氣象學與氣候學深刻復習資料

1、氣象學與氣候學復習資料1氣候系統的概念：氣候系統是一個包括大氣圈、水圈、陸地表面、冰雪圈和生物圈在內的，能夠決定氣候形成、氣候分布和氣候變化的統一的物理系統。氣候系統的五大子系統：大氣圈、水圈、陸地表面、冰雪圈和生物圈2大氣的結構大氣結構是指大氣在垂方向上的分層和水平方向上氣象要素分布的不均勻性。3對流層：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，日常所見的大氣現象均發(fā)生在此層，也是對人類生活、產生最有影響的層次。（2）對流層特點氣溫隨著高度而降低空氣具有強烈的對流、亂流運動氣象要素水平分布不均勻：在對流層內，按氣流和天氣現象分布特點又可分為三層。F層：又稱摩擦層或擾動

2、層。它的范圍自地面到2km高度。下層受地面強烈影響摩擦作用、湍流交換十分明顯，各氣象要素具有明顯的日變化。由于本層的水汽、塵粒含量多，因而低云、霧、霾、浮塵等出現頻繁。中層：從摩擦層頂到6km左右高度。這一層受地表影響較小，氣流的狀況基本上可以表征整個對流層空氣運動的趨勢。大氣中的云和降水現象大都產生在這一層。上層：從6km高度到對流層頂。由于這一層離地面更遠，受地表影響更小，水汽含極少，氣溫常在0弋以下，各種云多由冰晶和過冷水滴組成。在中、低緯度地區(qū)上層，常有風速30m/s的強風帶出現。此外，在對流層和平流層之間有一個厚度為數百米至1-2km的過渡層，稱為對流層頂。此層主要特征是：氣溫隨高度

3、增加變化很小，甚至無變化。這種溫度的垂直分布抑制了對流作用的發(fā)展，上升的水汽、塵粒多聚集其下，能見度變壞。對流層頂的溫度在低緯度地區(qū)平均為-83丈，在高緯度地區(qū)約為-53丈。思考題（供參考）一、基本概念：氣象學氣候學氣候系統氣象要素飽和水氣壓相對濕度露點一個大氣壓能見度二、基本問題：1、舉例說明氣象學與氣候學和自然地理其它分支科學之間的關系2、大氣上界的劃分方法3、對流層的主要特征4、各種濕度表示法的意義5、地面、高空和地面天氣圖上風的表示方法第二章一、地面、大氣的輻射和地面有效輻射（一）地面和大氣輻射1.輻射能量：Eg=SqT4(Ea=8faT4)式中：Eg為地表面的輻射能量浴為地表面的相對

4、輻射率。如地面溫度為15丈，以6=0.9，則可算得：Eg=09x5.67x10-8x(288)4=346.7W/直地面輻射：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?，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。大氣輻射：大氣對太陽輻射的吸收很少(24%)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2、地面輻射與大氣輻射的共同特點：根據斯蒂芬波爾茲曼定律物體溫度越高放射輻射的能力越強所以太陽輻射的能力遠遠高于地面和大氣，白天高于夜晚，也可以通過公式具體計算出大氣地面在一定

5、溫度下的輻射能量。根據維恩定律可以計算出大氣、地面在自然溫度幅度內的波長范圍根據計算地面和大氣的輻射波長范圍大概在3120微米屬于紅外輻射其輻射能最大的波段集中在1015微米。所以將地面大氣的輻射稱為長波輻射。而將太陽輻射稱為短波輻射。地面有效輻射的變化規(guī)律：日變化：中午前后達到最大值以后逐漸變小，到早晨達到最小年變化：夏季大，冬季小，但由于水汽和云的影響，最大值出現在春季。3空氣的增熱和冷卻:空氣的冷熱程度只是一種現象，它實質上是空氣內能大小的表現?？諝鈨饶茏兓袃煞N情況：一是由于空氣與外界有熱量交換而引起的，稱為非絕熱變化；二是由于外界壓力的變化使空氣膨脹或壓縮而引起的，空氣與外界沒有熱量

6、交換，稱為絕熱變化。氣溫的非絕熱變化（幾種與外界傳遞熱量的方式）（1.）傳導：就是依靠分子的熱運動將熱能從一個分子傳遞給另一分子，而分子本身并沒有因此發(fā)生位置的變化?？諝馀c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。（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

7、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，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。（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eoosohpA:s(2&L1)rwwvb3sstH8mM(8SS普蠡H-hnwm$

8、sse&著畧質囂ossiBUk.sei*FSHSSfrFeotlaswsssgfs。一閲凰Ns冊llrls亍與SNrKESsiiRISS著E9.bisssKESS(gs)Miiwrss-sisSisis,sol&EeffillasEttesrKMtsffir-1-1)：B_Moowo9dlpEoolypL褂*8irY#省奠H-t出的熱量又使溫度有所回升。所以可以推論，因為有凝結放出熱量的補給，降溫要小于Yd。這整個過程就是大氣溫度的濕絕熱變化。濕絕熱直減率（Ym）:飽和濕空氣塊上升單位距離使溫度降低的數值。（下沉升高）Ym1C是一個變數（3）濕絕熱直減率是一個變數，它的大小是氣壓和溫度的函數在

9、體積、氣壓相等的情況下，溫度高的飽和空氣含水量大，降低同樣的溫度，要比溫度低的飽和空氣凝結出更多的水分，意味著放出更多的熱量來。例如:20C19C飽和空氣凝結出1克水/立方米0C-1C飽和空氣凝結岀0.33克水/立方米高溫凝結水多放熱多（AT大）Ym=1C-ATym小低溫凝結水少放熱少（AT?。℡m=1C-ATym大結論：當兩塊飽和空氣氣壓相同，容積相等而氣溫不同時，氣溫高的ym小，溫度變化不大。氣溫低的ym大，溫度變化較大。（2）Ym是一個變量，所以是一個曲線。濕絕熱直減率曲線始終在干絕熱線的右方。ymT（干）丁剤卻中晉硏uiOOT/3o60=人砂尬鯽半硏3oZI*5個一：風同，春鯽如Igg

10、S垂肛犀，M3ttV3，春鯽硏IggS垂肛犀pAAuiA(g)3ttfi(ffihn，彌3tt=EWWW鯽9雅uiAvpAvg?？AvA杲謂蹄9&pAgMTS|uiAA杲(乙)SIffflhn甲SS3lgKXK3(tt晉頤hHUIMSKBS嘔囲御WStSMfll0AWIVSH-LVfitH0=A3ttB03WMRA(T)3ttB81anmsBswiKt尊）igss垂韋養(yǎng)壬警顯，純刪刪壬至呈他綏鋼啣F晦儷H硝瞇啣回創(chuàng)剽測剤皇WBKSrSS3ttbf醱豳單WBttZttttt韋綁WOKb圣斜斡專躺、三。站壬蜩聲程3犯BYTPAX細輯gtttBt”期*杲，布sRm靈溯申iss1甸綢翱KX*f3mx

11、m畑壬蜩昨f9HXI3(E)WSIHTSH*U，辺A”aFSBTSfb-SWBVHTaSGUW血”砌耐0皿*s。窮bp圳書丁贖ll響-vnsu，就is土snea，am辺a。毎刃B申出寫蘋睡業(yè)關：不舌：（mt&*時事血辭螺條凰柯韓碗詁知刪靦N刪礙Fwi瞬癢日me省血側耐轉1刪塔L&勰硼他和申1鯽4W群皇MK3轉踽Z鮭回緬（眼）士lwwMTmtfm卿譽丁h身轉nwisffiwwrams二（iEB廡卿）V3ttb（勰）WBKywpscasm轉hsb?nsox4WHS轉H箸彌圳”彌wmwsi誣聃壬3卻卸啊vmawnsamssRf，mmni，bb。畤垃連皇_迴聊錘純Vb*E9疇最e孚確VTBWSWW6回

12、nmam圳毗圳卿麗幅圳餌紳hsbwsu卿布別圍理聘U-OOE衽丁請回欄鮭回緬士鋼耐幅飽和水汽壓取決于溫度（馬格奴斯半經驗公式2.影響飽和水汽壓的因子；因子的變化怎樣影響它.影響因子：溫度ToEo蒸發(fā)面性質E過冷卻水冰蒸發(fā)面形狀E凸面E平面E凹面液體含鹽度含鹽度oEu注：E為飽和水汽壓，T為絕對溫度3.影響水面蒸發(fā)的因子，重點道爾頓公式溫度:To溫度ToEo蒸發(fā)面性質E過冷卻水己冰蒸發(fā)面形狀E凸面E平面E凹面液體含鹽度含鹽度oEuEodoWo氣壓：PoWu風：風速oWo濕度：eoduWu2道爾頓蒸發(fā)公式：d0時，W0,蒸發(fā)過程AE-eW=APd=0時，W=0,動態(tài)平衡dvO時，WvO,凝結過程道

13、爾頓定律：W（蒸發(fā)速度）飽和差（E-e）及分子擴散系數（A）成正比，氣壓（P）成反比。4大氣中常見的降溫過程輻射冷卻，接觸冷卻,混合冷卻，絕熱冷卻5霜，霧。霜和霜凍的差異。霜：貼地層空氣中的水汽在地面發(fā)生凝華而形成的小冰晶。霧：飄浮在近地層空氣中的小水滴和小冰晶。霜與霜凍的差異:指在農作物生長季節(jié)里，地面和植物表面溫度下降到足以引起農作物遭受傷害或者死亡的低溫；而霜是指白色固體凝結物。二者是有區(qū)別的。1為什么云層存在會使白天氣溫降低，夜間氣溫升高？（重點題）答：白天云層存在，云層對太陽輻射有吸收，散射和反射作用，云層越厚，作用越強，那么到達地面的太陽輻射就小，使得白天氣溫降低；而在夜間，由于云

14、層的存在，而不存在太陽輻射，云層越厚，大氣逆輻射超強，地面可以得到熱量的補償，減少熱量的損失，地面有效輻射小，所以，夜間的氣溫升高。2、形成云雨的主要條件是什么，為什么會形成不同類型云雨？形成云雨的主要條件是凝結核的存在，空氣垂直上升所進行的絕熱冷卻使空氣達到過飽和。在雨的形成過程中大水滴起著很重要的作用。由于空氣垂直上升運動的形式和規(guī)模不同，形成云的狀態(tài)、高度、厚度也不同。大氣上升運動方式主要有：熱力對流，動力抬升，大氣波動，地形抬升。不同的云，由于其水平范圍，云高，云厚，云中含水量，云中溫度和升降氣流等情況不同，因而降水的形態(tài)，L_強度，性質也隨之而有差異。3、比較云和霧。答：云和霧的形成

15、都是水汽由未飽和達到飽和。一是增加空氣中的水汽，二是降溫。一般來說云主要是靠潮濕空氣在上升運動過程中絕熱膨脹降溫達到飽和而生成的。因此，上升氣流和充足的水汽是云生成的必要條件。而霧出現在貼地氣層中，是接地的云。霧的形成有兩個基本條件，一是近地面空氣中的水蒸氣含量充沛，二是地面氣溫低。6云滴的增長過程。物理過程:云滴凝結增長；是指云滴依靠水汽分子在其表面上凝聚而增長的的過程。云滴的沖并增長;云滴經常處于運動之中，這就可能使它們發(fā)生蟲并。大小云滴之間發(fā)生沖并而合并增大的過程。第五章大氣的運動1.氣壓隨高度的變化;舉例：某測站海拔高度為40米，本站氣壓為1000百帕，氣溫為0匚求h并將本站氣壓訂正為

16、海平面氣壓。計算結果：h=8;海平面氣壓為1005百帕。2.84表下注釋的理解高，密表41不怙j溫度、氣圧？汗F的h億fm/hPz）P(hPa)t）-40-200；20.4010006.7“.6”9.350013.4七14.716.017.3：18.610067.273.6B0.036.4S2.B從表41中可以看出：在同一氣壓下，氣柱的溫度愈低，單壓隨高度遞減得愈緩慢，單位氣壓高度差愈大。反之，氣柱溫度愈位氣壓高度差愈小。在同一氣溫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，單位高度差愈小。反之，氣壓愈低的地方單位氣壓高度差愈大。比如愈到高空，空氣愈稀薄，雖然同樣取

17、上下氣壓差一個百帕，而氣柱厚度卻隨高度而迅速增大。2造成大氣運動的力。1）氣壓梯度與氣壓梯度力氣壓梯度概念氣壓梯度為既有方向又有大小的空間向（矢）量。其方向由高壓指向低壓，大小等于單位距離內的氣壓差。單位：hpa/m（km）可據某地點氣壓梯度方向，了解氣壓朝哪個方向降低，還可據氣壓梯度大小，了解周圍大氣空間內氣壓差異的程度。(2)地轉偏向力(Fc)概念由于地平面轉動而產生的使空氣偏離氣壓梯度力方向的力起到限制風無限增大的作用。Fc二A=2V3sin(3)慣性離心力(C)概念空氣作圓周運動時，為保持沿慣性方向運動產生的力。(4)摩擦力(R)概念兩個作相對運動的物體，在相互接觸的界面間產生的一種阻

18、礙物體運動的力(有外摩擦力、內摩擦力之分)。上述四個力對空氣運動影響不同。氣壓梯度力是空氣產生運動的直接動力，為最基本的力；地轉偏向力對高緯度或大范圍的空氣運動影響大；慣性離心力對空氣作曲線運動時產生其作用；摩擦力在摩擦層中產生其作用。3水平地轉偏轉力的大小為什么與緯度有關(重點題)地轉偏向力的大小與風速和所在緯度的正弦成正比。即在同一緯度上。風速愈大，偏轉力愈大；風速愈小，偏轉力愈?。伙L速為零時，偏轉力也為零。在風速相同情況下，偏轉力隨緯度減小而減小，到赤道時為零，在兩極達到最大。第五章1什么是氣團：定義。大范圍的空氣團，在其內部氣象要素的水平分布比較均勻，垂直分布基本一致，在其控制的區(qū)域內

19、，天氣氣候特征也大致相同。2氣團的分類（地理分類法）p120頁是根據氣團源地的地理位置和下墊面性質進行分類。（自己補充）3.冬季影響我國的主要氣團。南海氣團，熱帶太平洋氣團，蒙古西佰利亞氣團4鋒的分類。鋒的伸展高度劃分:地面鋒，對流鋒，高空鋒。氣團源地劃分：冰洋鋒（：!北極鋒片極鋒，熱帶鋒（副熱帶鋒）5.冷鋒分類。根據移動速度和天氣特征劃分：第一型冷鋒（緩行冷鋒）鋒后連續(xù)性降水，雨區(qū)寬1502O0km不穩(wěn)定時，出現積雨云，形成陣性降水第二型冷鋒（急行冷鋒）鋒前降水，雨區(qū)寬幾十km干冷鋒：無云、無降水大風（風沙）6副高的活動與我國的雨帶，旱澇有何關系？（重點題）5月前，副高脊線在15度N附近，主

20、要雨帶位于華南；6月中旬，副高第一次I北跳，脊線越過20度N，我國雨帶進入江淮流域，江淮梅雨開始；7月中旬，副高第二次北跳，脊線越過25度N,江淮梅雨結束，進入伏旱期，黃河流雨季開始，華南進入第二次雨季；8月初，副高第三次北跳，脊線越過30度N，華I北雨季開始；9-10月，副高迅速南退，我國雨帶相應由北向南退。出現異常情況，則有旱澇出現。7臺風的概念以及形成的條件。概念:形成在熱帶海洋上，具有暖中心結構的強烈發(fā)展的熱帶氣旋。臺風形成的條件：暖性洋面：海水溫度265丈：地轉偏向力作用：距赤道5個緯距以上：對流層風垂直切變小第六章1天文輻射的概念，以及影響其分布的因子。概念：太陽輻射在大氣上界的時

21、空分布是由太陽與地球間的天文位置決定的，又稱天文輻射。由天文輻射所決定的地球氣候稱為天文氣候，它反映了世界氣候的基本輪廓。影響因子：除太陽本身的變化外，天文輻射能量主要決定于日地距離、太陽高度和白晝長度。2季風：大范圍地區(qū)的盛行風隨季節(jié)而有顯著改變的現象，稱為季風3季風的分類：一類主要由海陸熱力差異而產生的；另一類則主要是由行星風系的季節(jié)移動而引起的。就第一類而言，多發(fā)生在海陸相接的地方，如亞洲東部的溫帶和亞熱帶地區(qū)，這種季風最典型，稱之為溫帶季風和亞熱帶季風。第二種季風而言，是由于行星風系的季節(jié)移動而引起的，行星風帶的分布很有規(guī)律，其位置隨季節(jié)而有規(guī)律的變化，因此，在兩個行星風帶相接的地方，

22、變會發(fā)生顯著的風的季節(jié)變化。從分布上多見于赤道和熱帶，所以稱之為赤道季風或熱帶季風。4焚風的概念和特點。概念：沿著背風坡向下吹的干熱風叫焚風益：特點：益。促進春季冰雪消融，夏季谷物提早成熟，農作物向北推進。害：干旱、火災、雪崩。5影響氣候形成的因子。1輻射因子：太陽輻射是大氣、陸地、海洋增溫的主要能源，又是大氣中一切物理過程和物理現象形成的基本動力。所以，太陽輻射也是氣候形成的基本因素。在地球表面，之所以存在不同的氣候類型，首先是由于太陽輻射在地表分布不均造成的，同樣，對于同一氣候區(qū)，氣候有季節(jié)的交替，也是太陽輻射隨時間有變化的緣故。2環(huán)流因子：一個地方氣候的形成不僅決定于當地的太陽輻射和下墊

23、面的性質，還通過大氣環(huán)流和洋流的作用而接受外界地區(qū)特性的影響。這是因為環(huán)流可促進高低緯度之間、海陸之間的熱量和水分交換，促進不同性質氣團發(fā)生移動，并通過氣團的活動影響氣候的形成。從而在不同緯度的不同環(huán)流系統影響下形成不同的氣候類型。3環(huán)流因子對大陸東西兩岸氣候的影響：由于環(huán)流因子的作用，同緯度大陸東西兩岸的氣候是不同的。一般說來，凡是迎風岸，降水多，溫度變化和緩；背風岸，降水少。4洋流對氣候的影響：1、對氣溫的影響調節(jié)了高低緯度間的溫差；(ttai)(ttai)仙貽(叭an)。的盹弟臨刪廂和申sam加倔ai半ficaco:ai&s迴牡鞘鋒理關K-*tttTW濃軒鼻鑫1KWH猶1SO3()HE狀

24、WIM彌豐廿，U*SWIiS(MIUK，沁啣卿an広KWSmS!S:麗簷図割寫M斗B烏響9圳鼻馭TW(OSN3)刪彌/事砂購何啊鰹締結蟲。案譽曲U：U：用，營W冶呻Itt闢訥形V舸報翩墓案細盹宙惑環(huán)麵他臬。聊撞嗣!申腳農.HEH他：割寫呂昔歪豎業(yè)S畫站勰舷-初站emns)si39誘累(IES)sss、(Ms)(1山肺曲町山肺昭s垃asBs:imassMss3l-S-幫A-HttBBasc番lDmwlh:尸BSSHiss2,M書恥iifisssss.書：尸Bttdlrpnpmttls2、忽視了對氣候成因的分析，容易將低緯度高地氣候與高緯度氣候歸為一類。2斯查勒氣候分類法：依據：不同氣團源地、鋒面位置及其季節(jié)變化兼顧高度低緯度中緯度高緯度高地優(yōu)點：1、把高地氣候單獨列出來，避免與高緯度的氣候相混淆，照顧到了氣候的緯度地帶性。2、在劃分上采用定量的指標，實用價值大缺點：1、缺乏對季風氣候的足夠重視。第八章1城市熱島效應的概念以及影響因素城市熱