第六章大氣圈

1、地球科學(xué)概論地球科學(xué)概論 緒論 地球的起源與演化 地球的物理性質(zhì) 地球的圈層 板塊運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)作用 大氣圈 自然災(zāi)害與減災(zāi)水圈地表形態(tài)生物圈地球環(huán)境及其變遷自然資源及其利用大大 氣氣 圈圈 地球科學(xué)概論第 六 章 大氣圈的組成與結(jié)構(gòu)大氣圈的組成與結(jié)構(gòu) 大氣運(yùn)動(dòng)大氣運(yùn)動(dòng) 天氣與氣候天氣與氣候無云的晴天，天空為什么呈現(xiàn)藍(lán)色？無云的晴天，天空為什么呈現(xiàn)藍(lán)色？朝霞和夕陽(yáng)為什么都偏橘紅色？朝霞和夕陽(yáng)為什么都偏橘紅色？晴朗的星空，星星為何會(huì)閃爍？晴朗的星空，星星為何會(huì)閃爍？大氣圈的組成與結(jié)構(gòu)大氣圈的組成與結(jié)構(gòu) 地球科學(xué)概論大氣的最底層，它的底界是地面。對(duì)流層有三大氣的最底層，它的底界是地面。對(duì)流層有三個(gè)主要

2、特征：氣溫隨高度升高而降低；空氣的個(gè)主要特征：氣溫隨高度升高而降低；空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著；天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著；天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變從對(duì)流層頂以上到從對(duì)流層頂以上到505055 km55 km高度為平流層高度為平流層自平流層頂?shù)阶云搅鲗禹數(shù)?08085 km85 km左右為中間層左右為中間層自中間層頂?shù)阶灾虚g層頂?shù)?00 km800 km高空為暖層，又稱熱層高空為暖層，又稱熱層暖層以上的最高層大氣稱為散逸層，暖層以上的最高層大氣稱為散逸層，又稱外層又稱外層大氣圈的結(jié)構(gòu)大氣圈的結(jié)構(gòu)大氣中溫度、密度以及物質(zhì)成分的分層結(jié)構(gòu)大氣中溫度、密度以及物質(zhì)成分的分層結(jié)構(gòu)由于地球引力作用，大由于地球引力作用，

3、大氣密度隨高度的增加逐氣密度隨高度的增加逐漸減小，到大氣上界，漸減小，到大氣上界，逐漸過渡為星際氣體密逐漸過渡為星際氣體密度。度。從地面到高空，不僅大從地面到高空，不僅大氣的密度、成分不同，氣的密度、成分不同，大氣的溫度也存在著明大氣的溫度也存在著明顯的變化。可以這么認(rèn)顯的變化?？梢赃@么認(rèn)為：地球大氣在垂直方為：地球大氣在垂直方向上形成三個(gè)相對(duì)的暖向上形成三個(gè)相對(duì)的暖層和兩個(gè)相對(duì)的冷層。層和兩個(gè)相對(duì)的冷層。 地球科學(xué)概論大氣的組成大氣的組成 地球科學(xué)概論成分成分氮（氮（N2）氧（氧（O2）氬（氬（Ar）二氧化碳二氧化碳CO2）氖（氖（Ne）氦（氦（He）氪（氪（Kr）氡（氡（Rn）氙（氙（Xe

4、）甲烷（甲烷（CH4）一氧化二氮（一氧化二氮（O2）成分成分臭氧（臭氧（O3）體積混合比體積混合比體積混合比體積混合比0.209 470.000 351.82X10-60.009 340.780 830.5X10-65.2X10-61.1X10-61.7X10-60.1X10-60.3X10-61010X1010-8-85050X1010-8-8地球大氣主要是由氮和氧等組成。目前，人們關(guān)心最多的是含地球大氣主要是由氮和氧等組成。目前，人們關(guān)心最多的是含量較少、壽命較短的微量和痕量成分，如二氧化碳、臭氧、水量較少、壽命較短的微量和痕量成分，如二氧化碳、臭氧、水汽及氣溶膠等。這是因?yàn)楸M管他們的濃度

5、很低，但他們?cè)诖髿馄皻馊苣z等。這是因?yàn)楸M管他們的濃度很低，但他們?cè)诖髿庵械臐舛染休^大的時(shí)空變化，對(duì)地氣系統(tǒng)熱量的收支、大氣中的濃度均有較大的時(shí)空變化，對(duì)地氣系統(tǒng)熱量的收支、大氣溫度的垂直結(jié)構(gòu)及人類有著明顯的影響。溫度的垂直結(jié)構(gòu)及人類有著明顯的影響。 地球科學(xué)概論大氣氣體的主要成分及含量大氣氣體的主要成分及含量分子量分子量主要?dú)怏w成分主要?dú)怏w成分空氣中的含量空氣中的含量/按體積按體積平均滯留期平均滯留期/ 年年氮（氮（N2）氧（氧（O2）氬（氬（Ar）二氧化碳（二氧化碳（CO2）臭氧（臭氧（O3）甲烷（甲烷（CH4）水汽（水汽（H2O）78.0820.950.930.03（可變）（可變）0.

6、000 001（可變）（可變）0.000 165可變可變10610410915？710天天28.0232.0039.9444.0048.0016.0418滯留期滯留期: :物質(zhì)在大氣中停留的時(shí)間。物質(zhì)在大氣中停留的時(shí)間。9090公里以下大氣成分的公里以下大氣成分的比例不變，主要是由滯留期長(zhǎng)的物質(zhì)組成。比例不變，主要是由滯留期長(zhǎng)的物質(zhì)組成。大氣臭氧濃度隨高度變化大氣臭氧濃度隨高度變化 地球科學(xué)概論高度高度/km臭氧層臭氧層臭氧濃度臭氧濃度/m-3101710191018高空臭氧形成主要是氧分子吸收了波高空臭氧形成主要是氧分子吸收了波長(zhǎng)長(zhǎng)0.10.24m的太陽(yáng)紫外輻射后形的太陽(yáng)紫外輻射后形成氧原子

7、，而后氧原子在第三種中性成氧原子，而后氧原子在第三種中性粒子的參與下，很快與氧分子結(jié)合形粒子的參與下，很快與氧分子結(jié)合形成臭氧。低空臭氧一部分是從高空輸成臭氧。低空臭氧一部分是從高空輸送而來，一部分是由閃電、有機(jī)物氧送而來，一部分是由閃電、有機(jī)物氧化而成。后者過程不經(jīng)常發(fā)生，故低化而成。后者過程不經(jīng)常發(fā)生，故低空臭氧含量少，且不固定。在大氣更空臭氧含量少，且不固定。在大氣更高層次中，由于紫外輻射強(qiáng)度很大，高層次中，由于紫外輻射強(qiáng)度很大，氧分子接近完全分解，使臭氧難以形氧分子接近完全分解，使臭氧難以形成。在垂直方向臭氧濃度最大出現(xiàn)在成。在垂直方向臭氧濃度最大出現(xiàn)在2030km間，稱為臭氧層。觀測(cè)

8、表間，稱為臭氧層。觀測(cè)表明，在垂直氣柱中所包含的臭氧總量明，在垂直氣柱中所包含的臭氧總量隨季節(jié)和緯度變化。由于隨季節(jié)和緯度變化。由于20世紀(jì)世紀(jì)30年年代初以來對(duì)制成的氟氯烴（代初以來對(duì)制成的氟氯烴（CFCs）的大量使用等使大氣臭氧層正在遭到的大量使用等使大氣臭氧層正在遭到破壞。破壞。 （引自大氣科學(xué)辭典）大氣的運(yùn)動(dòng)大氣的運(yùn)動(dòng) 地球科學(xué)概論第六章第六章 大氣圈大氣圈地球大氣是運(yùn)動(dòng)的，地球上空大氣層中大規(guī)地球大氣是運(yùn)動(dòng)的，地球上空大氣層中大規(guī)模的氣流運(yùn)動(dòng)稱為大氣環(huán)流。大氣環(huán)流包括模的氣流運(yùn)動(dòng)稱為大氣環(huán)流。大氣環(huán)流包括全球性全球性的環(huán)流運(yùn)動(dòng)的環(huán)流運(yùn)動(dòng)和局地性和局地性的環(huán)流運(yùn)動(dòng)；的環(huán)流運(yùn)動(dòng)；水水平方

9、向平方向的氣流運(yùn)動(dòng)和的氣流運(yùn)動(dòng)和垂直方向垂直方向上的氣流運(yùn)動(dòng)；上的氣流運(yùn)動(dòng)；低層大氣低層大氣中的空氣運(yùn)動(dòng)和中的空氣運(yùn)動(dòng)和高層大氣高層大氣中的空氣中的空氣運(yùn)動(dòng)等。由于大氣環(huán)流的存在，才能實(shí)現(xiàn)全運(yùn)動(dòng)等。由于大氣環(huán)流的存在，才能實(shí)現(xiàn)全球大氣中的熱量交換、水分輸送和能量交換球大氣中的熱量交換、水分輸送和能量交換等過程。大氣環(huán)流是氣候形成的主要因素之等過程。大氣環(huán)流是氣候形成的主要因素之一，對(duì)形成地球上各地區(qū)的氣候狀況和氣候一，對(duì)形成地球上各地區(qū)的氣候狀況和氣候變化具有重大作用和影響。（變化具有重大作用和影響。（P149P149） 氣象衛(wèi)星作用 熱 帶 氣 旋沙塵暴監(jiān)測(cè)沙塵暴沙塵暴氣壓與水平氣壓梯度力氣

10、壓與水平氣壓梯度力 地球科學(xué)概論第六章第六章 大氣圈大氣圈水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力：在存在著氣壓梯度的：在存在著氣壓梯度的地方，空氣分子受到力的作用，驅(qū)使著空地方，空氣分子受到力的作用，驅(qū)使著空氣沿著和氣壓梯度相同的方向移動(dòng)的力。氣沿著和氣壓梯度相同的方向移動(dòng)的力。它是促使空氣從靜止到運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力。它是促使空氣從靜止到運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力。氣壓氣壓：指大氣壓強(qiáng)，通常用觀測(cè)高度到大：指大氣壓強(qiáng)，通常用觀測(cè)高度到大氣上界的單位面積上垂直空氣柱的重量表氣上界的單位面積上垂直空氣柱的重量表示，其單位為示，其單位為PaPa，1Pa1Pa1N1Nm m2 2。氣壓場(chǎng)的幾種類型氣壓場(chǎng)的幾種類型 地球科學(xué)概論水平

11、氣壓梯度：指垂水平氣壓梯度：指垂直于等壓線，由高壓直于等壓線，由高壓指向低壓，在單位距指向低壓，在單位距離內(nèi)的氣壓差。在水離內(nèi)的氣壓差。在水平面上等壓線封閉的平面上等壓線封閉的高值區(qū)為高壓；等值高值區(qū)為高壓；等值線封閉的低壓區(qū)為低線封閉的低壓區(qū)為低壓；高氣壓的延伸部壓；高氣壓的延伸部分為高壓脊；低氣壓分為高壓脊；低氣壓的延伸部分為低壓槽；的延伸部分為低壓槽；兩個(gè)高壓和兩個(gè)低壓兩個(gè)高壓和兩個(gè)低壓相對(duì)組成的中間氣壓相對(duì)組成的中間氣壓區(qū)叫鞍形氣壓區(qū)。區(qū)叫鞍形氣壓區(qū)。 風(fēng)向風(fēng)向 地球科學(xué)概論風(fēng)風(fēng) 是空氣的水平運(yùn)動(dòng)。是空氣的水平運(yùn)動(dòng)。空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的根本原因是空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的根本原因是氣壓分布不均勻，即在氣

12、壓氣壓分布不均勻，即在氣壓梯度力作用下沿氣壓梯度力梯度力作用下沿氣壓梯度力方向運(yùn)動(dòng)。方向運(yùn)動(dòng)。風(fēng)是矢量，有風(fēng)向和風(fēng)速兩風(fēng)是矢量，有風(fēng)向和風(fēng)速兩個(gè)要素。風(fēng)向表示風(fēng)的來向，個(gè)要素。風(fēng)向表示風(fēng)的來向，地面風(fēng)向用地面風(fēng)向用1616個(gè)方位表示，個(gè)方位表示，每個(gè)方位各占每個(gè)方位各占22.522.5角。例角。例如北（如北（N N）風(fēng)指向正北往西）風(fēng)指向正北往西11.2511.25與往東與往東11.2511.25這個(gè)這個(gè)角度內(nèi)稱之，余類推。角度內(nèi)稱之，余類推。 E東風(fēng)東風(fēng)北風(fēng)北風(fēng)NS 南風(fēng)南風(fēng)西風(fēng)西風(fēng)W東北風(fēng)東北風(fēng)NESE 東南風(fēng)東南風(fēng)SW 西南風(fēng)西南風(fēng)西北風(fēng)西北風(fēng)NW觀察者觀察者單圈環(huán)流單圈環(huán)流 地球科學(xué)概

13、論在太陽(yáng)輻射的直接加熱作用下，在太陽(yáng)輻射的直接加熱作用下，地球高低緯度之間形成了從赤地球高低緯度之間形成了從赤道向兩極的溫度梯度，結(jié)果使道向兩極的溫度梯度，結(jié)果使低緯赤道地區(qū)的大氣不斷增溫低緯赤道地區(qū)的大氣不斷增溫而膨脹上升；而極地大氣因不而膨脹上升；而極地大氣因不斷冷卻而收縮下沉。為保持靜斷冷卻而收縮下沉。為保持靜力平衡，上層大氣必然出現(xiàn)向力平衡，上層大氣必然出現(xiàn)向極地的氣壓梯度，氣流由赤道極地的氣壓梯度，氣流由赤道流向極地；低層則出現(xiàn)指向赤流向極地；低層則出現(xiàn)指向赤道的氣壓梯度，氣流由極地流道的氣壓梯度，氣流由極地流向赤道。假設(shè)地球表面性質(zhì)均向赤道。假設(shè)地球表面性質(zhì)均一且地球不自轉(zhuǎn)，那么，

14、在赤一且地球不自轉(zhuǎn)，那么，在赤道和極地之間就形成了一個(gè)單道和極地之間就形成了一個(gè)單一的閉合的直接熱力環(huán)流圈。一的閉合的直接熱力環(huán)流圈。地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力 地球科學(xué)概論特點(diǎn)特點(diǎn): :( (1)1)只改變物體運(yùn)動(dòng)方向，只改變物體運(yùn)動(dòng)方向，不改變運(yùn)動(dòng)速度；不改變運(yùn)動(dòng)速度；(2)(2)力的作力的作用方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向用方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直；垂直；(3)(3)力的大小與物體運(yùn)力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的線速度成正比；動(dòng)的線速度成正比；(4)(4)大小大小與緯度的正弦成正比，在赤道與緯度的正弦成正比，在赤道處為零，向兩極逐步增大。處為零，向兩極逐步增大。作用作用：大氣運(yùn)動(dòng)方向改變，形：大氣運(yùn)動(dòng)方向

15、改變，形成地轉(zhuǎn)風(fēng)、氣旋、反氣旋；使成地轉(zhuǎn)風(fēng)、氣旋、反氣旋；使河流、洋流、潮流的運(yùn)動(dòng)軌跡河流、洋流、潮流的運(yùn)動(dòng)軌跡偏轉(zhuǎn)，北半球向右。偏轉(zhuǎn)，北半球向右。導(dǎo)致地球表面運(yùn)動(dòng)物體方向偏轉(zhuǎn)的力。導(dǎo)致地球表面運(yùn)動(dòng)物體方向偏轉(zhuǎn)的力。大氣的輻合、輻散，氣旋與反氣旋大氣的輻合、輻散，氣旋與反氣旋 地球科學(xué)概論大氣在氣壓梯度力作用下，由大氣在氣壓梯度力作用下，由高壓區(qū)流向低壓區(qū)。在高壓中高壓區(qū)流向低壓區(qū)。在高壓中心附近，大氣向周圍流動(dòng)（輻心附近，大氣向周圍流動(dòng)（輻散）；在低壓中心附近，大氣散）；在低壓中心附近，大氣由周圍向中心集中（輻合）。由周圍向中心集中（輻合）。由于地轉(zhuǎn)偏向力的作用，輻合由于地轉(zhuǎn)偏向力的作用，輻

16、合與輻散形成了氣旋、反氣旋。與輻散形成了氣旋、反氣旋。所謂氣旋就是指呈螺旋狀向內(nèi)所謂氣旋就是指呈螺旋狀向內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的大氣，反之呈螺旋旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的大氣，反之呈螺旋狀向外旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的大氣叫做反狀向外旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的大氣叫做反氣旋。氣旋與反氣旋在南北半氣旋。氣旋與反氣旋在南北半球旋轉(zhuǎn)的方向相反。球旋轉(zhuǎn)的方向相反。北北半半球球南南半半球球氣氣 旋旋反氣旋反氣旋氣旋和反氣旋的相互關(guān)系氣旋和反氣旋的相互關(guān)系 地球科學(xué)概論輻散、反氣旋輻散、反氣旋輻合、氣旋輻合、氣旋輻散、反氣旋輻散、反氣旋輻合、氣旋輻合、氣旋對(duì)流層頂對(duì)流層頂近地面近地面大氣的輻合、輻大氣的輻合、輻散與氣旋、反氣散與氣旋、反氣旋的關(guān)系及其在旋的關(guān)系及其

17、在空間的聯(lián)系如圖空間的聯(lián)系如圖所示：氣旋對(duì)應(yīng)所示：氣旋對(duì)應(yīng)于大氣輻合，反于大氣輻合，反氣旋對(duì)應(yīng)于大氣氣旋對(duì)應(yīng)于大氣輻散；地面輻合輻散；地面輻合則高空輻散，高則高空輻散，高空輻合則地面輻空輻合則地面輻散。散。太平洋上的臺(tái)風(fēng)太平洋上的臺(tái)風(fēng)第六章第六章 大氣圈大氣圈 地球科學(xué)概論 地球科學(xué)概論艾利臺(tái)風(fēng)艾利臺(tái)風(fēng)( (氣旋氣旋) )三圈環(huán)流三圈環(huán)流 地球科學(xué)概論然而然而, ,空氣一旦開空氣一旦開始運(yùn)動(dòng)始運(yùn)動(dòng), ,地轉(zhuǎn)偏向地轉(zhuǎn)偏向力就隨之發(fā)生作力就隨之發(fā)生作用，因此就不可用，因此就不可能存在一個(gè)單一能存在一個(gè)單一閉合的熱力環(huán)流閉合的熱力環(huán)流, ,而在全球近地面而在全球近地面氣層形成了赤道氣層形成了赤道低壓

18、帶、副熱帶低壓帶、副熱帶高壓帶、副極地高壓帶、副極地低壓帶、極地高低壓帶、極地高壓帶。壓帶。局地環(huán)流局地環(huán)流第六章第六章 大氣圈大氣圈 地球科學(xué)概論由于局部環(huán)境的影響，如地表受熱不由于局部環(huán)境的影響，如地表受熱不均、地形的起伏以及人類的活動(dòng)等引均、地形的起伏以及人類的活動(dòng)等引起的小范圍氣流運(yùn)動(dòng)。如海陸風(fēng)、高起的小范圍氣流運(yùn)動(dòng)。如海陸風(fēng)、高原季風(fēng)、山谷風(fēng)等地方性風(fēng)系。原季風(fēng)、山谷風(fēng)等地方性風(fēng)系。 指發(fā)生在沿海地區(qū)的、白天吹海風(fēng)、夜間吹陸風(fēng)、以一指發(fā)生在沿海地區(qū)的、白天吹海風(fēng)、夜間吹陸風(fēng)、以一日為周期的周期性風(fēng)系。它也是由于海陸的熱力性質(zhì)的差異引起的，但影響日為周期的周期性風(fēng)系。它也是由于海陸的熱

19、力性質(zhì)的差異引起的，但影響的范圍僅限于沿海地區(qū)。在沿海地區(qū)，白天，陸地增溫快，陸面氣溫高于海的范圍僅限于沿海地區(qū)。在沿海地區(qū)，白天，陸地增溫快，陸面氣溫高于海面，近地面空氣上升形成低壓，氣流從海洋流向陸地，形成海風(fēng)；夜間相反，面，近地面空氣上升形成低壓，氣流從海洋流向陸地，形成海風(fēng)；夜間相反，陸地降溫快，陸面氣溫低于海面，形成陸風(fēng)。陸地降溫快，陸面氣溫低于海面，形成陸風(fēng)。 海陸風(fēng)對(duì)沿海地區(qū)的天氣和氣候有著明顯的影響：白天，海風(fēng)攜帶著海海陸風(fēng)對(duì)沿海地區(qū)的天氣和氣候有著明顯的影響：白天，海風(fēng)攜帶著海洋水汽輸向大陸沿岸，使沿海地區(qū)多霧多低云，降水量增多，同時(shí)還調(diào)節(jié)了洋水汽輸向大陸沿岸，使沿海地區(qū)多霧

20、多低云，降水量增多，同時(shí)還調(diào)節(jié)了沿海地區(qū)的溫度，使夏季不致過于炎熱，冬季不過于寒冷。沿海地區(qū)的溫度，使夏季不致過于炎熱，冬季不過于寒冷。海陸風(fēng)環(huán)流海陸風(fēng)環(huán)流 地球科學(xué)概論海風(fēng)海風(fēng)陸風(fēng)陸風(fēng)高原季風(fēng)高原季風(fēng) 地球科學(xué)概論高聳挺拔的大高原，由于它與周圍自由高聳挺拔的大高原，由于它與周圍自由大氣的熱力差異所形成的冬夏相反的盛大氣的熱力差異所形成的冬夏相反的盛行風(fēng)系，稱為高原季風(fēng)。以青藏高原季行風(fēng)系，稱為高原季風(fēng)。以青藏高原季風(fēng)最為典型。冬季高原面上出現(xiàn)冷高壓，風(fēng)最為典型。冬季高原面上出現(xiàn)冷高壓，氣流從高原向四周流動(dòng)；夏季高原面上氣流從高原向四周流動(dòng)；夏季高原面上出現(xiàn)熱低壓，氣流從四周流向高原。高出現(xiàn)熱

21、低壓，氣流從四周流向高原。高原季風(fēng)對(duì)環(huán)流和氣候的影響很大，尤其原季風(fēng)對(duì)環(huán)流和氣候的影響很大，尤其在東亞和南亞季風(fēng)區(qū)。同時(shí)，在冬夏不在東亞和南亞季風(fēng)區(qū)。同時(shí)，在冬夏不同的季節(jié)，高原季風(fēng)環(huán)流的方向與東亞同的季節(jié)，高原季風(fēng)環(huán)流的方向與東亞地區(qū)因海陸熱力性質(zhì)差異所形成的季風(fēng)地區(qū)因海陸熱力性質(zhì)差異所形成的季風(fēng)的方向完全一致，兩者疊加起來，使得的方向完全一致，兩者疊加起來，使得東亞地區(qū)的季風(fēng)（尤其冬季風(fēng)）勢(shì)力特東亞地區(qū)的季風(fēng)（尤其冬季風(fēng)）勢(shì)力特別強(qiáng)盛，厚度特別大。別強(qiáng)盛，厚度特別大。山谷風(fēng)山谷風(fēng) 地球科學(xué)概論(b(b）山風(fēng)）山風(fēng)（a a）谷風(fēng)）谷風(fēng) 在山區(qū)，白天從谷地吹向山坡、夜間從山坡吹向在山區(qū)，白天從

22、谷地吹向山坡、夜間從山坡吹向谷地，以一日為周期的周期性風(fēng)系，稱為山谷風(fēng)。白天，因谷地，以一日為周期的周期性風(fēng)系，稱為山谷風(fēng)。白天，因?yàn)樯狡律系目諝獗韧叨鹊淖杂纱髿庠鰷貜?qiáng)烈，空氣從谷地為山坡上的空氣比同高度的自由大氣增溫強(qiáng)烈，空氣從谷地沿坡向上爬升，形成谷風(fēng)；夜間由于山坡輻射冷卻，冷空氣沿坡向上爬升，形成谷風(fēng)；夜間由于山坡輻射冷卻，冷空氣沿坡下滑，從山坡流入谷地，形成山風(fēng)。沿坡下滑，從山坡流入谷地，形成山風(fēng)。焚焚 風(fēng)風(fēng)當(dāng)流經(jīng)山地的濕潤(rùn)氣流受到山地阻當(dāng)流經(jīng)山地的濕潤(rùn)氣流受到山地阻擋時(shí)，被迫沿坡絕熱爬升，這時(shí)按擋時(shí)，被迫沿坡絕熱爬升，這時(shí)按照干絕熱遞減率降溫。當(dāng)達(dá)到水汽照干絕熱遞減率降溫。當(dāng)達(dá)到水

23、汽凝結(jié)高度時(shí)，形成云，此后按照濕凝結(jié)高度時(shí)，形成云，此后按照濕絕熱遞減率降溫，逐漸形成降水，絕熱遞減率降溫，逐漸形成降水，空氣繼續(xù)沿坡上升，降水也不斷發(fā)空氣繼續(xù)沿坡上升，降水也不斷發(fā)生。當(dāng)越過山頂以后，空氣沿坡下生。當(dāng)越過山頂以后，空氣沿坡下沉增溫，水汽含量大為減少，按照沉增溫，水汽含量大為減少，按照干絕熱遞減率下沉壓縮升溫。由于干絕熱遞減率下沉壓縮升溫。由于干絕熱溫度變化率比濕絕熱溫度變干絕熱溫度變化率比濕絕熱溫度變化率大。過山后的空氣溫度比山前化率大。過山后的空氣溫度比山前同高度上空氣的溫度要高得多，濕同高度上空氣的溫度要高得多，濕度也小得多，形成了沿著背風(fēng)坡向度也小得多，形成了沿著背風(fēng)坡

24、向下吹的既熱且干的風(fēng)，稱為焚風(fēng)。下吹的既熱且干的風(fēng)，稱為焚風(fēng)。 地球科學(xué)概論 城市人口集中，工業(yè)發(fā)達(dá)，居民生活、工業(yè)城市人口集中，工業(yè)發(fā)達(dá)，居民生活、工業(yè)生產(chǎn)及交通工具每天釋放出大量的人為熱，導(dǎo)致城市熱力過程生產(chǎn)及交通工具每天釋放出大量的人為熱，導(dǎo)致城市熱力過程的總效應(yīng)為：城市的溫度一般高于周圍的郊區(qū)和農(nóng)村，城市尤的總效應(yīng)為：城市的溫度一般高于周圍的郊區(qū)和農(nóng)村，城市尤如一個(gè)溫暖的島嶼，稱為如一個(gè)溫暖的島嶼，稱為“城市熱島城市熱島”。這主要是城市上空通。這主要是城市上空通過亂流擴(kuò)散從暖的建筑物得到顯熱，并且吸收城市表面和污染過亂流擴(kuò)散從暖的建筑物得到顯熱，并且吸收城市表面和污染層放出的長(zhǎng)波輻射的

25、結(jié)果。由于熱島效應(yīng)的存在，城市的年平層放出的長(zhǎng)波輻射的結(jié)果。由于熱島效應(yīng)的存在，城市的年平均溫度要比郊區(qū)高均溫度要比郊區(qū)高0.50.511?！俺鞘袩釐u城市熱島” 地球科學(xué)概論天氣與氣候天氣與氣候 地球科學(xué)概論氣候是氣候是“氣候系統(tǒng)的全部成分在任一特定時(shí)段內(nèi)氣候系統(tǒng)的全部成分在任一特定時(shí)段內(nèi)的平均統(tǒng)計(jì)特征。的平均統(tǒng)計(jì)特征?！?” 世界氣象組織（世界氣象組織（WMO）規(guī)）規(guī)定把定把30年作為描述氣候的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段。年作為描述氣候的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段。 氣候系統(tǒng)：包括大氣圈、水圈、巖石圈、冰雪圈和生氣候系統(tǒng)：包括大氣圈、水圈、巖石圈、冰雪圈和生物圈中與氣候有關(guān)的物理的、化學(xué)的和生物學(xué)的運(yùn)動(dòng)物圈中與氣候有關(guān)的物理的

26、、化學(xué)的和生物學(xué)的運(yùn)動(dòng)變化過程。從氣候?qū)W研究角度出發(fā)，又可分為六個(gè)子變化過程。從氣候?qū)W研究角度出發(fā)，又可分為六個(gè)子系統(tǒng)：大氣子系統(tǒng)、海洋子系統(tǒng)、冰川子系統(tǒng)、干旱系統(tǒng)：大氣子系統(tǒng)、海洋子系統(tǒng)、冰川子系統(tǒng)、干旱子系統(tǒng)、草原和植物子系統(tǒng)及森林子系統(tǒng)。子系統(tǒng)、草原和植物子系統(tǒng)及森林子系統(tǒng)。 第六章第六章 大氣圈大氣圈天氣是指瞬時(shí)或一定時(shí)段內(nèi)風(fēng)、云、降水、溫度、天氣是指瞬時(shí)或一定時(shí)段內(nèi)風(fēng)、云、降水、溫度、濕度、氣壓等氣象要素的綜合狀況。濕度、氣壓等氣象要素的綜合狀況。 氣氣 團(tuán)團(tuán) 地球科學(xué)概論從地表廣大區(qū)域來看，存在著水平方向上物理性質(zhì)從地表廣大區(qū)域來看，存在著水平方向上物理性質(zhì)( (溫度、溫度、濕度、

27、穩(wěn)定度等濕度、穩(wěn)定度等) )比較均勻的大塊空氣，它的水平范圍常可比較均勻的大塊空氣，它的水平范圍常可達(dá)幾百到幾千公里，垂直范圍可達(dá)幾公里到十幾公里，水平達(dá)幾百到幾千公里，垂直范圍可達(dá)幾公里到十幾公里，水平溫度差異小，一千公里范圍內(nèi)的溫度差異小于溫度差異小，一千公里范圍內(nèi)的溫度差異小于10101515，這，這種性質(zhì)比較均勻的大塊空氣叫做氣團(tuán)。種性質(zhì)比較均勻的大塊空氣叫做氣團(tuán)。氣團(tuán)形成的兩個(gè)條件：一是要有大范圍性質(zhì)比較均勻的下墊氣團(tuán)形成的兩個(gè)條件：一是要有大范圍性質(zhì)比較均勻的下墊面；二是具有有利于空氣停滯和緩行的大氣環(huán)流條件。面；二是具有有利于空氣停滯和緩行的大氣環(huán)流條件。 地理分類、熱力分類。地

28、理分類、熱力分類。P159-160 P159-160 鋒面天氣鋒面天氣 地球科學(xué)概論熱帶氣旋熱帶氣旋 地球科學(xué)概論熱帶氣旋發(fā)生在南北緯熱帶氣旋發(fā)生在南北緯5 52020左右的高溫（左右的高溫（29293030）洋面上。熱帶氣旋強(qiáng)烈）洋面上。熱帶氣旋強(qiáng)烈的輻合上升氣流攜帶巨量的水汽升騰，在上升過程中水汽降溫凝結(jié)，釋放出巨量的的輻合上升氣流攜帶巨量的水汽升騰，在上升過程中水汽降溫凝結(jié)，釋放出巨量的能量，驅(qū)使空氣從外圍以螺旋式向內(nèi)加速流動(dòng)，由外向中心運(yùn)動(dòng)速度越來越快，形能量，驅(qū)使空氣從外圍以螺旋式向內(nèi)加速流動(dòng)，由外向中心運(yùn)動(dòng)速度越來越快，形成一個(gè)劇烈旋轉(zhuǎn)的、近于對(duì)稱的圓形渦旋。從內(nèi)到外按其結(jié)構(gòu)和天氣

29、狀況可劃分為成一個(gè)劇烈旋轉(zhuǎn)的、近于對(duì)稱的圓形渦旋。從內(nèi)到外按其結(jié)構(gòu)和天氣狀況可劃分為眼區(qū)、降水區(qū)、大風(fēng)區(qū)和外圍區(qū)四部分。臺(tái)風(fēng)眼直徑眼區(qū)、降水區(qū)、大風(fēng)區(qū)和外圍區(qū)四部分。臺(tái)風(fēng)眼直徑101060km60km，這里天氣晴好；眼，這里天氣晴好；眼區(qū)外的降水區(qū)氣流強(qiáng)烈上升，水汽上升凝結(jié)成云致雨，日降水量可達(dá)區(qū)外的降水區(qū)氣流強(qiáng)烈上升，水汽上升凝結(jié)成云致雨，日降水量可達(dá)100mm100mm以上；環(huán)以上；環(huán)形雨帶外為大風(fēng)區(qū)，最大風(fēng)力可達(dá)形雨帶外為大風(fēng)區(qū)，最大風(fēng)力可達(dá)1212級(jí)（風(fēng)速級(jí)（風(fēng)速32.6m/s32.6m/s），有），有110m/s110m/s的風(fēng)速記錄；的風(fēng)速記錄；外圍區(qū)風(fēng)力顯著減弱，逐漸過渡為正常氣

30、壓。外圍區(qū)風(fēng)力顯著減弱，逐漸過渡為正常氣壓。 氣候形成及其類型氣候形成及其類型（P166-168P166-168） 地球科學(xué)概論氣候形成的因素：輻射、大氣環(huán)流、下墊面。氣候形成的因素：輻射、大氣環(huán)流、下墊面。 （1 1）低緯度氣候）低緯度氣候： a. .赤道多雨氣候；赤道多雨氣候；b. .熱帶海洋性氣候熱帶海洋性氣候；c. .熱熱帶干濕季氣候帶干濕季氣候；d. .熱帶季風(fēng)氣候；熱帶季風(fēng)氣候；e.e.熱帶干早與半干旱氣候熱帶干早與半干旱氣候 （2 2）中緯度氣候）中緯度氣候：f.f.副熱帶干旱與半干旱氣候；副熱帶干旱與半干旱氣候；g.g.副熱帶季副熱帶季風(fēng)氣候；風(fēng)氣候；h.h.副熱帶濕潤(rùn)氣候；副

31、熱帶濕潤(rùn)氣候；I.I.副熱帶夏干氣候（地中海氣副熱帶夏干氣候（地中海氣候）；候）；j.j.溫帶海洋性氣候；溫帶海洋性氣候；k.k.溫帶季風(fēng)氣候；溫帶季風(fēng)氣候；l.l.溫帶大陸濕潤(rùn)溫帶大陸濕潤(rùn)氣候；氣候；m.m.溫帶干旱和半干旱氣候溫帶干旱和半干旱氣候 （3 3）高緯度氣候）高緯度氣候：n.n.副極地大陸氣候；副極地大陸氣候；o.o.極地長(zhǎng)寒氣候（苔原極地長(zhǎng)寒氣候（苔原氣候）；氣候）；p.p.極地冰原氣候極地冰原氣候 （4 4）高地氣候）高地氣候 第六章第六章 大氣圈大氣圈氣候分異規(guī)律氣候分異規(guī)律 地球科學(xué)概論緯度地帶性緯度地帶性：太陽(yáng)輻射在地表的加熱不均，以及：太陽(yáng)輻射在地表的加熱不均，以及由

32、此產(chǎn)生的全球氣壓帶、風(fēng)帶的分布及季節(jié)移動(dòng)，由此產(chǎn)生的全球氣壓帶、風(fēng)帶的分布及季節(jié)移動(dòng)，導(dǎo)致氣候類型普遍具有沿緯度更替的趨向。導(dǎo)致氣候類型普遍具有沿緯度更替的趨向。干濕度分帶性干濕度分帶性：由于海陸分布的不同，引起了海：由于海陸分布的不同，引起了海陸間氣溫、氣壓、風(fēng)向、降水等氣候要素隨季節(jié)的陸間氣溫、氣壓、風(fēng)向、降水等氣候要素隨季節(jié)的變化，使得同一緯度帶內(nèi)產(chǎn)生了海洋性氣候和大陸變化，使得同一緯度帶內(nèi)產(chǎn)生了海洋性氣候和大陸性氣候的分異。性氣候的分異。垂直帶性垂直帶性：高大山體本身在不同高度上，氣溫和：高大山體本身在不同高度上，氣溫和降水組合不同，形成不同的水熱特征，導(dǎo)致山地氣降水組合不同，形成不同

33、的水熱特征，導(dǎo)致山地氣候呈垂直方向的變化。候呈垂直方向的變化。第六章第六章 大氣圈大氣圈海洋性氣候與大陸性氣候的比較海洋性氣候與大陸性氣候的比較 地球科學(xué)概論垂直氣候帶和自然帶垂直氣候帶和自然帶 地球科學(xué)概論 高聳龐大的山地對(duì)氣候的影高聳龐大的山地對(duì)氣候的影響有兩方面：一方面，阻礙響有兩方面：一方面，阻礙了氣流的運(yùn)動(dòng)，成為氣流運(yùn)了氣流的運(yùn)動(dòng)，成為氣流運(yùn)動(dòng)的屏障，出現(xiàn)一山之隔氣動(dòng)的屏障，出現(xiàn)一山之隔氣候迥異的情況，在一定程度候迥異的情況，在一定程度上破壞了山地周圍地區(qū)氣候上破壞了山地周圍地區(qū)氣候的緯度地帶性；另一方面，的緯度地帶性；另一方面，高大山體本身在不同高度上，高大山體本身在不同高度上，氣溫和降水組合不同，形成氣溫和降水組合不同，形成不同的水熱特征，導(dǎo)致山地不同的水熱特征，導(dǎo)致山地氣候呈垂直方向的變化，即氣候呈垂直方向的變化，即氣候的垂直帶性，形成特殊氣