組成、范圍、結(jié)構(gòu)、溫度、濕度、壓強(qiáng)和密度等等；⑵研究導(dǎo)致大氣現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的能量來(lái)源、性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化；⑶研究大氣現(xiàn)象的本質(zhì)，從而能解釋大氣現(xiàn)象，尋求控制其發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律；⑷探討如何應(yīng)用這些規(guī)律，通過(guò)一定的措施，為預(yù)測(cè)和改善大氣環(huán)境服務(wù)（如人工影響天氣、人工降雨、消霧、防雹等），使之能更適合于人類(lèi)的生活和生產(chǎn)的需要。一、氣象學(xué)與氣候?qū)W的研究對(duì)象和任務(wù)1、氣象學(xué)——人類(lèi)在長(zhǎng)132、氣候?qū)W研究的對(duì)象是地球上的氣候。氣候和天氣是兩個(gè)既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念。從時(shí)間尺度上講，天氣是指某一地區(qū)在某一瞬間或某一短時(shí)間內(nèi)大氣狀態(tài)（如氣溫、濕度、壓強(qiáng)等）和大氣現(xiàn)象（如風(fēng)、云、霧、降水等）的綜合。天氣過(guò)程是大氣中的短暫過(guò)程。而氣候指的是在太陽(yáng)輻射、大氣環(huán)流、下墊面性質(zhì)和人類(lèi)活動(dòng)在長(zhǎng)時(shí)間相互作用下，在某一時(shí)段內(nèi)大量天氣過(guò)程的綜合。它不僅包括該地多年來(lái)經(jīng)常發(fā)生的天氣狀況，而且包括某些年份偶爾出現(xiàn)的極端天氣狀況。2、氣候?qū)W研究的對(duì)象是地球上的氣候。氣候和天氣是兩個(gè)既有14

天氣變化快，變化的周期短。

氣候變化的周期相對(duì)于天氣來(lái)講是較長(zhǎng)的，它的時(shí)間變化尺度有季際、年際、十年際、百年際、千年際、萬(wàn)年際等等。

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現(xiàn)代氣候?qū)W從概念上已經(jīng)不再是氣象學(xué)或地理學(xué)的一個(gè)分支的經(jīng)典氣候?qū)W，而是大氣科學(xué)、海洋學(xué)、地球物理和地球化學(xué)、地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、冰川學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)以至有關(guān)社會(huì)科學(xué)相互滲透，共同研究的交叉科學(xué)?，F(xiàn)代氣候?qū)W從概念上已經(jīng)不再是氣象學(xué)或地理學(xué)的一個(gè)分支的16

在地理系、環(huán)境科學(xué)系等系科開(kāi)設(shè)的氣象學(xué)與氣候?qū)W是以普通氣象學(xué)為基礎(chǔ)，以氣候?qū)W為重點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，也是基礎(chǔ)技術(shù)訓(xùn)練課程，它的基本任務(wù)是：㈠通過(guò)實(shí)踐，掌握氣象觀(guān)測(cè)，氣候統(tǒng)計(jì)分析和氣候調(diào)查的方法，來(lái)記敘所觀(guān)測(cè)到的氣候現(xiàn)象，從定性和定量?jī)煞矫嬲f(shuō)明它們的特征。㈡探討它們的正確解釋和研究它們的發(fā)展規(guī)律，特別要掌握天氣演變和氣候形成的規(guī)律性，了解和解釋各不同地區(qū)的氣候特征，弄清氣候資源及其地理分布，進(jìn)行氣候分類(lèi)和氣候區(qū)劃，研究氣候變遷的原因及其規(guī)律。在地理系、環(huán)境科學(xué)系等系科開(kāi)設(shè)的氣象學(xué)與氣候?qū)W是以普通17㈢應(yīng)用已發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，采取有效的措施，充分利用氣候資源，減少人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氣候的不利影響，防御或減少氣候?yàn)?zāi)害，為有關(guān)的生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)。㈣氣象學(xué)、氣候?qū)W與自然地理學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)和區(qū)域地理等有密切的依存關(guān)系，在教學(xué)中應(yīng)注意為這些有關(guān)后續(xù)課程奠定必要的基礎(chǔ)。㈢應(yīng)用已發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，采取有效的措施，充分利用氣候資源，18二、本課程特點(diǎn)

1、理論性強(qiáng)氣象學(xué)是研究大氣的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的發(fā)生、發(fā)展和變化規(guī)律的學(xué)科，以許多物理概念和原理為基礎(chǔ)2、綜合性強(qiáng)大氣中所發(fā)生的一切物理現(xiàn)象都是大氣中熱力和動(dòng)力因素綜合影響的結(jié)果，大氣中各個(gè)要素之間是相互影響、相互制約的。因此，必須建立起大氣是一個(gè)有機(jī)整體的概念3、實(shí)踐性強(qiáng)氣象學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，如：要了解大氣的特性，就必須進(jìn)行氣象觀(guān)測(cè)；要了解大氣變化，就需進(jìn)行天氣分析。在本課程的學(xué)習(xí)中，要參加觀(guān)測(cè)和天氣預(yù)報(bào)實(shí)踐，以增強(qiáng)對(duì)大氣屬性和天氣變化規(guī)律的理解。

二、本課程特點(diǎn)19三、學(xué)習(xí)本課程的要求和目的要求1、了解大氣的組成和結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)大氣圈在地理環(huán)境中所起的作用2、掌握大氣中物理現(xiàn)象、物理過(guò)程產(chǎn)生的能量來(lái)源和大氣運(yùn)動(dòng)的基本原理3、了解天氣變化和分布的基本規(guī)律，初步識(shí)別各種天氣系統(tǒng)的特點(diǎn)和伴隨的天氣4、初步熟悉氣象觀(guān)測(cè)方法和天氣預(yù)報(bào)過(guò)程，增強(qiáng)指導(dǎo)中學(xué)生開(kāi)展課外氣象活動(dòng)的能力5、了解氣候分類(lèi)的方法，熟悉各種氣候的特點(diǎn)、形成原因及分布三、學(xué)習(xí)本課程的要求和目的要求20目的1、能勝任中學(xué)地理教學(xué)中有關(guān)氣象、氣候部分的教學(xué)任務(wù)2、為學(xué)習(xí)后繼課程，如水文地理、土壤地理、植物地理和區(qū)域地理等提供必要的基礎(chǔ)3、有利于培養(yǎng)學(xué)生辨證唯物主義世界觀(guān)目的1、能勝任中學(xué)地理教學(xué)中有關(guān)氣象、氣候部分的教學(xué)任務(wù)21第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述

氣候系統(tǒng)是一個(gè)包括大氣圈、水圈、陸地表面、冰雪圈和生物圈在內(nèi)的，能夠決定氣候形成、氣候分布和氣候變化的統(tǒng)一的物理系統(tǒng)。太陽(yáng)輻射是這個(gè)系統(tǒng)的能源。在氣候系統(tǒng)中的大氣、水、陸地表面、冰雪圈、生物圈不是彼此孤立的，而是互相影響、制約、保持密切的依賴(lài)關(guān)系的。第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述

氣候系統(tǒng)是一個(gè)包22大氣圈與水圈運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的關(guān)系大氣圈與巖石圈運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的關(guān)系大氣圈與生物圈運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的關(guān)系

結(jié)論：大氣過(guò)程與水圈、巖石圈、生物圈運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程之間存在密切的內(nèi)在相互聯(lián)系、相互制約、相互影響、并處于不斷的發(fā)展?fàn)顟B(tài)中。在氣候系統(tǒng)的五個(gè)子系統(tǒng)中，大氣圈是主體部分，也是最可變部分。大氣圈與水圈運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的關(guān)系23一、大氣圈概述㈠大氣的組成

1、多種氣體的混合物——三大類(lèi)物質(zhì)組成:干結(jié)空氣、水汽、氣溶膠離子

2、干潔空氣為主體

其中氮（N２）氧（Ｏ２）和氬（Ａr）三者合占大氣總體積的99.96％，其它氣體含量甚微。除水汽外，這些氣體在自然界的溫度和壓力下總呈氣體狀態(tài)，而且標(biāo)準(zhǔn)狀況下（氣壓1013.25hpa溫度0℃）。密度約為1293g/m3。

從地面開(kāi)始，向上直到90km處，空氣主要成分（除水汽臭氧和若干污染氣體外）的比例基本上是不變的。因此，在90km以下可以把干潔空氣當(dāng)成分子量為28.97的“單一成分”來(lái)處理。在90km以上，大氣的主要成分仍然是氮和氧，但平均約從80km開(kāi)始由于紫外線(xiàn)的照射，氧和氮已有不同程度的離解，在100km以上，氧分子已幾乎全部離解為氧原子，到250km以上，氮也基本上都離解為氮原子。

一、大氣圈概述㈠大氣的組成24

3、易變成分,含量不定

易變成分——在空氣中所占比例隨時(shí)間、空間而有變化，含量不定。CO2、水汽、臭氧、氣溶膠粒子等屬易變成分。如：CO2的含量是低空多于高空，城市上空多于鄉(xiāng)村上空；O3含量是在某一高度較集中。水汽在不同下墊面的上空，不同天氣情況下，大氣中水汽含量不一樣。這些易變氣體成分在大氣中含量雖少，但對(duì)于天氣的形成和變化起著十分重要的作用。

25二、各種成分的作用1、氮、氧等主要成分——生命必需2、二氧化碳——光合作用所必需——增溫作用來(lái)源：有機(jī)物的燃燒、動(dòng)植物的呼吸分布：集中在近地20千米的低空中作用：影響地面和大氣的溫度（增溫作用、保溫作用）二、各種成分的作用1、氮、氧等主要成分——生命必需263、臭氧——含量少、作用大大氣中的臭氧主要是由于在太陽(yáng)短波輻射下，通過(guò)光化學(xué)作用，氧分子分解為氧原子后再和另外的氧分子結(jié)合而形成的。

0+02→03大氣中的臭氧分布是隨高度、緯度等的不同而變化的。在近地面曾臭氧含量很少，從10km高度開(kāi)始逐漸增加，在12～15km以上含量增加得特別顯著，在20～30km高度處達(dá)最大值，再往上則逐漸減少，到55km高度上就極少了。

造成這一現(xiàn)象的原因？

3、臭氧——含量少、作用大大氣中的臭氧主要27臭氧的作用：臭氧對(duì)太陽(yáng)紫外線(xiàn)輻射的吸收能力很強(qiáng)，單是臭氧層最上面的一部分臭氧就可以吸收掉投射到它上面的紫外線(xiàn)輻射全部能量的90%以上。這一事實(shí)具有兩重意義：一是使得40—50千米高度上的氣溫顯著增高，形成一暖區(qū)；二是對(duì)地面生物起著保護(hù)作用。查閱資料：解釋臭氧空洞為什么在兩極上空形成？臭氧的作用：臭氧對(duì)太陽(yáng)紫外線(xiàn)輻射的吸收能力很強(qiáng)，單是臭氧層最284、大氣中水汽的作用——含量少，變化大，天氣變化的主要角色

（1）大氣中水汽的來(lái)源：地球表面的蒸發(fā)（廣闊洋面的蒸發(fā)、潮濕陸面的蒸發(fā)、植物的蒸騰）。（2）水汽的分布：垂直分布——水汽含量隨高度的增高而減少，在十千米高度以下的水汽約占全部水汽量的99%。水平分布——緯度越高，含量越少；地勢(shì)越高，含量越少；海洋上多，陸地上少。4、大氣中水汽的作用——含量少，變化大，天氣變化的主要角色

29（3）大氣中水汽的作用：天氣變化的主要因子——云、雨、雪、霜、露等天氣現(xiàn)象，都是水汽在一定條件下發(fā)生相變所形成。影響大氣和地面的溫度——水汽能強(qiáng)烈吸收地面輻射，也能吸收小部分太陽(yáng)輻射，從而使大氣獲得熱量；同時(shí)它又向地面放射長(zhǎng)波輻射，使地面獲得熱量。（3）大氣中水汽的作用：305、氣溶膠粒子的作用氣溶膠粒子——懸浮在空氣中的液態(tài)和固態(tài)粒子，包括水滴、冰晶、懸浮著的固體灰塵、煙粒、微生物、植物的孢子花粉等。（1）來(lái)源：自然源和人工源兩種（2）分布：與排放量和空氣穩(wěn)定度有關(guān)。陸地大于海洋，城市大于鄉(xiāng)村，冬季大于夏季。（3）作用：吸收小部分太陽(yáng)輻射和地面長(zhǎng)波輻射，增加大氣溫度；降低大氣透明度，影響能見(jiàn)度，削弱到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射；阻擋地面散熱，延緩地面冷卻，具有保溫作用；是最好的凝結(jié)核，助長(zhǎng)云雨的形成。5、氣溶膠粒子的作用氣溶膠粒子——懸浮在空氣中的液態(tài)和固態(tài)粒31總結(jié)：

綜上所述，組成大氣的主體是干潔空氣，但它對(duì)天氣的影響作用不大，水汽和氣溶膠粒子在大氣組成中所占比重雖然很小，但它們?cè)谔鞖庾兓倪^(guò)程中起著重要作用。如果我們把對(duì)流層比作天氣現(xiàn)象活動(dòng)的舞臺(tái)，那么，水汽和氣溶膠粒子就是這個(gè)舞臺(tái)上兩個(gè)必不可少的重要角色?？偨Y(jié)：綜上所述，組成大氣的主體是干潔空氣，但它對(duì)天氣的32（二）大氣的結(jié)構(gòu)大氣結(jié)構(gòu)是指大氣在垂直方向上的分層和水平方向上氣象要素分布的不均勻性。1、大氣的上界密度高度：根據(jù)氣象衛(wèi)星探測(cè)資料，把大氣的上界定在2000—3000km，這個(gè)高度上，大氣的密度接近于星際空間密度。物理高度：在實(shí)際運(yùn)用中，一般把大氣頂界取為1000—1200km，這個(gè)高度是大氣中物理現(xiàn)象出現(xiàn)的最大高度（極光出現(xiàn)的高度）。（二）大氣的結(jié)構(gòu)大氣結(jié)構(gòu)是指大氣在垂直方向上的分層和水平方向33氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件342、大氣的分層

（1）對(duì)流層對(duì)流層是地球大氣中最低的一層。云、霧、雨雪等主要大氣現(xiàn)象都出現(xiàn)在此層。對(duì)流層是人類(lèi)生產(chǎn)、生活影響最大的一個(gè)層次，也是氣象學(xué)、氣候?qū)W研究的重點(diǎn)層次。對(duì)流層有三個(gè)主要特征：氣溫隨高度增加而降低：由于對(duì)流層主要是從地面得到熱量，因此氣溫隨高度增加而降低。平均而言，高度每增加100m,氣溫則下降約0.65℃，這稱(chēng)為氣溫直減率，也叫氣溫垂直梯度，通常以r表示：r=-dT/dZ=0.65℃/100m2、大氣的分層（1）對(duì)流層35垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)：由于地表面的不均勻加熱，產(chǎn)生垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)。對(duì)流運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度主要隨緯度和季節(jié)的變化而不同。一般情況是：低緯較高，高緯較弱；夏季較強(qiáng)，冬季較弱。因此對(duì)流層的厚度從赤道向兩極減少。在低緯地區(qū)平均為17～18km，在中緯地區(qū)為10～12km，在高緯度地區(qū)為8～9km。氣象要素水平分布不均勻：由于對(duì)流層受地表的影響最大，而地表面有海陸分異、地形起伏等差異，因此在對(duì)流層中，溫度、濕度等的水平分布是不均勻的。垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)：由于地表面的不均勻加熱，產(chǎn)生垂直對(duì)流36

在對(duì)流層的最下層稱(chēng)為行星邊界層或摩擦層。其范圍一般是自地面到1～2km高度。邊界層的范圍夏季高于冬季，白晝高于夜晚，大風(fēng)和擾動(dòng)強(qiáng)烈的天氣高于平穩(wěn)天氣。行星邊界層以上的大氣層稱(chēng)為自由大氣。在對(duì)流層的最上層，介于對(duì)流層和平流層之間，還有一個(gè)厚度為數(shù)百米到1～2km的過(guò)度層，稱(chēng)為對(duì)流層頂。在對(duì)流層的最下層稱(chēng)為行星邊界層或摩擦層37

(2).平流層

自對(duì)流層頂?shù)?5km左右為平流層。在平流層內(nèi)，隨著高度的增高，氣溫最初保持不變或微有上升。大約到30km以上，氣溫隨高度增加而顯著升高，在55km高度上可達(dá)-3℃。平流層這種氣溫分布特征是和它受地面溫度影響減少，特別是存在著大量臭氧能夠直接吸收太陽(yáng)輻射有關(guān)。平流層內(nèi)氣流比較平穩(wěn)，空氣的垂直混合作用顯著減弱。平流層中水汽含量極少，大多數(shù)時(shí)間天空是晴朗的。(2).平流層38

(3).中間層

自平流層頂?shù)?5km左右為中間層。該層的特點(diǎn)是氣溫隨高度增加而迅速下降，并有相當(dāng)強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動(dòng)。在這一層頂部氣溫降到-113°～83℃，其原因是由于這一層中幾乎沒(méi)有臭氧，而氮和氧等氣體所能直接吸收的那些波長(zhǎng)更短的太陽(yáng)輻射又大部分被上層大氣吸收掉了。水汽含量更極少，幾乎沒(méi)有云層出現(xiàn)。在中間層的60～90km高度上，有一個(gè)只有白天才出現(xiàn)的電離層，叫做D層。

39(4).熱層

熱層又稱(chēng)熱成層和暖層，它位于中間層頂以上。該層中，氣溫隨高度的增加而迅速增高。增溫程度與太陽(yáng)活動(dòng)有關(guān)，當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)加強(qiáng)時(shí)，溫度隨高度增加很快升高，這時(shí)500km處的氣溫可增至2000k；當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)減弱時(shí)，溫度隨高度的增加增溫較慢，500km處的溫度也只有500k。(4).熱層40

熱層沒(méi)有明顯的頂部。通常認(rèn)為在垂直方向上，氣溫從向上增溫至轉(zhuǎn)為等溫時(shí)，為其上限。在熱層中空氣處于高度電離狀態(tài)，其電離的程度是不均勻的。其中最強(qiáng)的有兩區(qū)，即E層（約位于90～130km）和F層（約位于160～350km）。F層在白天還分為F1和F2兩區(qū)。據(jù)研究高層大氣（在60km以上）由于受到強(qiáng)太陽(yáng)輻射，迫使氣體原子電離，產(chǎn)生帶電離子和自由電子，使高層大氣中能夠產(chǎn)生電流和磁場(chǎng)，并可反射無(wú)線(xiàn)電波，

熱層沒(méi)有明顯的頂部。通常認(rèn)為在垂直方向41

從這一特征來(lái)說(shuō)，這種高層大氣又可稱(chēng)為電離層，正是由于高層大氣電離層的存在，人們才可以收聽(tīng)到很遠(yuǎn)地方的無(wú)線(xiàn)電臺(tái)的廣播。此外，在高緯度地區(qū)的晴夜，在熱層中可以出現(xiàn)彩色的極光。這可能是由于太陽(yáng)發(fā)出的高速帶電粒子使高層稀薄的空氣分子或原子激發(fā)后發(fā)出的光。這些高速帶電粒子在地球磁場(chǎng)的作用下，向南北兩極移動(dòng)，所以極光常出現(xiàn)在高緯度地區(qū)上空。從這一特征來(lái)說(shuō)，這種高層大氣又可稱(chēng)為電42

5.離散層

這是大氣的最高層，又稱(chēng)外層。這一層中氣溫隨高度增加很少變化。由于溫度高，空氣粒子運(yùn)動(dòng)速度很大，又因距地心較遠(yuǎn)，地心引力較小，所以這一層的主要特點(diǎn)是大氣粒子經(jīng)常散逸至星際空間，本層是大氣圈與星際空間的過(guò)度地帶。

5.離散層43討論飛機(jī)一般在什么高空中飛行？臭氧層作為人類(lèi)生存環(huán)境的天然屏障，一般在什么高度？無(wú)線(xiàn)電短波通信一般依靠哪一層？為什么對(duì)流層厚度低緯度大而高緯度小？對(duì)流層頂?shù)臏囟葹槭裁吹途暥鹊投呔暥雀?？作業(yè)：1、大氣中的可變成分是哪些？它們?cè)诖髿庵衅鸷巫饔茫?、為什么大氣中各種天氣現(xiàn)象都發(fā)生在對(duì)流層？氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件44第三節(jié)有關(guān)大氣的物理性狀

一、主要?dú)夂蛞?/p>

㈠氣溫——表示空氣冷熱程度的物理量

氣溫的單位：目前我國(guó)規(guī)定用攝氏度（℃）溫標(biāo)，在理論研究上常用絕對(duì)溫標(biāo)，以K表示，這種溫標(biāo)中一度的間隔和攝氏度相同，但其零度稱(chēng)為“絕對(duì)溫度”，規(guī)定為等于攝氏-273.15℃。

兩種溫度標(biāo)之間的換算關(guān)系如下第三節(jié)有關(guān)大氣的物理性狀一、主要?dú)夂蛞?5

T=t+273.15≈t+273······（1.2）

大氣中的溫度一般以百葉箱中干球溫度為代表。

㈡氣壓

氣壓指大氣的壓強(qiáng)，既單位面積上所承受的大氣柱的重量，其數(shù)值等于從單位底面積向上，一直到大氣頂界的垂直氣柱的重量。顯然，海拔越高，大氣柱越短，氣壓就越低。

T=t+273.15≈t+27346氣象學(xué)中，常用的氣壓?jiǎn)挝挥泻撩缀桶倥羶煞N，且毫米和百帕可以換算：1毫米汞柱=1、333百帕=4/3百帕1百帕=0、75毫米汞柱=3/4毫米汞柱

當(dāng)選定溫度為0℃，緯度為45°的海平面作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，海平面氣壓為1013.25hPa，相當(dāng)于760mm的水銀柱高度，曾經(jīng)稱(chēng)此壓強(qiáng)為1個(gè)大氣壓。氣象學(xué)中，常用的氣壓?jiǎn)挝挥泻撩缀桶倥羶煞N，且毫米47

㈢濕度

表示大氣中水汽量多少的物理量稱(chēng)大氣濕度。大氣濕度狀況與云、霧、降水等關(guān)系密切。大氣濕度常用下述物理量表示：

⒈水汽壓和飽和水汽壓

大氣壓力是大氣中各種氣體壓力的總和。水汽和其它氣體一樣，也叫壓力。大氣中的水汽所產(chǎn)生的那部分壓力稱(chēng)水氣壓（e）。它的單位和氣壓一樣，也用hPa表示。在溫度一定情況下，單位體積空氣中的水汽量有一定限度，如果水汽含量達(dá)到此限度，空氣就呈飽和狀態(tài)，這時(shí)的空氣，稱(chēng)飽和空氣。㈢濕度表示大氣中水汽量多少的物理量稱(chēng)48

飽和空氣的水汽壓（E）稱(chēng)飽和水汽壓，也叫最大水汽壓，因?yàn)槌^(guò)這個(gè)限度，水汽就要開(kāi)始凝結(jié)。實(shí)驗(yàn)和理論證明，飽和水汽壓隨溫度的升高而增大。在不同的溫度條件下，飽和水汽壓的數(shù)值是不同的。

⒉相對(duì)濕度

相對(duì)濕度（f）就是空氣中的實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的比值（用百分?jǐn)?shù)表示），即

f=e/E×100％······（1.8）

相對(duì)濕度直接反映空氣距離飽和的程度。飽和空氣的水汽壓（E）稱(chēng)飽和水汽壓，也叫最大水汽壓，49

當(dāng)其接近100％時(shí)，表明當(dāng)時(shí)空氣接近于飽和。當(dāng)水汽壓不變時(shí)，氣溫升高，飽和水汽壓增大，相對(duì)濕度會(huì)減少。

⒊飽和差

在一定溫度下，飽和水汽壓與實(shí)際空氣中水汽壓之差稱(chēng)飽和差（d）。即d=E-e,表示實(shí)際空氣距離飽和的程度。在研究水面蒸發(fā)時(shí)常用到d，它能反映水分子的蒸發(fā)能力。

⒋比濕

在一團(tuán)濕空氣中，水汽的質(zhì)量與該團(tuán)空氣總質(zhì)量（水汽質(zhì)量加上干空氣質(zhì)量）的比值，當(dāng)其接近100％時(shí)，表明當(dāng)時(shí)空氣接近于飽和。當(dāng)水汽壓不50

稱(chēng)比濕（q）。其單位是g/g，即表示每一克濕空氣中含有多少克的水汽。也有用每千克質(zhì)量濕空氣中所含水汽質(zhì)量的克數(shù)表示的即g/kg。

q=mw/md+mw

······（1.9）

式中，mw為該團(tuán)濕空氣中水汽的質(zhì)量；md為該團(tuán)濕空氣中干空氣的質(zhì)量。據(jù)此公式和氣體狀態(tài)方程可導(dǎo)出

q=0.622e/p

······（1.10）

注意式中氣壓（P）和水汽壓（e）須采用相同單位（hPa），q的單位是g/g。稱(chēng)比濕（q）。其單位是g/g，即表示每一克濕空氣中含有51

由上式知，對(duì)于某一團(tuán)空氣而言，只要其中水汽質(zhì)量和干空氣質(zhì)量保持不變，不論發(fā)生膨脹或壓縮，體積如何變化，其比濕都保持不變。因此在討論空氣的垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常用比濕來(lái)表示空氣的濕度。

⒌水汽混合比

一團(tuán)濕空氣中，水汽質(zhì)量與干空氣質(zhì)量的比值稱(chēng)水汽混合比(r)即(單位：g/g)

r=mw/md

······（1.11）

由上式知，對(duì)于某一團(tuán)空氣而言，只要其中水汽質(zhì)量和干空氣52⒍露點(diǎn)

在空氣中水汽含量不變，氣壓一定的情況下，使空氣冷卻達(dá)到飽和時(shí)的溫度，稱(chēng)露點(diǎn)溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)露點(diǎn)(Td)。其單位與氣溫相同。在氣壓一定時(shí)，露點(diǎn)的高低只與空氣中的水汽含量有關(guān)，水汽含量愈多，露點(diǎn)愈高，所以露點(diǎn)也是反映空氣中水汽含量的物理量。在實(shí)際大氣中，空氣經(jīng)常處于未飽和狀態(tài)，露點(diǎn)溫度常比氣溫低(Td<T)。因此，根據(jù)T和Td的差值，可以大致判斷空氣距離飽和的程度。上述各種表示濕度的物理量：水汽壓、比濕、水汽混合比、露點(diǎn)基本上表示空氣中水汽⒍露點(diǎn)在空氣中水汽含量不變，氣壓一定的53

含量的多寡。而相對(duì)濕度、飽和差、溫度露點(diǎn)差則表示空氣距離飽和的程度。

(四)降水

降水是指從天空降落到地面的液態(tài)或固態(tài)水，包括雨、毛毛雨、雪、雨夾雪、霰xiàn、冰粒和冰雹等。降水量指降水落至地面后（固態(tài)降水則需經(jīng)融化后），未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失而在水平面上積聚的深度，降水量以毫米（mm）為單位。降水量是表征某地氣候狀態(tài)的重要要素，雪深和雪壓還反映當(dāng)?shù)氐暮涑潭取?.………….

霰（xiàn）：亦稱(chēng)“軟雹”，白色不透明和形狀圓錐形的固體降水物，常在要落前具有一定對(duì)流厚度的云中降落，往往著地反彈且強(qiáng)烈。含量的多寡。而相對(duì)濕度、飽和差、溫度露點(diǎn)差則表示空氣距54㈤風(fēng)

空氣的水平運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為風(fēng)。風(fēng)是一個(gè)表示氣流運(yùn)動(dòng)的物理量。它不僅有數(shù)值的大小（風(fēng)速），還具有方向（風(fēng)向）。因此風(fēng)是向量。風(fēng)速單位常用m/s、knot（海里/小時(shí)，又稱(chēng)“節(jié)”，）和km/h表示，其換算關(guān)系如下1m/s=3.6km/h1knot=1.852㎞/h1㎞/h=0.28m/s1knot=?m/s風(fēng)速的表示有時(shí)采用壓力，稱(chēng)為風(fēng)壓。如果以V表示風(fēng)速（m/s），P為垂直于風(fēng)的來(lái)向，1㎡面積上所受風(fēng)的壓力㎏/㎡。

㈤風(fēng)空氣的水平運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為風(fēng)。風(fēng)是一個(gè)表示氣55

㈥云量

云是懸浮在大氣中的小水滴、冰晶微粒或二者混合物的可見(jiàn)聚合群體，底部不接觸地面（如接觸地面則為霧），且具有一定的厚度。云量是指云遮蔽天空視野的成數(shù)。將地平以上全部天空劃分為10份，為云所遮蔽的份數(shù)即為云量。例如，碧空無(wú)云，云量為0，天空一半為云所覆蓋，則云量為5。

㈦能見(jiàn)度

能見(jiàn)度指視力正常的人在當(dāng)時(shí)天氣條件下，能夠從天空背景中看到和辨出目標(biāo)物的最大水平距離。單位用米（m）或千米（㎞）表示。㈥云量56復(fù)習(xí)思考題大氣的主要組成成分是什么？其中對(duì)溫度影響較大的成分有哪些？怎樣影響？大氣的上界怎樣確定？大氣分層的依據(jù)是什么？對(duì)流層的特點(diǎn)是什么？為什么對(duì)流層的厚度高低緯不一樣？對(duì)流層頂?shù)臏囟确植继攸c(diǎn)是什么？了解各氣象要素的含義。復(fù)習(xí)思考題大氣的主要組成成分是什么？其中對(duì)溫度影響較大的成分57ThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlTdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRgOH5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMbJ7G4C1z-w&t!qYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#ShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8G5D2A-x*u$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)v&s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfOcK9H5E2B+x(u%rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbJ7G4D1z-w&t!qYmVjSgOdL9I6F3B0y)v%s#oXlUiQfNcK8H5D2A+x*u$rZnWkShPeMaJ7G4C1z)w&t!pYmVjRgOcL9I6E3B0y(v%r#oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkSgPdMaI7F4C0z)w&oXlTiQfNbK8H5D2A-x*u$qZnWkShPdMaJ7F4C1z)w&s!pYmUjRgOcL9H6E3B+y(v%r#oWlTiQeNbK8G5D1A-x*t$qZnVkShPdMaI7F4C0z)w&s!pXmUjRfOcL9H6E2B+y(u%r#oWlThQeNbJ8G5D1A-w*t$qYnVkSgPdLaI7F3C0z)v&s#pXmUiRfOcK9H6E2B+x(u%rZoWlThQeMbJ8G4D1A-w*t!qYnVjSgPdLaI6F3C0y)v&s#pXlUiRfNcK9H5E2A+x(u$rZoWkThPeMbJ7G4D1z-w*t!qYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6E3B0y(v%s#oXlTiQfNbK8H5D2A+xqYmVjSgOdLaI6F3B0y)v%s#pXlUiQfNcK8H5E2A+x*u$rZnWkThPeMaJ7G4C1z-w&t!pYmVjRgOdL9I6F3B0y(v%s#oXlUiQfNbK8H5D2A+x*u$qZnWkShPeMaJ7F4C1z)w&t!pYmUjRgOcL9I6E3B+y(v%r#oXlTiQeNbK8G5D2A-x*t$qZnVkShPdMaJ7F4C0z)w&s!pYmUjRfOcL9H6E3B+y(u%r#oWlTiQeNbJ8G5D1A-x*t$qYnVkSgPdMaI7F3C0z)v&s!pXmUiRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ7G4D1z-s!pXmUjRfOcK9H6E2B+y(u%rZoWlThQeNbJ8G4D1A-w*t$qYnVjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWkThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI6F3C0y)v%s#pXlUiRfNcK8H5E2A+x(u$rZnWkThPeMbThQeMbJ8G4D1z-w*t!qYnVjSgOdLaI58氣象學(xué)與氣候?qū)W第三版主講：梁玉華氣象學(xué)與氣候?qū)W第三版主講：梁玉華59gg60凝凍災(zāi)害：直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)110多億元（摘自貴陽(yáng)晚報(bào)）袁周：在災(zāi)害天氣來(lái)到后，貴陽(yáng)市有50%的電表被破壞，大量的城市基礎(chǔ)設(shè)施受到破壞，對(duì)城市群眾生活工作造成了很大不便。而在農(nóng)業(yè)方面，受災(zāi)土地有100萬(wàn)畝左右，大量的牲畜被凍死；在電力方面，農(nóng)村80%的電網(wǎng)被摧毀，整個(gè)貴陽(yáng)市成為一個(gè)“孤網(wǎng)”，獨(dú)立運(yùn)行；在工業(yè)方面，除了卷煙廠(chǎng)之外其他很多企業(yè)全面關(guān)閉停產(chǎn)，數(shù)十萬(wàn)工人無(wú)班可上，每天損失三千萬(wàn)元的財(cái)政收入。從貴陽(yáng)市受災(zāi)以來(lái)，直接經(jīng)濟(jì)損失大概在110多億元以上。凝凍災(zāi)害：直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)110多億元（摘自貴陽(yáng)晚報(bào)）61讓我們了解一下凝凍災(zāi)害什么叫“凝凍”“凍雨”？并不是人人都知曉的。例如從未見(jiàn)識(shí)過(guò)這種特殊天氣現(xiàn)象的一些北方人士就不知道它的厲害。近來(lái)常聽(tīng)見(jiàn)有人說(shuō)：北方零下幾十度如何如何，貴州零下幾度有什么值得大驚小怪、如臨大敵？那讓我們看一下什么是“凝凍”和“凍雨”:

“凍雨”是在特定氣象條件下產(chǎn)生的一種很特殊的雨。它是很小很小的水滴，溫度在攝氏零度以下。一般的水在零下就會(huì)結(jié)成冰，但它的體積太小了，表面曲率很大，由于物理的原因，不能凝成固態(tài)，仍然保持液態(tài)，叫做“過(guò)冷水”。貴陽(yáng)人把它形象地稱(chēng)為“凝毛”。它一旦碰上低于零度的固體，物理?xiàng)l件滿(mǎn)足，立即就會(huì)凍結(jié)起來(lái)，挨著什么就粘住不放，而且不斷積累增厚，用我們貴陽(yáng)話(huà)說(shuō)，就是“凝起了”。

讓我們了解一下凝凍災(zāi)害62凍雨是一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣。同固態(tài)的降雪相比，它既有低溫冷害等共同性，還有其獨(dú)特的危害性。它會(huì)一層層地包裹在懸空的電線(xiàn)表面，大量積累后能壓斷輸電線(xiàn)和電話(huà)線(xiàn)，甚至壓塌電桿、鐵塔。它會(huì)一層層地覆蓋在路面上，堅(jiān)硬而且濕滑，造成交通困難。凝在機(jī)場(chǎng)跑道上，會(huì)造成飛機(jī)不能起降；如果飛機(jī)穿過(guò)過(guò)冷水層，螺旋槳和機(jī)翼就可能結(jié)冰而引起事故。單說(shuō)這幾方面，就足以對(duì)人們的生產(chǎn)和生活造成嚴(yán)重的后果。

凝凍天氣伴隨著陰冷，不像北方雪后多晴，容易緩解。目前我省的凝凍天氣之強(qiáng)度和長(zhǎng)度，面積和造成的災(zāi)害，是幾十年未遇的。我們正真實(shí)地鏖戰(zhàn)兇猛的強(qiáng)敵。萬(wàn)眾一心的貴州人，一定能夠取得這場(chǎng)歷史性戰(zhàn)斗的完全勝利！

凍雨是一種嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣。同固態(tài)的降雪相比，它既有低溫冷害63氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件64氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件65重慶百年一遇特大旱災(zāi)為歷史罕見(jiàn)

新華社特稿2006-08-31

重慶市副市長(zhǎng)陳光國(guó)介紹說(shuō)，今年５月中旬以來(lái)，重慶市遭受了總體上百年一遇的特大旱災(zāi)。此次旱災(zāi)是自１８９１年重慶有氣象資料記錄以來(lái)最嚴(yán)重的一次。

據(jù)介紹，重慶此次特大旱災(zāi)呈現(xiàn)出“五個(gè)歷史罕見(jiàn)”的特點(diǎn)：一是干旱持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)歷史罕見(jiàn)。今年發(fā)生在重慶市東北部的夏旱５月中旬開(kāi)始露頭，持續(xù)３０至４０天。夏旱連伏旱，大部分地區(qū)總旱天數(shù)超過(guò)６０天，渝東北地區(qū)超過(guò)９０天，巫溪縣已長(zhǎng)達(dá)９６天。

二是干旱強(qiáng)度之大歷史罕見(jiàn)。干旱期間，各地日平均氣溫較常年同期偏高２℃－３℃，降水大部分地區(qū)偏少９成，蒸發(fā)量偏多６成到１倍。８月１５日，綦江縣日極端氣溫達(dá)４４．５℃，刷新了重慶保持５３年的日極端氣溫紀(jì)錄。各地３５℃以上的高溫天數(shù)普遍為３１至５７天，氣溫、降水、蒸發(fā)量等主要干旱指標(biāo)均為歷史同期極值。重慶百年一遇特大旱災(zāi)為歷史罕見(jiàn)

新華社特稿2006-066

三是抗旱水源之少歷史罕見(jiàn)。大江大河出現(xiàn)“洪水不洪”、“汛期枯水”的現(xiàn)象。嘉陵江內(nèi)載重船已經(jīng)禁航。全市有２／３的溪河斷流，２７５座水庫(kù)水位處于死水位。１０８１個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）中有２／３出現(xiàn)供水困難。截至目前，全市水利工程蓄水量不足９．５億立方米，只占應(yīng)蓄水量的３３％。

四是干旱范圍之廣歷史罕見(jiàn)。除秀山、酉陽(yáng)、石柱為嚴(yán)重干旱外，其余３７個(gè)區(qū)縣為特大干旱。受災(zāi)人口突破２１００萬(wàn)人，農(nóng)作物受災(zāi)面積近２０００萬(wàn)畝，７９５萬(wàn)人、７３５萬(wàn)頭牲畜出現(xiàn)飲水困難。

五是旱災(zāi)損失之重歷史罕見(jiàn)。全市秋糧作物將減產(chǎn)２至３成，煙葉、藥材、商品菜等高附加值經(jīng)濟(jì)作物大面積減產(chǎn)甚至絕收；２５８萬(wàn)畝柑橘不同程度受災(zāi)，其中有６４萬(wàn)畝絕收；近兩年退耕還林的３８１萬(wàn)畝在土苗木死亡率超過(guò)５０％，江津市５０萬(wàn)畝花椒基地死亡花椒樹(shù)３０００余萬(wàn)株；全市發(fā)生森林火災(zāi)９２起，過(guò)火面積８１３０畝；受災(zāi)畜禽３６６４余萬(wàn)頭（只）；潼南縣瓊江流域網(wǎng)箱養(yǎng)魚(yú)近日出現(xiàn)“翻塘”現(xiàn)象，一次性死魚(yú)１２００多噸；因高溫、限電、供水困難等造成企業(yè)限產(chǎn)停產(chǎn)減少產(chǎn)值３４億元。旱災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到６３．７５億元，其中農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失５１．２８億元。

陳光國(guó)披露，在重慶特大旱災(zāi)中，中央和市級(jí)財(cái)政安排的救災(zāi)資金累計(jì)達(dá)到２．２３億元，市政府社會(huì)捐助接收辦公室接收捐贈(zèng)資金１．１４億元（含認(rèn)捐資金），各區(qū)縣接收１６００多萬(wàn)捐贈(zèng)資金，共計(jì)３．５億多元。三是抗旱水源之少歷史罕見(jiàn)。大江大河出現(xiàn)“洪水不洪”、67氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件68第一章引論第一節(jié)氣象學(xué)、氣候?qū)W的研究對(duì)象、任務(wù)第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述第三節(jié)有關(guān)大氣的物理性狀第一章引論69第一節(jié)氣象學(xué)、氣候?qū)W的研究對(duì)象和任務(wù)

第一節(jié)氣象學(xué)、氣候?qū)W的研究對(duì)象和任務(wù)

70一、氣象學(xué)與氣候?qū)W的研究對(duì)象和任務(wù)1、氣象學(xué)——人類(lèi)在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中不斷地對(duì)它們進(jìn)行觀(guān)測(cè)、分析、總結(jié)，從感性認(rèn)識(shí)提高到理性認(rèn)識(shí)，再在生產(chǎn)實(shí)踐中加以驗(yàn)證、修訂、逐步提高，這就產(chǎn)生了氣象學(xué),及：專(zhuān)門(mén)研究大氣現(xiàn)象和過(guò)程，探討其演變規(guī)律和變化，并直接或間接用之于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐為人類(lèi)服務(wù)的科學(xué)。氣象學(xué)領(lǐng)域廣，其基本內(nèi)容是：⑴把大氣當(dāng)作研究的物質(zhì)客體來(lái)探討其特性和狀態(tài)，如大氣的組成、范圍、結(jié)構(gòu)、溫度、濕度、壓強(qiáng)和密度等等；⑵研究導(dǎo)致大氣現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的能量來(lái)源、性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化；⑶研究大氣現(xiàn)象的本質(zhì)，從而能解釋大氣現(xiàn)象，尋求控制其發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律；⑷探討如何應(yīng)用這些規(guī)律，通過(guò)一定的措施，為預(yù)測(cè)和改善大氣環(huán)境服務(wù)（如人工影響天氣、人工降雨、消霧、防雹等），使之能更適合于人類(lèi)的生活和生產(chǎn)的需要。一、氣象學(xué)與氣候?qū)W的研究對(duì)象和任務(wù)1、氣象學(xué)——人類(lèi)在長(zhǎng)712、氣候?qū)W研究的對(duì)象是地球上的氣候。氣候和天氣是兩個(gè)既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念。從時(shí)間尺度上講，天氣是指某一地區(qū)在某一瞬間或某一短時(shí)間內(nèi)大氣狀態(tài)（如氣溫、濕度、壓強(qiáng)等）和大氣現(xiàn)象（如風(fēng)、云、霧、降水等）的綜合。天氣過(guò)程是大氣中的短暫過(guò)程。而氣候指的是在太陽(yáng)輻射、大氣環(huán)流、下墊面性質(zhì)和人類(lèi)活動(dòng)在長(zhǎng)時(shí)間相互作用下，在某一時(shí)段內(nèi)大量天氣過(guò)程的綜合。它不僅包括該地多年來(lái)經(jīng)常發(fā)生的天氣狀況，而且包括某些年份偶爾出現(xiàn)的極端天氣狀況。2、氣候?qū)W研究的對(duì)象是地球上的氣候。氣候和天氣是兩個(gè)既有72

天氣變化快，變化的周期短。

氣候變化的周期相對(duì)于天氣來(lái)講是較長(zhǎng)的，它的時(shí)間變化尺度有季際、年際、十年際、百年際、千年際、萬(wàn)年際等等。

73

現(xiàn)代氣候?qū)W從概念上已經(jīng)不再是氣象學(xué)或地理學(xué)的一個(gè)分支的經(jīng)典氣候?qū)W，而是大氣科學(xué)、海洋學(xué)、地球物理和地球化學(xué)、地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、冰川學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)以至有關(guān)社會(huì)科學(xué)相互滲透，共同研究的交叉科學(xué)?，F(xiàn)代氣候?qū)W從概念上已經(jīng)不再是氣象學(xué)或地理學(xué)的一個(gè)分支的74

在地理系、環(huán)境科學(xué)系等系科開(kāi)設(shè)的氣象學(xué)與氣候?qū)W是以普通氣象學(xué)為基礎(chǔ)，以氣候?qū)W為重點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，也是基礎(chǔ)技術(shù)訓(xùn)練課程，它的基本任務(wù)是：㈠通過(guò)實(shí)踐，掌握氣象觀(guān)測(cè)，氣候統(tǒng)計(jì)分析和氣候調(diào)查的方法，來(lái)記敘所觀(guān)測(cè)到的氣候現(xiàn)象，從定性和定量?jī)煞矫嬲f(shuō)明它們的特征。㈡探討它們的正確解釋和研究它們的發(fā)展規(guī)律，特別要掌握天氣演變和氣候形成的規(guī)律性，了解和解釋各不同地區(qū)的氣候特征，弄清氣候資源及其地理分布，進(jìn)行氣候分類(lèi)和氣候區(qū)劃，研究氣候變遷的原因及其規(guī)律。在地理系、環(huán)境科學(xué)系等系科開(kāi)設(shè)的氣象學(xué)與氣候?qū)W是以普通75㈢應(yīng)用已發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，采取有效的措施，充分利用氣候資源，減少人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氣候的不利影響，防御或減少氣候?yàn)?zāi)害，為有關(guān)的生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)。㈣氣象學(xué)、氣候?qū)W與自然地理學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)和區(qū)域地理等有密切的依存關(guān)系，在教學(xué)中應(yīng)注意為這些有關(guān)后續(xù)課程奠定必要的基礎(chǔ)。㈢應(yīng)用已發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，采取有效的措施，充分利用氣候資源，76二、本課程特點(diǎn)

1、理論性強(qiáng)氣象學(xué)是研究大氣的物理現(xiàn)象和物理過(guò)程的發(fā)生、發(fā)展和變化規(guī)律的學(xué)科，以許多物理概念和原理為基礎(chǔ)2、綜合性強(qiáng)大氣中所發(fā)生的一切物理現(xiàn)象都是大氣中熱力和動(dòng)力因素綜合影響的結(jié)果，大氣中各個(gè)要素之間是相互影響、相互制約的。因此，必須建立起大氣是一個(gè)有機(jī)整體的概念3、實(shí)踐性強(qiáng)氣象學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，如：要了解大氣的特性，就必須進(jìn)行氣象觀(guān)測(cè)；要了解大氣變化，就需進(jìn)行天氣分析。在本課程的學(xué)習(xí)中，要參加觀(guān)測(cè)和天氣預(yù)報(bào)實(shí)踐，以增強(qiáng)對(duì)大氣屬性和天氣變化規(guī)律的理解。

二、本課程特點(diǎn)77三、學(xué)習(xí)本課程的要求和目的要求1、了解大氣的組成和結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)大氣圈在地理環(huán)境中所起的作用2、掌握大氣中物理現(xiàn)象、物理過(guò)程產(chǎn)生的能量來(lái)源和大氣運(yùn)動(dòng)的基本原理3、了解天氣變化和分布的基本規(guī)律，初步識(shí)別各種天氣系統(tǒng)的特點(diǎn)和伴隨的天氣4、初步熟悉氣象觀(guān)測(cè)方法和天氣預(yù)報(bào)過(guò)程，增強(qiáng)指導(dǎo)中學(xué)生開(kāi)展課外氣象活動(dòng)的能力5、了解氣候分類(lèi)的方法，熟悉各種氣候的特點(diǎn)、形成原因及分布三、學(xué)習(xí)本課程的要求和目的要求78目的1、能勝任中學(xué)地理教學(xué)中有關(guān)氣象、氣候部分的教學(xué)任務(wù)2、為學(xué)習(xí)后繼課程，如水文地理、土壤地理、植物地理和區(qū)域地理等提供必要的基礎(chǔ)3、有利于培養(yǎng)學(xué)生辨證唯物主義世界觀(guān)目的1、能勝任中學(xué)地理教學(xué)中有關(guān)氣象、氣候部分的教學(xué)任務(wù)79第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述

氣候系統(tǒng)是一個(gè)包括大氣圈、水圈、陸地表面、冰雪圈和生物圈在內(nèi)的，能夠決定氣候形成、氣候分布和氣候變化的統(tǒng)一的物理系統(tǒng)。太陽(yáng)輻射是這個(gè)系統(tǒng)的能源。在氣候系統(tǒng)中的大氣、水、陸地表面、冰雪圈、生物圈不是彼此孤立的，而是互相影響、制約、保持密切的依賴(lài)關(guān)系的。第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述

氣候系統(tǒng)是一個(gè)包80大氣圈與水圈運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的關(guān)系大氣圈與巖石圈運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的關(guān)系大氣圈與生物圈運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的關(guān)系

結(jié)論：大氣過(guò)程與水圈、巖石圈、生物圈運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程之間存在密切的內(nèi)在相互聯(lián)系、相互制約、相互影響、并處于不斷的發(fā)展?fàn)顟B(tài)中。在氣候系統(tǒng)的五個(gè)子系統(tǒng)中，大氣圈是主體部分，也是最可變部分。大氣圈與水圈運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的關(guān)系81一、大氣圈概述㈠大氣的組成

1、多種氣體的混合物——三大類(lèi)物質(zhì)組成:干結(jié)空氣、水汽、氣溶膠離子

2、干潔空氣為主體

其中氮（N２）氧（Ｏ２）和氬（Ａr）三者合占大氣總體積的99.96％，其它氣體含量甚微。除水汽外，這些氣體在自然界的溫度和壓力下總呈氣體狀態(tài)，而且標(biāo)準(zhǔn)狀況下（氣壓1013.25hpa溫度0℃）。密度約為1293g/m3。

從地面開(kāi)始，向上直到90km處，空氣主要成分（除水汽臭氧和若干污染氣體外）的比例基本上是不變的。因此，在90km以下可以把干潔空氣當(dāng)成分子量為28.97的“單一成分”來(lái)處理。在90km以上，大氣的主要成分仍然是氮和氧，但平均約從80km開(kāi)始由于紫外線(xiàn)的照射，氧和氮已有不同程度的離解，在100km以上，氧分子已幾乎全部離解為氧原子，到250km以上，氮也基本上都離解為氮原子。

一、大氣圈概述㈠大氣的組成82

3、易變成分,含量不定

易變成分——在空氣中所占比例隨時(shí)間、空間而有變化，含量不定。CO2、水汽、臭氧、氣溶膠粒子等屬易變成分。如：CO2的含量是低空多于高空，城市上空多于鄉(xiāng)村上空；O3含量是在某一高度較集中。水汽在不同下墊面的上空，不同天氣情況下，大氣中水汽含量不一樣。這些易變氣體成分在大氣中含量雖少，但對(duì)于天氣的形成和變化起著十分重要的作用。

83二、各種成分的作用1、氮、氧等主要成分——生命必需2、二氧化碳——光合作用所必需——增溫作用來(lái)源：有機(jī)物的燃燒、動(dòng)植物的呼吸分布：集中在近地20千米的低空中作用：影響地面和大氣的溫度（增溫作用、保溫作用）二、各種成分的作用1、氮、氧等主要成分——生命必需843、臭氧——含量少、作用大大氣中的臭氧主要是由于在太陽(yáng)短波輻射下，通過(guò)光化學(xué)作用，氧分子分解為氧原子后再和另外的氧分子結(jié)合而形成的。

0+02→03大氣中的臭氧分布是隨高度、緯度等的不同而變化的。在近地面曾臭氧含量很少，從10km高度開(kāi)始逐漸增加，在12～15km以上含量增加得特別顯著，在20～30km高度處達(dá)最大值，再往上則逐漸減少，到55km高度上就極少了。

造成這一現(xiàn)象的原因？

3、臭氧——含量少、作用大大氣中的臭氧主要85臭氧的作用：臭氧對(duì)太陽(yáng)紫外線(xiàn)輻射的吸收能力很強(qiáng)，單是臭氧層最上面的一部分臭氧就可以吸收掉投射到它上面的紫外線(xiàn)輻射全部能量的90%以上。這一事實(shí)具有兩重意義：一是使得40—50千米高度上的氣溫顯著增高，形成一暖區(qū)；二是對(duì)地面生物起著保護(hù)作用。查閱資料：解釋臭氧空洞為什么在兩極上空形成？臭氧的作用：臭氧對(duì)太陽(yáng)紫外線(xiàn)輻射的吸收能力很強(qiáng)，單是臭氧層最864、大氣中水汽的作用——含量少，變化大，天氣變化的主要角色

（1）大氣中水汽的來(lái)源：地球表面的蒸發(fā)（廣闊洋面的蒸發(fā)、潮濕陸面的蒸發(fā)、植物的蒸騰）。（2）水汽的分布：垂直分布——水汽含量隨高度的增高而減少，在十千米高度以下的水汽約占全部水汽量的99%。水平分布——緯度越高，含量越少；地勢(shì)越高，含量越少；海洋上多，陸地上少。4、大氣中水汽的作用——含量少，變化大，天氣變化的主要角色

87（3）大氣中水汽的作用：天氣變化的主要因子——云、雨、雪、霜、露等天氣現(xiàn)象，都是水汽在一定條件下發(fā)生相變所形成。影響大氣和地面的溫度——水汽能強(qiáng)烈吸收地面輻射，也能吸收小部分太陽(yáng)輻射，從而使大氣獲得熱量；同時(shí)它又向地面放射長(zhǎng)波輻射，使地面獲得熱量。（3）大氣中水汽的作用：885、氣溶膠粒子的作用氣溶膠粒子——懸浮在空氣中的液態(tài)和固態(tài)粒子，包括水滴、冰晶、懸浮著的固體灰塵、煙粒、微生物、植物的孢子花粉等。（1）來(lái)源：自然源和人工源兩種（2）分布：與排放量和空氣穩(wěn)定度有關(guān)。陸地大于海洋，城市大于鄉(xiāng)村，冬季大于夏季。（3）作用：吸收小部分太陽(yáng)輻射和地面長(zhǎng)波輻射，增加大氣溫度；降低大氣透明度，影響能見(jiàn)度，削弱到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射；阻擋地面散熱，延緩地面冷卻，具有保溫作用；是最好的凝結(jié)核，助長(zhǎng)云雨的形成。5、氣溶膠粒子的作用氣溶膠粒子——懸浮在空氣中的液態(tài)和固態(tài)粒89總結(jié)：

綜上所述，組成大氣的主體是干潔空氣，但它對(duì)天氣的影響作用不大，水汽和氣溶膠粒子在大氣組成中所占比重雖然很小，但它們?cè)谔鞖庾兓倪^(guò)程中起著重要作用。如果我們把對(duì)流層比作天氣現(xiàn)象活動(dòng)的舞臺(tái)，那么，水汽和氣溶膠粒子就是這個(gè)舞臺(tái)上兩個(gè)必不可少的重要角色?？偨Y(jié)：綜上所述，組成大氣的主體是干潔空氣，但它對(duì)天氣的90（二）大氣的結(jié)構(gòu)大氣結(jié)構(gòu)是指大氣在垂直方向上的分層和水平方向上氣象要素分布的不均勻性。1、大氣的上界密度高度：根據(jù)氣象衛(wèi)星探測(cè)資料，把大氣的上界定在2000—3000km，這個(gè)高度上，大氣的密度接近于星際空間密度。物理高度：在實(shí)際運(yùn)用中，一般把大氣頂界取為1000—1200km，這個(gè)高度是大氣中物理現(xiàn)象出現(xiàn)的最大高度（極光出現(xiàn)的高度）。（二）大氣的結(jié)構(gòu)大氣結(jié)構(gòu)是指大氣在垂直方向上的分層和水平方向91氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件922、大氣的分層

（1）對(duì)流層對(duì)流層是地球大氣中最低的一層。云、霧、雨雪等主要大氣現(xiàn)象都出現(xiàn)在此層。對(duì)流層是人類(lèi)生產(chǎn)、生活影響最大的一個(gè)層次，也是氣象學(xué)、氣候?qū)W研究的重點(diǎn)層次。對(duì)流層有三個(gè)主要特征：氣溫隨高度增加而降低：由于對(duì)流層主要是從地面得到熱量，因此氣溫隨高度增加而降低。平均而言，高度每增加100m,氣溫則下降約0.65℃，這稱(chēng)為氣溫直減率，也叫氣溫垂直梯度，通常以r表示：r=-dT/dZ=0.65℃/100m2、大氣的分層（1）對(duì)流層93垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)：由于地表面的不均勻加熱，產(chǎn)生垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)。對(duì)流運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度主要隨緯度和季節(jié)的變化而不同。一般情況是：低緯較高，高緯較弱；夏季較強(qiáng)，冬季較弱。因此對(duì)流層的厚度從赤道向兩極減少。在低緯地區(qū)平均為17～18km，在中緯地區(qū)為10～12km，在高緯度地區(qū)為8～9km。氣象要素水平分布不均勻：由于對(duì)流層受地表的影響最大，而地表面有海陸分異、地形起伏等差異，因此在對(duì)流層中，溫度、濕度等的水平分布是不均勻的。垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)：由于地表面的不均勻加熱，產(chǎn)生垂直對(duì)流94

在對(duì)流層的最下層稱(chēng)為行星邊界層或摩擦層。其范圍一般是自地面到1～2km高度。邊界層的范圍夏季高于冬季，白晝高于夜晚，大風(fēng)和擾動(dòng)強(qiáng)烈的天氣高于平穩(wěn)天氣。行星邊界層以上的大氣層稱(chēng)為自由大氣。在對(duì)流層的最上層，介于對(duì)流層和平流層之間，還有一個(gè)厚度為數(shù)百米到1～2km的過(guò)度層，稱(chēng)為對(duì)流層頂。在對(duì)流層的最下層稱(chēng)為行星邊界層或摩擦層95

(2).平流層

自對(duì)流層頂?shù)?5km左右為平流層。在平流層內(nèi)，隨著高度的增高，氣溫最初保持不變或微有上升。大約到30km以上，氣溫隨高度增加而顯著升高，在55km高度上可達(dá)-3℃。平流層這種氣溫分布特征是和它受地面溫度影響減少，特別是存在著大量臭氧能夠直接吸收太陽(yáng)輻射有關(guān)。平流層內(nèi)氣流比較平穩(wěn)，空氣的垂直混合作用顯著減弱。平流層中水汽含量極少，大多數(shù)時(shí)間天空是晴朗的。(2).平流層96

(3).中間層

自平流層頂?shù)?5km左右為中間層。該層的特點(diǎn)是氣溫隨高度增加而迅速下降，并有相當(dāng)強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動(dòng)。在這一層頂部氣溫降到-113°～83℃，其原因是由于這一層中幾乎沒(méi)有臭氧，而氮和氧等氣體所能直接吸收的那些波長(zhǎng)更短的太陽(yáng)輻射又大部分被上層大氣吸收掉了。水汽含量更極少，幾乎沒(méi)有云層出現(xiàn)。在中間層的60～90km高度上，有一個(gè)只有白天才出現(xiàn)的電離層，叫做D層。

97(4).熱層

熱層又稱(chēng)熱成層和暖層，它位于中間層頂以上。該層中，氣溫隨高度的增加而迅速增高。增溫程度與太陽(yáng)活動(dòng)有關(guān)，當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)加強(qiáng)時(shí)，溫度隨高度增加很快升高，這時(shí)500km處的氣溫可增至2000k；當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)減弱時(shí)，溫度隨高度的增加增溫較慢，500km處的溫度也只有500k。(4).熱層98

熱層沒(méi)有明顯的頂部。通常認(rèn)為在垂直方向上，氣溫從向上增溫至轉(zhuǎn)為等溫時(shí)，為其上限。在熱層中空氣處于高度電離狀態(tài)，其電離的程度是不均勻的。其中最強(qiáng)的有兩區(qū)，即E層（約位于90～130km）和F層（約位于160～350km）。F層在白天還分為F1和F2兩區(qū)。據(jù)研究高層大氣（在60km以上）由于受到強(qiáng)太陽(yáng)輻射，迫使氣體原子電離，產(chǎn)生帶電離子和自由電子，使高層大氣中能夠產(chǎn)生電流和磁場(chǎng)，并可反射無(wú)線(xiàn)電波，

熱層沒(méi)有明顯的頂部。通常認(rèn)為在垂直方向99

從這一特征來(lái)說(shuō)，這種高層大氣又可稱(chēng)為電離層，正是由于高層大氣電離層的存在，人們才可以收聽(tīng)到很遠(yuǎn)地方的無(wú)線(xiàn)電臺(tái)的廣播。此外，在高緯度地區(qū)的晴夜，在熱層中可以出現(xiàn)彩色的極光。這可能是由于太陽(yáng)發(fā)出的高速帶電粒子使高層稀薄的空氣分子或原子激發(fā)后發(fā)出的光。這些高速帶電粒子在地球磁場(chǎng)的作用下，向南北兩極移動(dòng)，所以極光常出現(xiàn)在高緯度地區(qū)上空。從這一特征來(lái)說(shuō)，這種高層大氣又可稱(chēng)為電100

5.離散層

這是大氣的最高層，又稱(chēng)外層。這一層中氣溫隨高度增加很少變化。由于溫度高，空氣粒子運(yùn)動(dòng)速度很大，又因距地心較遠(yuǎn)，地心引力較小，所以這一層的主要特點(diǎn)是大氣粒子經(jīng)常散逸至星際空間，本層是大氣圈與星際空間的過(guò)度地帶。

5.離散層101討論飛機(jī)一般在什么高空中飛行？臭氧層作為人類(lèi)生存環(huán)境的天然屏障，一般在什么高度？無(wú)線(xiàn)電短波通信一般依靠哪一層？為什么對(duì)流層厚度低緯度大而高緯度??？對(duì)流層頂?shù)臏囟葹槭裁吹途暥鹊投呔暥雀?？作業(yè)：1、大氣中的可變成分是哪些？它們?cè)诖髿庵衅鸷巫饔茫?、為什么大氣中各種天氣現(xiàn)象都發(fā)生在對(duì)流層？氣象學(xué)與氣候?qū)W22課件102第三節(jié)有關(guān)大氣的物理性狀

一、主要?dú)夂蛞?/p>

㈠氣溫——表示空氣冷熱程度的物理量

氣溫的單位：目前我國(guó)規(guī)定用攝氏度（℃）溫標(biāo)，在理論研究上常用絕對(duì)溫標(biāo)，以K表示，這種溫標(biāo)中一度的間隔和攝氏度相同，但其零度稱(chēng)為“絕對(duì)溫度”，規(guī)定為等于攝氏-273.15℃。

兩種溫度標(biāo)之間的換算關(guān)系如下第三節(jié)有關(guān)大氣的物理性狀一、主要?dú)夂蛞?03

T=t+273.15≈t+273······（1.2）

大氣中的溫度一般以百葉箱中干球溫度為代表。

㈡氣壓

氣壓指大氣的壓強(qiáng)，既單位面積上所承受的大氣柱的重量，其數(shù)值等于從單位底面積向上，一直到大氣頂界的垂直氣柱的重量。顯然，海拔越高，大氣柱越短，氣壓就越低。

T=t+273.15≈t+273104氣象學(xué)中，常用的氣壓?jiǎn)挝挥泻撩缀桶倥羶煞N，且毫米和百帕可以換算：1毫米汞柱=1、333百帕=4/3百帕1百帕=0、75毫米汞柱=3/4毫米汞柱

當(dāng)選定溫度為0℃，緯度為45°的海平面作