氣象學與氣候?qū)W作業(yè)指導(dǎo)書

氣象學與氣候?qū)W作業(yè)指導(dǎo)書TOC\o"1-2"\h\u13293第1章基本概念與基礎(chǔ)理論 362041.1氣象學基本概念 3142061.1.1大氣 3109061.1.2氣壓 3323301.1.3溫度 3238411.1.4濕度 4205051.1.5風向與風速 4125791.1.6降水 4263361.2氣候?qū)W基本概念 4263771.2.1氣候 4160271.2.2氣候類型 4151551.2.3氣候帶 4228391.2.4季節(jié) 4109311.2.5氣候變化 4160841.3氣象要素及其測量 518271.3.1溫度 512331.3.2濕度 566271.3.3氣壓 5149841.3.4風向與風速 5231641.3.5降水 5206451.3.6輻射 56407第2章大氣成分與結(jié)構(gòu) 5308452.1大氣成分 5175952.2大氣層結(jié)構(gòu) 589122.3大氣物理性質(zhì) 630745第3章氣壓與風 6168513.1氣壓 6325933.1.1氣壓的定義 6206143.1.2氣壓的測量 6293833.1.3氣壓分布 6290763.2風的形成與分類 638223.2.1風的形成 6190223.2.2風的分類 7316983.3氣壓與風的關(guān)系 788443.3.1氣壓梯度力與風 725593.3.2地球自轉(zhuǎn)與風 7226393.3.3氣壓與風速的關(guān)系 7224523.3.4氣壓與風向的關(guān)系 7285073.3.5氣壓與風能利用 710358第4章溫度與濕度 7316534.1溫度及其分布 7190774.1.1溫度的計量 7309204.1.2溫度的分布特征 82014.1.3影響溫度分布的因素 8179454.2濕度及其測量 8238394.2.1濕度的測量 898164.2.2濕度的測量儀器 856934.3溫度與濕度的關(guān)系 916528第5章云與降水 9321295.1云的分類與形成 9217925.1.1高層云（HighClouds） 972685.1.2中層云（MiddleClouds） 9122595.1.3低層云（LowClouds） 9323695.1.4積云（CloudswithVerticalDevelopment） 9268395.2降水的形成與分類 1050925.2.1降水的形成 10201435.2.2降水的分類 10149505.3云與降水的觀測 10294875.3.1目視觀測 1093395.3.2儀器觀測 10203015.3.3實驗室分析 1023972第6章氣象災(zāi)害 11259576.1氣象災(zāi)害概述 11225926.2風災(zāi)與洪災(zāi) 11148536.2.1風災(zāi) 1170816.2.2洪災(zāi) 11236.3干旱與高溫 1172126.3.1干旱 11316146.3.2高溫 1121448第7章氣候系統(tǒng)與氣候變化 11300397.1氣候系統(tǒng)概述 11107127.2氣候變化的證據(jù)與原因 12142017.2.1氣候變化的證據(jù) 12269007.2.2氣候變化的原因 12289257.3氣候變化的影響 1216008第8章氣象觀測與預(yù)報 13132478.1氣象觀測概述 13208638.1.1基本內(nèi)容 13315538.1.2觀測方法 13172578.1.3觀測設(shè)備 14285048.2氣象預(yù)報方法 1482598.2.1經(jīng)驗預(yù)報法 14270178.2.2物理預(yù)報法 14192238.3氣象觀測與預(yù)報在實際中的應(yīng)用 1414846第9章氣象學在行業(yè)中的應(yīng)用 1539699.1氣象學與農(nóng)業(yè) 1521469.1.1氣象條件對作物生長的影響 15245309.1.2農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃 15197529.1.3氣象災(zāi)害預(yù)警與防御 15129039.2氣象學與航空 1587869.2.1航空天氣預(yù)報 15156939.2.2飛行氣象條件評估 1538659.2.3氣象災(zāi)害對航空的影響 16186089.3氣象學與建筑 1624099.3.1建筑氣候?qū)W 16203449.3.2建筑物通風與日照 16129379.3.3氣象災(zāi)害對建筑物的影響 1616328第10章氣候?qū)W與可持續(xù)發(fā)展 161283910.1氣候?qū)W與環(huán)境保護 16521610.1.1氣候變化對生態(tài)環(huán)境的影響 162730210.1.2氣候?qū)W與環(huán)境保護政策制定 161387710.1.3氣候適應(yīng)與環(huán)境保護 162274010.2氣候?qū)W與資源利用 162042010.2.1氣候變化對水資源、農(nóng)業(yè)與糧食安全的影響 171702110.2.2氣候?qū)W與可再生能源開發(fā) 171840210.2.3氣候?qū)W與能源消耗優(yōu)化 171292110.3氣候?qū)W與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展策略 17206610.3.1氣候變化背景下的區(qū)域發(fā)展挑戰(zhàn) 173023510.3.2氣候適應(yīng)與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展 17479010.3.3氣候?qū)W與區(qū)域政策制定 17第1章基本概念與基礎(chǔ)理論1.1氣象學基本概念氣象學是研究大氣現(xiàn)象、大氣狀態(tài)及其變化規(guī)律的科學。以下為氣象學的一些基本概念：1.1.1大氣大氣是包圍地球的氣體層，主要由氮氣、氧氣、水蒸氣等組成。大氣的存在對地球生物及氣候具有重要影響。1.1.2氣壓氣壓指單位面積上受到的氣體分子撞擊的力，通常用百帕（hPa）表示。氣壓與天氣變化密切相關(guān)。1.1.3溫度溫度是物體熱量高低的度量，用開爾文（K）或攝氏度（℃）表示。氣溫對生物活動和氣候形成具有重要作用。1.1.4濕度濕度指空氣中水蒸氣的含量。相對濕度是實際水蒸氣含量與飽和水蒸氣含量的百分比，用于表示空氣濕潤程度。1.1.5風向與風速風向指風的來向，通常用角度表示；風速指單位時間內(nèi)空氣流動的距離，用米/秒（m/s）表示。1.1.6降水降水是指大氣中的水蒸氣凝結(jié)成水滴或冰晶，從空中降落到地面的現(xiàn)象，包括雨、雪、霧、露等。1.2氣候?qū)W基本概念氣候?qū)W是研究地球表面氣候形成、分布、變化的科學。以下為氣候?qū)W的一些基本概念：1.2.1氣候氣候是指一個地區(qū)長時間（通常為30年以上）的天氣狀態(tài)統(tǒng)計特征，包括溫度、濕度、降水、風等要素。1.2.2氣候類型氣候類型是根據(jù)地球表面不同地區(qū)的氣候特征進行劃分的。常見的氣候類型有熱帶雨林氣候、亞熱帶濕潤氣候、溫帶海洋性氣候等。1.2.3氣候帶氣候帶是指地球表面緯度相近地區(qū)，氣候特征相似的帶狀區(qū)域。氣候帶分為熱帶、溫帶和寒帶。1.2.4季節(jié)季節(jié)是指一年中地球表面氣候特征周期性變化的現(xiàn)象，主要受地球公轉(zhuǎn)和傾斜角度影響。1.2.5氣候變化氣候變化是指地球表面氣候在長時間內(nèi)的波動和演變。人類活動對氣候變化具有重要影響。1.3氣象要素及其測量氣象要素是描述大氣狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的基本參數(shù)，主要包括以下幾種：1.3.1溫度溫度測量常用溫度計，包括水銀溫度計、酒精溫度計、電子溫度計等。1.3.2濕度濕度測量常用毛發(fā)濕度計、電子濕度計等。相對濕度可以通過露點溫度計算得出。1.3.3氣壓氣壓測量常用氣壓計，包括水銀氣壓計、空盒氣壓計等。1.3.4風向與風速風向與風速測量常用風向風速儀，包括機械式和電子式兩種。1.3.5降水降水量測量常用雨量計，包括翻斗式雨量計、虹吸式雨量計等。1.3.6輻射輻射測量常用輻射儀，包括總輻射儀、直接輻射儀等。輻射對氣候變化和生物活動具有重要影響。第2章大氣成分與結(jié)構(gòu)2.1大氣成分大氣是由多種氣體組成的混合物，其主要成分包括氮氣、氧氣、氬氣和二氧化碳等。這些氣體對地球氣候和生物生存具有重大意義。（1）氮氣（N2）：占大氣體積的大約78%，是大氣中最主要的成分。（2）氧氣（O2）：占大氣體積的大約21%，對地球生物的呼吸作用。（3）氬氣（Ar）：占大氣體積的大約0.93%，是一種稀有氣體。（4）二氧化碳（CO2）：占大氣體積的大約0.04%，對地球氣候和生物圈具有重要影響。大氣中還含有微量的氖、氦、甲烷、臭氧等氣體。2.2大氣層結(jié)構(gòu)大氣層可以分為以下幾個主要部分：（1）對流層：地球表面至大約1015公里的高度，是大氣中最靠近地球表面的一層，其中包含了大部分的水汽和氣象現(xiàn)象。（2）平流層：對流層以上至大約50公里的高度，臭氧層主要分布在這一層，對地球生物具有保護作用。（3）中間層：平流層以上至大約80公里的高度，溫度隨高度增加而降低。（4）熱層：中間層以上至大約500公里的高度，溫度隨高度增加而迅速升高。（5）外層大氣：熱層以上的部分，包括電離層和磁層等。2.3大氣物理性質(zhì)大氣的物理性質(zhì)主要包括溫度、壓力、密度、濕度等。（1）溫度：大氣溫度隨高度、緯度、季節(jié)和天氣條件等因素而變化。（2）壓力：大氣壓力主要受海拔高度和天氣條件的影響。（3）密度：大氣密度隨溫度、壓力和濕度等因素變化。（4）濕度：大氣中的水汽含量，通常用相對濕度表示。這些物理性質(zhì)對氣象現(xiàn)象和氣候變化具有重要影響。第3章氣壓與風3.1氣壓3.1.1氣壓的定義氣壓是指大氣對于某一物體所施加的壓強。它是大氣重力作用在單位面積上的力量，通常用帕斯卡（Pa）作為單位。3.1.2氣壓的測量氣壓的測量主要采用氣壓計進行。氣壓計有水銀氣壓計、空盒氣壓計和電子氣壓計等類型。測量氣壓時，需將氣壓計置于標準海平面高度處，并按照規(guī)定的程序進行讀數(shù)。3.1.3氣壓分布全球氣壓分布具有明顯的緯度特征，赤道附近為低氣壓區(qū)，兩極附近為高氣壓區(qū)。氣壓還受到地形、季節(jié)和天氣等因素的影響。3.2風的形成與分類3.2.1風的形成風是大氣運動的結(jié)果，主要由于地球表面接收太陽輻射的不均勻性，導(dǎo)致大氣溫度和密度分布不均，從而產(chǎn)生氣壓梯度力，使大氣從高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)。3.2.2風的分類根據(jù)風的形成原因和特征，風可分為以下幾類：（1）局部風：在局部地區(qū)形成的風，如海陸風、山谷風等。（2）季風：由于季節(jié)性氣候變化，導(dǎo)致氣壓系統(tǒng)發(fā)生改變，從而形成的風。（3）全球風：在全球范圍內(nèi)形成的風，如赤道低氣壓帶的風、副熱帶高氣壓帶的風等。3.3氣壓與風的關(guān)系3.3.1氣壓梯度力與風氣壓梯度力是導(dǎo)致風產(chǎn)生的主要動力。氣壓梯度力的大小與氣壓差和距離成正比，方向由高氣壓指向低氣壓。3.3.2地球自轉(zhuǎn)與風地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致科里奧利力的產(chǎn)生，使風向在水平方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在北半球，風向向右偏轉(zhuǎn)；在南半球，風向向左偏轉(zhuǎn)。3.3.3氣壓與風速的關(guān)系氣壓差越大，風速越快。當氣壓差較小時，風速相應(yīng)減小。風速還受到摩擦力、大氣穩(wěn)定度等因素的影響。3.3.4氣壓與風向的關(guān)系氣壓分布決定了風的基本方向。在水平氣壓場中，風從高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)。但在實際情況下，風受到地球自轉(zhuǎn)、地形等因素的影響，風向會有所偏轉(zhuǎn)。3.3.5氣壓與風能利用氣壓與風的關(guān)系在風能利用方面具有重要意義。了解氣壓與風的關(guān)系，有助于預(yù)測風力發(fā)電的輸出功率，提高風能利用效率。第4章溫度與濕度4.1溫度及其分布溫度是描述大氣熱狀況的基本物理量，對氣候的形成和變化起著的作用。本節(jié)主要介紹溫度的計量、分布特征及其影響因素。4.1.1溫度的計量溫度的計量單位是開爾文（K），但在氣象學中，常用的溫度單位是攝氏度（℃）。攝氏度與開爾文的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：℃=K273.15。4.1.2溫度的分布特征（1）緯度分布：地球表面溫度分布受緯度影響顯著，赤道地區(qū)溫度高，兩極地區(qū)溫度低。（2）高度分布：高度升高，氣溫逐漸降低。在對流層中，平均每上升100米，氣溫下降約0.65℃。（3）季節(jié)分布：地球表面溫度受太陽輻射的季節(jié)性變化影響，表現(xiàn)為夏季溫度高，冬季溫度低。4.1.3影響溫度分布的因素（1）緯度：緯度越高，太陽輻射角度越小，獲得的太陽輻射能量越少，氣溫越低。（2）海洋與陸地：海洋和陸地在吸收和釋放熱量的速度上存在差異，導(dǎo)致溫度分布不同。（3）地形：地形對溫度分布有顯著影響，如山地氣溫隨高度升高而降低。4.2濕度及其測量濕度是描述大氣中水汽含量的物理量，對氣候、天氣以及人們的生活產(chǎn)生重要影響。本節(jié)主要介紹濕度的測量方法及其相關(guān)概念。4.2.1濕度的測量（1）絕對濕度：絕對濕度是指單位體積空氣中所含水汽的質(zhì)量，單位為克/立方米（g/m3）。（2）相對濕度：相對濕度是指實際水汽壓與飽和水汽壓之比，用百分數(shù)表示。（3）露點溫度：露點溫度是指在氣壓不變、水汽含量不變的情況下，空氣冷卻至水汽開始凝結(jié)的溫度。4.2.2濕度的測量儀器（1）濕度計：濕度計是測量空氣中水汽含量的儀器，常見的有毛發(fā)濕度計、電容濕度計等。（2）露點鏡：露點鏡通過冷卻鏡面，使空氣中的水汽凝結(jié)，從而測量露點溫度。4.3溫度與濕度的關(guān)系溫度與濕度之間存在著密切的關(guān)系，主要表現(xiàn)在以下方面：（1）飽和水汽壓與溫度的關(guān)系：飽和水汽壓隨溫度的升高而增大，反之減小。（2）相對濕度與溫度的關(guān)系：在絕對濕度不變的情況下，溫度升高，相對濕度降低；溫度降低，相對濕度升高。（3）露點溫度與溫度的關(guān)系：露點溫度與氣溫接近時，空氣濕度較大；露點溫度與氣溫相差較大時，空氣濕度較小。（4）大氣穩(wěn)定性與溫度、濕度的關(guān)系：溫度和濕度的垂直分布對大氣的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，進而影響天氣和氣候。第5章云與降水5.1云的分類與形成云是大氣中一種常見的自然現(xiàn)象，主要由水汽凝結(jié)而成的微小的水滴或冰晶所組成。根據(jù)其外觀特征和形成高度，云可分為以下幾種基本類型。5.1.1高層云（HighClouds）高層云通常在6000米以上的高空形成，主要包括卷云（Cirrus,Ci）、卷層云（Cirrostratus,Cs）和卷積云（Cirrocumulus,Cc）。它們主要由冰晶組成，有時會呈現(xiàn)出絲狀、纖維狀或波狀結(jié)構(gòu)。5.1.2中層云（MiddleClouds）中層云在2000至6000米的高度形成，包括高層云（Altostratus,As）和高層積云（Altocumulus,Ac）。它們主要由水滴、冰晶或兩者的混合物組成，常常呈現(xiàn)出灰色或白色層狀結(jié)構(gòu)。5.1.3低層云（LowClouds）低層云通常在2000米以下的高度形成，包括層云（Stratus,St）、層積云（Stratocumulus,Sc）和雨層云（Stratusfractus,Sf）。這些云主要由水滴組成，有時會帶來霧或細雨。5.1.4積云（CloudswithVerticalDevelopment）積云具有明顯的垂直發(fā)展，底部通常在2000米以下，頂部可達6000米以上。包括積云（Cumulus,Cu）、積雨云（Cumulonimbus,Cb）等。積云主要由水滴組成，當發(fā)展成積雨云時，可帶來雷電、暴雨等天氣現(xiàn)象。5.2降水的形成與分類降水是大氣中水汽凝結(jié)后從云層中以固態(tài)或液態(tài)形式落到地面的現(xiàn)象。降水的形成過程與云中水滴或冰晶的碰撞、聚合有關(guān)。5.2.1降水的形成降水的形成主要包括以下幾個過程：（1）凝結(jié)：水汽在云滴表面凝結(jié)，使云滴體積逐漸增大。（2）碰并：云滴之間相互碰撞、合并，形成更大的水滴或冰晶。（3）冰晶效應(yīng)：冰晶在云中碰撞、聚合，形成雪或冰粒。（4）融化：冰晶或雪在下落過程中遇到暖氣流，融化成水滴。5.2.2降水的分類根據(jù)降水形態(tài)和形成過程，降水可分為以下幾種類型：（1）雨：水滴直徑大于0.5毫米的降水。（2）雪：由冰晶組成，呈六角形，直徑小于1毫米的降水。（3）冰雹：直徑大于5毫米的冰粒降水。（4）雨夾雪：由雨滴和冰晶混合組成的降水。5.3云與降水的觀測云與降水的觀測對于氣象研究與天氣預(yù)報具有重要意義。觀測方法主要包括以下幾種：5.3.1目視觀測目視觀測是指通過肉眼觀察云的形態(tài)、高度、顏色等特征，并記錄降水的種類、強度、持續(xù)時間等信息。5.3.2儀器觀測儀器觀測包括使用雷達、衛(wèi)星、激光雷達等設(shè)備對云和降水進行遙感探測。這些設(shè)備可以提供云的垂直結(jié)構(gòu)、降水分布、降水強度等詳細信息。5.3.3實驗室分析實驗室分析主要針對降水樣品進行化學成分、微觀結(jié)構(gòu)等方面的研究，以了解降水的形成過程和大氣環(huán)境。通過以上觀測手段，可以更深入地研究云與降水的形成規(guī)律，為氣象預(yù)報、氣候研究和水資源管理提供科學依據(jù)。第6章氣象災(zāi)害6.1氣象災(zāi)害概述氣象災(zāi)害是指由于自然氣象條件異常變化，導(dǎo)致人類社會和自然生態(tài)系統(tǒng)遭受嚴重損失的自然災(zāi)害。本章主要介紹了幾種常見的氣象災(zāi)害，包括風災(zāi)、洪災(zāi)、干旱和高溫等。通過分析這些災(zāi)害的形成原因、影響及防范措施，以期為減少氣象災(zāi)害帶來的損失提供科學依據(jù)。6.2風災(zāi)與洪災(zāi)6.2.1風災(zāi)風災(zāi)是指因風力強烈作用而導(dǎo)致的災(zāi)害，主要包括臺風、龍卷風等。臺風是熱帶氣旋的一種，具有極強的破壞力，能給我國沿海地區(qū)帶來嚴重的經(jīng)濟損失。龍卷風則是一種強烈的旋轉(zhuǎn)風暴，雖然影響范圍較小，但破壞力極大。6.2.2洪災(zāi)洪災(zāi)是指因降水過多、河水暴漲等原因?qū)е碌臑?zāi)害。洪災(zāi)分為暴雨洪災(zāi)、融雪洪災(zāi)和冰凌洪災(zāi)等。我國洪災(zāi)頻發(fā)，尤其在夏季，強降水容易引發(fā)洪澇災(zāi)害，給人民生命財產(chǎn)安全帶來嚴重威脅。6.3干旱與高溫6.3.1干旱干旱是指長時間無降水或降水偏少，導(dǎo)致土壤水分嚴重不足，影響農(nóng)作物生長和人類生活的現(xiàn)象。干旱可分為春旱、夏旱、秋旱和冬旱。我國干旱災(zāi)害多發(fā)生在北方地區(qū)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源利用造成嚴重影響。6.3.2高溫高溫是指氣溫顯著高于常年同期，對人類生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不利影響的現(xiàn)象。高溫災(zāi)害可分為高溫熱浪和高溫干旱。全球氣候變暖，高溫災(zāi)害的發(fā)生頻率和強度有所上升，給我國南方地區(qū)帶來了較大的損失。通過本章的學習，希望同學們能夠了解氣象災(zāi)害的形成原因、影響范圍及防范措施，提高應(yīng)對氣象災(zāi)害的能力，為減輕災(zāi)害損失做出貢獻。第7章氣候系統(tǒng)與氣候變化7.1氣候系統(tǒng)概述氣候系統(tǒng)是指地球上各種氣候要素相互作用、相互制約形成的復(fù)雜系統(tǒng)。它包括大氣圈、水圈、陸地表面和冰凍圈等組成部分。各部分之間通過能量和物質(zhì)的交換，共同決定著地球的氣候特征和氣候變化。本章主要介紹氣候系統(tǒng)的基本構(gòu)成、功能及其相互作用。7.2氣候變化的證據(jù)與原因7.2.1氣候變化的證據(jù)氣候變化的證據(jù)來源于多種自然記錄和觀測數(shù)據(jù)，主要包括以下幾方面：（1）冰芯記錄：通過分析冰芯中的氣體成分、同位素比例等，可以了解古氣候信息。（2）樹輪記錄：樹木年輪的寬度、密度等可以反映過去氣候條件的變化。（3）湖泊沉積物和海洋沉積物：通過分析沉積物中的生物化石、同位素等，可以推斷古氣候狀況。（4）歷史文獻：古代文獻中有關(guān)氣候的描述，為研究過去氣候變化提供了寶貴資料。（5）現(xiàn)代觀測數(shù)據(jù)：近現(xiàn)代的氣象觀測數(shù)據(jù)為研究氣候變化提供了直接證據(jù)。7.2.2氣候變化的原因氣候變化的根本原因是自然因素和人為因素的共同作用，主要包括：（1）自然因素：太陽輻射、火山爆發(fā)、地球軌道變化等自然因素對氣候變化產(chǎn)生影響。（2）人為因素：人類活動導(dǎo)致的溫室氣體排放、土地利用變化、城市化等，是導(dǎo)致氣候變暖的主要原因。7.3氣候變化的影響氣候變化對自然生態(tài)系統(tǒng)、人類社會和經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了廣泛而深遠的影響，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）生態(tài)系統(tǒng)：氣候變化導(dǎo)致生物多樣性降低、物種分布范圍變化、生態(tài)系統(tǒng)功能紊亂等。（2）水資源：氣候變化對降水、蒸發(fā)、地表徑流和地下水等水資源產(chǎn)生影響，導(dǎo)致水資源的時空分布不均和供需矛盾加劇。（3）糧食安全：氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響，降低糧食產(chǎn)量和品質(zhì)。（4）自然災(zāi)害：氣候變化加劇了極端氣候事件的發(fā)生，如高溫熱浪、暴雨洪澇、干旱等。（5）人類健康：氣候變化影響空氣質(zhì)量、傳染病傳播、心理健康等，對人類健康構(gòu)成威脅。（6）經(jīng)濟發(fā)展：氣候變化對農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、旅游業(yè)等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生負面影響，增加經(jīng)濟負擔。氣候變化已成為全球性挑戰(zhàn)，對人類社會的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生嚴重影響。因此，應(yīng)對氣候變化、減緩其影響是當務(wù)之急。第8章氣象觀測與預(yù)報8.1氣象觀測概述氣象觀測是指對大氣現(xiàn)象、大氣狀態(tài)及其變化規(guī)律的系統(tǒng)性觀測。它為氣象預(yù)報提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是研究天氣、氣候及大氣環(huán)境問題的重要手段。本節(jié)主要介紹氣象觀測的基本內(nèi)容、觀測方法和觀測設(shè)備。8.1.1基本內(nèi)容氣象觀測主要包括以下內(nèi)容：（1）氣溫、濕度、氣壓、風速、風向等基本氣象要素的觀測；（2）降水量、降水類型、能見度、云量、云高、天氣現(xiàn)象等天氣狀況的觀測；（3）大氣成分、大氣污染、輻射等大氣環(huán)境要素的觀測。8.1.2觀測方法氣象觀測方法主要包括地面觀測、高空觀測、衛(wèi)星遙感觀測和雷達觀測等。（1）地面觀測：主要包括人工觀測和自動觀測。人工觀測是指觀測員在規(guī)定的時間和地點進行氣象要素的觀測；自動觀測是指利用自動化設(shè)備進行連續(xù)、實時的氣象觀測。（2）高空觀測：主要包括無線電探空、氣象衛(wèi)星和氣象雷達等。（3）衛(wèi)星遙感觀測：通過接收衛(wèi)星搭載的遙感儀器所獲取的地球表面和大氣的輻射信息，反演得到氣象要素的分布。（4）雷達觀測：利用雷達波的反射、散射和吸收等現(xiàn)象，探測大氣中的降水、云、風等氣象要素。8.1.3觀測設(shè)備氣象觀測設(shè)備主要包括：氣溫計、濕度計、氣壓計、風速儀、風向儀、降水量計、能見度儀、云高儀、輻射儀等。8.2氣象預(yù)報方法氣象預(yù)報是根據(jù)氣象觀測資料，運用大氣科學原理和方法，對未來一定時間和空間范圍內(nèi)的天氣、氣候狀況進行預(yù)測。本節(jié)主要介紹氣象預(yù)報的基本方法。8.2.1經(jīng)驗預(yù)報法經(jīng)驗預(yù)報法是基于歷史氣象資料和預(yù)報員的經(jīng)驗，對未來天氣進行預(yù)測的方法。主要包括以下幾種：（1）天氣圖法：通過對天氣圖的分析，判斷天氣系統(tǒng)和天氣現(xiàn)象的發(fā)展變化。（2）模式類比法：找出歷史上相似天氣過程，參考其發(fā)展演變規(guī)律進行預(yù)報。（3）統(tǒng)計預(yù)報法：利用統(tǒng)計學方法，分析氣象要素之間的相關(guān)性，建立預(yù)報方程。8.2.2物理預(yù)報法物理預(yù)報法是基于大氣物理過程和動力方程，利用計算機進行數(shù)值模擬和預(yù)測的方法。主要包括以下幾種：（1）數(shù)值天氣預(yù)報：通過求解大氣運動方程、熱力學方程等，得到未來天氣的預(yù)測。（2）動力統(tǒng)計預(yù)報：將物理預(yù)報法與統(tǒng)計預(yù)報法相結(jié)合，利用歷史資料和動力模型進行預(yù)報。（3）同化預(yù)報：利用觀測資料對數(shù)值天氣預(yù)報模型進行初始化，提高預(yù)報精度。8.3氣象觀測與預(yù)報在實際中的應(yīng)用氣象觀測與預(yù)報在實際中的應(yīng)用廣泛，主要包括以下方面：（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：根據(jù)氣象預(yù)報合理安排農(nóng)事活動，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和效益。（2）交通運輸：通過氣象預(yù)報為航空、航海、公路、鐵路等提供安全保障。（3）水資源管理：氣象預(yù)報對水庫調(diào)度、防洪減災(zāi)、干旱應(yīng)對等方面具有重要意義。（4）環(huán)境保護：氣象觀測與預(yù)報有助于大氣污染治理、氣候變化應(yīng)對等環(huán)保工作。（5）公共安全：氣象預(yù)報對防雷、防雹、防火、抗災(zāi)救險等方面具有重要作用。（6）國防軍事：氣象觀測與預(yù)報為軍事行動提供天氣保障，保證任務(wù)順利完成。第9章氣象學在行業(yè)中的應(yīng)用9.1氣象學與農(nóng)業(yè)氣象學在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用具有悠久的歷史，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動受氣候條件的影響顯著。本節(jié)主要討論氣象學在以下幾個方面的應(yīng)用：9.1.1氣象條件對作物生長的影響分析氣溫、降水、光照等氣象因素對作物生長、發(fā)育及產(chǎn)量的影響，為合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學依據(jù)。9.1.2農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點，進行農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，為作物種植、品種選擇和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供參考。9.1.3氣象災(zāi)害預(yù)警與防御研究氣象災(zāi)害（如干旱、洪澇、低溫凍害等）的發(fā)生規(guī)律，及時發(fā)布預(yù)警信息，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)采取有效措施減輕災(zāi)害損失。9.2