氣象學(xué)與氣候?qū)W-第一章-緒論課件

氣象學(xué)與氣候?qū)W王志福南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院zfwang@氣象學(xué)與氣候?qū)W王志福2氣象學(xué)與氣候?qū)W2氣象學(xué)與氣候?qū)W3課程簡介課時(shí)安排總學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（1-17周）講授為主考核方式平時(shí)成績（書面作業(yè)、出勤）期末考試氣象學(xué)與氣候?qū)W3課程簡介課時(shí)安排氣象學(xué)與氣候?qū)W4課程主要內(nèi)容第一章緒論第二章大氣的熱能第三章大氣中的水第四章大氣的運(yùn)動(dòng)第五章氣候的形成和分布第六章氣候變化氣象學(xué)與氣候?qū)W4課程主要內(nèi)容第一章緒論氣象學(xué)與氣候?qū)W氣象學(xué)與氣候?qū)W第一章 緒論氣象學(xué)與氣候?qū)W第一章 緒論6第一章緒論第一節(jié)學(xué)科的研究對(duì)象、任務(wù)、簡史第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述第三節(jié)大氣的基本物理性狀氣象學(xué)與氣候?qū)W6第一章緒論第一節(jié)學(xué)科的研究對(duì)象、任務(wù)、簡史氣象學(xué)與氣象學(xué)與氣候?qū)W---第一章-緒論課件氣象學(xué)與氣候?qū)W---第一章-緒論課件92、氣候?qū)W的概念氣候的一般概念我國古代，“五日為候，三候?yàn)闅?，六氣為時(shí)，四時(shí)為歲，每歲二十四節(jié)氣，七十二候應(yīng)?！薄肮?jié)氣”；“候應(yīng)”氣候氣象學(xué)與氣候?qū)W92、氣候?qū)W的概念氣候的一般概念氣象學(xué)與氣候?qū)W102、氣候?qū)W的概念氣候的定義：在太陽輻射和氣候系統(tǒng)各子系統(tǒng)相互作用下，某一區(qū)域在某一特定時(shí)段內(nèi)大量天氣過程的多年平均狀況及其極端情形。天氣：某一地區(qū)在某一瞬間或某一短時(shí)間內(nèi)大氣現(xiàn)象（風(fēng)、云、雨、雪、干、濕、雷、電等）及其狀態(tài)（溫度、壓強(qiáng)、濕度、密度等）的綜合。氣象學(xué)與氣候?qū)W102、氣候?qū)W的概念氣候的定義：在太陽輻射和氣候系統(tǒng)各子系統(tǒng)11世界1月海平面氣溫（攝氏度）的分布?xì)庀髮W(xué)與氣候?qū)W11世界1月海平面氣溫（攝氏度）的分布?xì)庀髮W(xué)與氣候?qū)W12過去157年來地球表面平均氣溫變化時(shí)間（年）氣象學(xué)與氣候?qū)W12過去157年來地球表面平均氣溫變化時(shí)間（年）氣象學(xué)與氣候133、天氣與氣候的聯(lián)系和區(qū)別兩者存在統(tǒng)計(jì)聯(lián)系氣候是大量天氣過程的綜合包含天氣平均狀態(tài)和極端狀態(tài)區(qū)別：時(shí)間尺度變化特點(diǎn)影響因子氣象學(xué)與氣候?qū)W133、天氣與氣候的聯(lián)系和區(qū)別兩者存在統(tǒng)計(jì)聯(lián)系氣象學(xué)與氣候?qū)W144、發(fā)展簡史1）萌芽時(shí)期：公元16世紀(jì)中葉以前零星的、局部的氣象觀測(cè)感性認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)形成階段，以文獻(xiàn)記錄和現(xiàn)象描述為主我國曾居于世界領(lǐng)先殷代：風(fēng)、云、雨、雪等文字記錄春秋戰(zhàn)國：“二十四節(jié)氣”氣象觀測(cè)儀器古希臘氣象學(xué)與氣候?qū)W144、發(fā)展簡史1）萌芽時(shí)期：公元16世紀(jì)中葉以前氣象學(xué)與氣154、發(fā)展簡史2）發(fā)展初期：16世紀(jì)中葉到19世紀(jì)末觀測(cè)方面：氣象儀器的發(fā)明、建立地面氣象觀測(cè)站和觀測(cè)網(wǎng)，開始?xì)庀笠氐挠^測(cè)和積累發(fā)明時(shí)間發(fā)明者姓名發(fā)明者國籍發(fā)明的氣象觀測(cè)儀器1593伽利略意大利溫度表1643托里拆利意大利氣壓表1667胡克英國板式風(fēng)速器1783索修爾瑞士毛發(fā)濕度計(jì)氣象學(xué)與氣候?qū)W154、發(fā)展簡史2）發(fā)展初期：16世紀(jì)中葉到19世紀(jì)末發(fā)明時(shí)164、發(fā)展簡史理論研究方面：氣象學(xué)和氣候?qū)W由單純定性的描述進(jìn)入了可以定量分析的階段，逐漸發(fā)展為獨(dú)立的學(xué)科時(shí)間姓名國籍研究成果1820布蘭德德國繪制世界上第一張?zhí)鞖鈭D1835科里奧利法國科里奧利力的概念1857白貝羅荷蘭風(fēng)壓關(guān)系定律1863菲茨羅伊英國氣旋模式1817洪堡德德國繪制世界年平均氣溫分布圖1883漢恩德國《氣候?qū)W手冊(cè)》三大卷氣象學(xué)與氣候?qū)W164、發(fā)展簡史理論研究方面：氣象學(xué)和氣候?qū)W由單純定性的描述174、發(fā)展簡史3）發(fā)展時(shí)期：20世紀(jì)以來早期：20世紀(jì)前五十年觀測(cè)方面：地面觀測(cè)內(nèi)容更加豐富和精確，觀測(cè)站網(wǎng)擴(kuò)大氣象觀測(cè)從地面向高空發(fā)展1928年蘇聯(lián)莫爾恰諾夫發(fā)明無線電探空儀氣象學(xué)與氣候?qū)W174、發(fā)展簡史3）發(fā)展時(shí)期：20世紀(jì)以來氣象學(xué)與氣候?qū)W184、發(fā)展簡史理論研究方面：鋒面氣旋學(xué)說長波理論降雨學(xué)說創(chuàng)立了氣候型的概念、幾種氣候分類法、出版了五卷《氣候?qū)W手冊(cè)》Walker提出三大濤動(dòng)概念，把大氣活動(dòng)中心和世界氣候聯(lián)系起來（NAO，NPO，SO）氣象學(xué)與氣候?qū)W184、發(fā)展簡史理論研究方面：氣象學(xué)與氣候?qū)W194、發(fā)展簡史近期：20世紀(jì)中葉以后觀測(cè)方面：先進(jìn)的觀測(cè)技術(shù)常規(guī)氣象觀測(cè)網(wǎng)的加密開展大規(guī)模的綜合觀測(cè)試驗(yàn)氣象學(xué)與氣候?qū)W194、發(fā)展簡史近期：20世紀(jì)中葉以后氣象學(xué)與氣候?qū)W20全球監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣象學(xué)與氣候?qū)W20全球監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣象學(xué)與氣候?qū)W21氣象學(xué)與氣候?qū)W21氣象學(xué)與氣候?qū)W22氣象學(xué)與氣候?qū)W22氣象學(xué)與氣候?qū)W23氣象學(xué)與氣候?qū)W23氣象學(xué)與氣候?qū)W24GEWEX觀測(cè)區(qū)域示意氣象學(xué)與氣候?qū)W24GEWEX觀測(cè)區(qū)域示意氣象學(xué)與氣候?qū)W25氣象學(xué)與氣候?qū)W25氣象學(xué)與氣候?qū)W264、發(fā)展簡史理論研究方面：建立數(shù)值模式，進(jìn)行定量數(shù)值模擬試驗(yàn)，使氣象學(xué)、氣候?qū)W進(jìn)入試驗(yàn)科學(xué)階段，進(jìn)行數(shù)值模擬和預(yù)測(cè)氣候?qū)W領(lǐng)域中的科學(xué)革命國際上召開了一系列氣候?qū)W術(shù)會(huì)議、提出了氣候系統(tǒng)的概念和世界氣候計(jì)劃（WCP）、成立了政府間氣候變化專業(yè)委員會(huì)（IPCC）、提出了《世界氣候框架公約》氣象學(xué)與氣候?qū)W264、發(fā)展簡史理論研究方面：氣象學(xué)與氣候?qū)W27時(shí)間地點(diǎn)會(huì)議名稱1972瑞典斯德哥爾摩聯(lián)合國環(huán)境大會(huì)1974瑞典斯德哥爾摩聯(lián)合國糧食大會(huì)1974瑞典斯德哥爾摩氣候的物理基礎(chǔ)及其模擬的國際討論會(huì)1979日內(nèi)瓦第一次世界氣候大會(huì)(WCP)1980廣州亞洲及西太平洋氣候會(huì)議1990日內(nèi)瓦第二次世界氣候大會(huì)1992巴西里約熱內(nèi)盧世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)氣候?qū)W術(shù)會(huì)議氣象學(xué)與氣候?qū)W27時(shí)間地點(diǎn)會(huì)議名稱1972瑞典斯德哥爾摩聯(lián)合國環(huán)境大會(huì)1928氣候?qū)W術(shù)會(huì)議（續(xù)）時(shí)間地點(diǎn)會(huì)議名稱1997日本京都《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第三次會(huì)議2007印度尼西亞巴厘島《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第十三次會(huì)議2009日內(nèi)瓦第三屆世界氣候大會(huì)2009紐約聯(lián)合國氣候變化峰會(huì)2009哥本哈根哥本哈根氣候變化大會(huì)2010坎昆《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第十六次會(huì)議氣象學(xué)與氣候?qū)W28氣候?qū)W術(shù)會(huì)議（續(xù)）時(shí)間地點(diǎn)會(huì)議名稱1997日本京都《聯(lián)29胡錦濤主席出席聯(lián)合國氣候變化峰會(huì)

（2009年9月22日，美國紐約）

中國國家元首首次在聯(lián)合國論壇上就氣候變化問題闡述中方立場(chǎng)，國際社會(huì)給予高度關(guān)注

胡錦濤主席在聯(lián)合國氣候變化峰會(huì)開幕式上講話，明確：加強(qiáng)節(jié)能、提高能效工作，爭(zhēng)取到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年有顯著下降。大力發(fā)展可再生能源和核能，爭(zhēng)取到2020年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15％左右。大力增加森林碳匯，爭(zhēng)取到2020年森林面積比2005年增加4000萬公頃，森林蓄積量比2005年增加13億立方米。大力發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，研發(fā)和推廣氣候友好技術(shù)。氣象學(xué)與氣候?qū)W29胡錦濤主席出席聯(lián)合國氣候變化峰會(huì)

（2009年9月22日304、發(fā)展簡史我國氣象事業(yè)發(fā)展觀測(cè)方面50年代：開始大規(guī)模建立氣象觀測(cè)網(wǎng)70年代：開始建立天氣雷達(dá)網(wǎng)1979年：實(shí)施中國青藏高原氣象科學(xué)試驗(yàn)1985年：建立中國南極長城站氣象站開展大規(guī)模野外綜合試驗(yàn)氣象學(xué)與氣候?qū)W304、發(fā)展簡史我國氣象事業(yè)發(fā)展氣象學(xué)與氣候?qū)W314、發(fā)展簡史理論研究方面1961年：曾慶存提出半隱式差分格式求解大氣運(yùn)動(dòng)原始方程組1965年：開始數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)等等我國氣象學(xué)、氣候?qū)W的奠基人竺可楨《物候?qū)W》1972年，《中國近五千年氣候變遷的初步研究》1987年成立了國家氣候委員會(huì)、組織編寫了國家氣候藍(lán)皮書、制定了國家氣候研究計(jì)劃氣象學(xué)與氣候?qū)W314、發(fā)展簡史理論研究方面氣象學(xué)與氣候?qū)W32第一章緒論第一節(jié)學(xué)科的研究對(duì)象、任務(wù)、簡史第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述第三節(jié)大氣的基本物理性狀氣象學(xué)與氣候?qū)W32第一章緒論第一節(jié)學(xué)科的研究對(duì)象、任務(wù)、簡史氣象學(xué)331、氣候系統(tǒng)的概念氣候系統(tǒng)是由大氣圈、水圈、陸地表面（巖石圈）、冰雪圈和生物圈等組成的，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)。五個(gè)組成部分：大氣圈(atmosphere)、水圈(hydrosphere)（海洋）巖石圈(lithosphere)（陸地表面）冰雪圈(cryosphere)生物圈(biosphere)氣象學(xué)與氣候?qū)W331、氣候系統(tǒng)的概念氣候系統(tǒng)是由大氣圈、水圈、陸地表面（巖3434氣候系統(tǒng)大氣圈、水圈、陸地表面、冰雪圈、生物圈氣象學(xué)與氣候?qū)W3434氣候系統(tǒng)氣象學(xué)與氣候?qū)W35氣候系統(tǒng)的控制與強(qiáng)迫因子外強(qiáng)迫：太陽輻射地球軌道參數(shù)太陽常數(shù)的變化等地球重力場(chǎng)內(nèi)強(qiáng)迫：各子系統(tǒng)的變化、演變等大陸漂移地形變化氣象學(xué)與氣候?qū)W35氣候系統(tǒng)的控制與強(qiáng)迫因子外強(qiáng)迫：氣象學(xué)與氣候?qū)W36氣象學(xué)與氣候?qū)W36氣象學(xué)與氣候?qū)W37系統(tǒng)內(nèi)部的能量形式與物理過程能量：輻射能、熱能、位能、動(dòng)能、化學(xué)能、電磁能等過程：動(dòng)力過程、熱力過程、能量的轉(zhuǎn)換、物理量的輸送等反饋：各種因子的相互作用和反饋氣象學(xué)與氣候?qū)W37系統(tǒng)內(nèi)部的能量形式與物理過程能量：氣象學(xué)與氣候?qū)W382、氣候系統(tǒng)各子系統(tǒng)的特征（1）大氣圈1）組成：干潔空氣、水汽、固態(tài)和液態(tài)微粒（氣溶膠粒子）2）水平尺度與垂直尺度：106m/104m3）動(dòng)力、熱力性質(zhì)：熱慣性?。浩錈崃憫?yīng)時(shí)間約為1個(gè)月輸送作用強(qiáng)：熱量、水汽、動(dòng)量、氣溶膠、CO2、O3等動(dòng)力作用活躍：水平運(yùn)動(dòng)和垂直對(duì)流，形成各種天氣現(xiàn)象氣象學(xué)與氣候?qū)W382、氣候系統(tǒng)各子系統(tǒng)的特征（1）大氣圈氣象學(xué)與氣候?qū)W39大氣的氣體組成成分~78%~21%~0.9%~0.1%氣象學(xué)與氣候?qū)W39大氣的氣體組成成分~78%~21%~0.9%~0.1%氣40H2O是大氣中唯一具有三態(tài)的氣體，在大氣中的含量不定氣象學(xué)與氣候?qū)W40H2O是大氣中唯一具有三態(tài)的氣體，在大氣中的含量不定氣象41臭氧濃度隨高度的分布高度/km臭氧層臭氧濃度/m-3101710191018氣象學(xué)與氣候?qū)W41臭氧濃度隨高度的分布高度/km臭氧層臭氧濃度/m-31042太陽輻射長波輻射溫室效應(yīng)（GreenhouseEffect）氣象學(xué)與氣候?qū)W42太陽輻射長波輻射溫室效應(yīng)（GreenhouseEffe43大氣的保溫效應(yīng)（溫室效應(yīng)）大氣中的溫室氣體對(duì)太陽輻射的吸收很少，但卻能強(qiáng)烈地吸收地面輻射，同時(shí)又向地面放射長波輻射，補(bǔ)償?shù)孛嬉蚍派漭椛涠鴵p失的能量，使地面氣溫升高的效應(yīng)。氣象學(xué)與氣候?qū)W43大氣的保溫效應(yīng)（溫室效應(yīng)）大氣中的溫室氣體對(duì)太陽輻射的吸44排放溫室氣體的人類活動(dòng)化石能源燃燒活動(dòng)（CO2等）化石能源開采過程（CO2和CH4）工業(yè)生產(chǎn)過程（CO2）農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)（CH4）廢棄物處理（CH4和N2O）土地利用變化（CO2）氣象學(xué)與氣候?qū)W44排放溫室氣體的人類活動(dòng)化石能源燃燒活動(dòng)（CO2等）氣象學(xué)45固態(tài)微粒

液態(tài)微粒氣溶膠(Aerosols)氣象學(xué)與氣候?qū)W45固態(tài)微粒

液態(tài)微粒氣溶膠(Aerosols)氣象學(xué)與46火山灰氣象學(xué)與氣候?qū)W46火山灰氣象學(xué)與氣候?qū)W476月7日，阿根廷首都布宜諾斯艾利斯被火山灰顆粒形成的云霧籠罩。智利南部普耶韋火山6月4日起開始噴發(fā)氣象學(xué)與氣候?qū)W476月7日，阿根廷首都布宜諾斯艾利斯被火山灰顆粒形成的云霧48氣溶膠的陽傘效應(yīng)氣溶膠對(duì)太陽輻射的散射和吸收，使到達(dá)地面的太陽輻射減弱，引起地面氣溫的下降，其效應(yīng)類似于陽傘效果，故稱為陽傘效應(yīng)。氣象學(xué)與氣候?qū)W48氣溶膠的陽傘效應(yīng)氣溶膠對(duì)太陽輻射的散射和吸收，使到達(dá)地面494）大氣的垂直結(jié)構(gòu)根據(jù)垂直方向上大氣溫度變化、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、密度及成分的變化等，將大氣分為：對(duì)流層、平流層、中間層、熱層、散逸層氣象學(xué)與氣候?qū)W494）大氣的垂直結(jié)構(gòu)根據(jù)垂直方向上大氣溫度變化、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、50中間層(~85km)氣溫隨高度增加迅速下降強(qiáng)烈垂直運(yùn)動(dòng)熱層氣溫隨高度迅速增高空氣處于電離狀態(tài)散逸層大氣圈與星際空間的過渡帶對(duì)流層(17-18km)氣溫隨高度增加而降低垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)氣象要素水平分布不均勻平流層(~55km)氣溫初穩(wěn)后升熱氣流平穩(wěn)，水汽含量少4）大氣的垂直結(jié)構(gòu)對(duì)流層平流層對(duì)流層平流層上冷下熱高空對(duì)流電離層中間層熱層氣象學(xué)與氣候?qū)W50中間層(~85km)對(duì)流層(17-18km)4）大氣的垂51氣象學(xué)與氣候?qū)W51氣象學(xué)與氣候?qū)W52（2）水圈1）組成：海洋、河流、湖泊、地下水和地表上的一切液態(tài)水海洋總面積：地球表面的70.8%溫度結(jié)構(gòu)混合層（表層約50-100m)斜溫層（躍溫層，溫度梯度大）深溫層（等溫層，500-1000m以下）鹽度結(jié)構(gòu)表層約500m以內(nèi)變化較大，因緯度而異；深層趨于均勻氣象學(xué)與氣候?qū)W52（2）水圈1）組成：海洋、河流、湖泊、地下水和地表上的一53海洋溫度垂直廓線氣象學(xué)與氣候?qū)W53海洋溫度垂直廓線氣象學(xué)與氣候?qū)W54海洋鹽度垂直廓線氣象學(xué)與氣候?qū)W54海洋鹽度垂直廓線氣象學(xué)與氣候?qū)W55動(dòng)力、熱力性質(zhì)：反射率小、熱容量大、流速小，動(dòng)力、熱力慣性大（氣候系統(tǒng)的能量庫，氣候系統(tǒng)總熱量的95.6%）

變化的時(shí)間尺度：幾個(gè)月~幾年（上層海洋）世紀(jì)尺度（深層海洋）對(duì)氣候的影響：（1）對(duì)溫度的調(diào)節(jié)作用、水汽源地；（2）海-氣相互作用氣象學(xué)與氣候?qū)W55動(dòng)力、熱力性質(zhì)：反射率小、熱容量大、流速小，動(dòng)力、熱力慣56氣象學(xué)與氣候?qū)W56氣象學(xué)與氣候?qū)W57氣象學(xué)與氣候?qū)W57氣象學(xué)與氣候?qū)W58（3）巖石圈構(gòu)成：地球表層的固體表面，由巖石、土壤和沉積物組成。包括高原、平原、山地、丘陵、盆地等。反照率：較海洋大，0.10~0.80之間熱力性質(zhì)：熱容量小，熱慣性小演變時(shí)間：105-109年以上山脈形成：105~108年大陸漂移：106~109年陸塊位置和高度變化：109年以上氣候影響：動(dòng)力作用、熱力作用、物質(zhì)交換氣象學(xué)與氣候?qū)W58（3）巖石圈構(gòu)成：地球表層的固體表面，由巖石、土壤和沉積59世界地形圖氣象學(xué)與氣候?qū)W59世界地形圖氣象學(xué)與氣候?qū)W60氣象學(xué)與氣候?qū)W60氣象學(xué)與氣候?qū)W61（4）冰雪圈構(gòu)成：大陸冰原、高山冰川、海冰和地面雪蓋，包括格陵蘭、南極、大陸冰川、凍土等熱力性質(zhì)：反射率大變化時(shí)間尺度陸地雪蓋：季節(jié)~年際變化海冰：季節(jié)~幾十年際變化大陸冰原和高山冰川：幾百年~幾百萬年作用：淡水的重要來源；高反照率對(duì)氣候有重要影響氣象學(xué)與氣候?qū)W61（4）冰雪圈構(gòu)成：大陸冰原、高山冰川、海冰和地面雪蓋，包62氣象學(xué)與氣候?qū)W62氣象學(xué)與氣候?qū)W63天山的積雪和冰川氣象學(xué)與氣候?qū)W63天山的積雪和冰川氣象學(xué)與氣候?qū)W64雪蓋的變化氣象學(xué)與氣候?qū)W64雪蓋的變化氣象學(xué)與氣候?qū)W65海冰的變化北極海冰面積距平(1979-2004年)氣象學(xué)與氣候?qū)W65海冰的變化北極海冰面積距平(1979-2004年)氣象學(xué)66（5）生物圈構(gòu)成：陸地和海洋中的植物、空氣、海洋和陸地生活的動(dòng)物，包括人類本身作用：調(diào)節(jié)溫室氣體及其它大氣成分（CO2、CH4、水分等）植被：影響地表反照率、蒸發(fā)、蒸騰、徑流、表面粗糙度、CO2平衡等變化時(shí)間尺度：10-1~107年（季節(jié)~千年）人類活動(dòng)通過改變地表特性和大氣成分對(duì)氣候產(chǎn)生影響。氣象學(xué)與氣候?qū)W66（5）生物圈構(gòu)成：陸地和海洋中的植物、空氣、海洋和陸地生67粗糙度減小地面氣溫增高表層濕度減小近地面風(fēng)速增大氣象學(xué)與氣候?qū)W67粗糙度減小地面氣溫增高表層濕度減小近地面風(fēng)速增大氣象學(xué)與683、氣候系統(tǒng)的基本性質(zhì)氣候系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、高度非線性的開放系統(tǒng)

各個(gè)氣候子系統(tǒng)間顯著的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)屬性差異氣候系統(tǒng)的反饋性氣候系統(tǒng)的可預(yù)報(bào)性氣象學(xué)與氣候?qū)W683、氣候系統(tǒng)的基本性質(zhì)氣候系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的、高度非線性的69復(fù)雜的、高度非線性的開放系統(tǒng)系統(tǒng)：許多物體（成分）和屬性（變量）組成的結(jié)構(gòu)群，這些物體和屬性之間通過一定的物理過程而相互聯(lián)系，并按某種觀測(cè)的型作為一個(gè)復(fù)雜的整體而起作用。系統(tǒng)的分類：開放系統(tǒng)：有能量和物質(zhì)與系統(tǒng)外交換。封閉系統(tǒng)：有能量但無物質(zhì)與系統(tǒng)外交換。孤立系統(tǒng)：沒有能量和物質(zhì)與系統(tǒng)外交換。氣象學(xué)與氣候?qū)W69復(fù)雜的、高度非線性的開放系統(tǒng)系統(tǒng)：許多物體（成分）和屬性70各圈層的熱力和動(dòng)力差異氣象學(xué)與氣候?qū)W70各圈層的熱力和動(dòng)力差異氣象學(xué)與氣候?qū)W71氣候系統(tǒng)的反饋性反饋：將系統(tǒng)的部分輸出作為輸入重新輸進(jìn)系統(tǒng)，從而使系統(tǒng)的凈響應(yīng)得到改變分類：正反饋：反饋過程造成的變化與原變化同號(hào)，系統(tǒng)偏離穩(wěn)定狀態(tài)，向一個(gè)極端方向發(fā)展負(fù)反饋：反饋過程造成的變化與原變化反號(hào)，抑制變化和異常的發(fā)展，系統(tǒng)狀態(tài)在平衡態(tài)附近振動(dòng)氣象學(xué)與氣候?qū)W71氣候系統(tǒng)的反饋性反饋：將系統(tǒng)的部分輸出作為輸入重新輸進(jìn)系72反饋過程舉例正反饋過程舉例：冰雪反照率與全球溫度水汽與地面溫度CO2與全球溫度植被–反照率–穩(wěn)定度反饋負(fù)反饋過程舉例：溫度與全球云量大氣溫度–長波輻射氣象學(xué)與氣候?qū)W72反饋過程舉例正反饋過程舉例：氣象學(xué)與氣候?qū)W73冰雪反照率反饋

地球變暖（冷）冰雪覆蓋減少

（增多）行星反射減少

（增多）系統(tǒng)吸收更多太陽輻射（少）氣象學(xué)與氣候?qū)W73冰雪反照率反饋地球變暖（冷）冰雪覆蓋減少行星反射減74CO2反饋CO2濃度增加

（減少)全球變暖

（冷）海表面溫度升高

（降低）海洋吸收CO2能力減弱（增強(qiáng)）海洋垂直穩(wěn)定度增加（減少）氣象學(xué)與氣候?qū)W74CO2反饋CO2濃度增加全球變暖海表面溫度升高海75云反饋（負(fù)）

地球變暖

云水含量增加

云的亮度增加

系統(tǒng)反射更多太陽輻射

地球變冷

云水含量減少

云的亮度減小

系統(tǒng)反射更少太陽輻射氣象學(xué)與氣候?qū)W75云反饋（負(fù)）地球變暖云水含量增加云的亮度增加系統(tǒng)76氣候系統(tǒng)的可預(yù)報(bào)性第一類可預(yù)報(bào)性（時(shí)間意義上的可預(yù)報(bào)性）初始誤差（擾動(dòng)）隨時(shí)間的增長問題，直接與大氣統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的預(yù)報(bào)有關(guān)，主要表現(xiàn)為按時(shí)間順序預(yù)報(bào)氣候狀態(tài)的可能程度第二類可預(yù)報(bào)性（與時(shí)間無關(guān)的敏感性預(yù)報(bào)）外強(qiáng)迫發(fā)生變化后，氣候變化的模擬和預(yù)報(bào)能力氣象學(xué)與氣候?qū)W76氣候系統(tǒng)的可預(yù)報(bào)性第一類可預(yù)報(bào)性（時(shí)間意義上的可預(yù)報(bào)性）77第一章緒論第一節(jié)學(xué)科的研究對(duì)象、任務(wù)、簡史第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述第三節(jié)大氣的基本物理性狀氣象學(xué)與氣候?qū)W77第一章緒論第一節(jié)學(xué)科的研究對(duì)象、任務(wù)、簡史氣象學(xué)78氣象要素是指表示大氣的屬性和大氣現(xiàn)象的物理量1、氣溫:在一定的容積內(nèi)，一定質(zhì)量的空氣，其溫度的高低只與氣體分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能有關(guān)。單位：攝氏度℃；絕對(duì)溫度K2、氣壓：大氣的壓強(qiáng)。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：水銀柱的高度（mm、cm）；大氣壓；百帕

760mmHg=1個(gè)大氣壓=1013.25hPa一、主要?dú)庀笠貧庀髮W(xué)與氣候?qū)W78氣象要素是指表示大氣的屬性和大氣現(xiàn)象的物理量一、主要?dú)庀?93、濕度：表示大氣中水汽量多少的物理量。大氣濕度狀況與云、霧、降水等關(guān)系密切

（1）水汽壓（e）和飽和水汽壓（E）大氣壓力是大氣中各種氣體壓力的總和。水汽和其他氣體一樣，也有壓力大氣中的水汽所產(chǎn)生的那部分壓力稱水汽壓（e）一、主要?dú)庀笠兀ɡm(xù)）氣象學(xué)與氣候?qū)W793、濕度：表示大氣中水汽量多少的物理量。大氣濕度狀況與云80一、主要?dú)庀笠兀ɡm(xù)）飽和空氣：飽和水汽壓（E）：實(shí)驗(yàn)和