氣象學(xué)與氣候?qū)W

第一章引論社會(huì)工程….理論計(jì)量氣候?qū)W研究長期的大氣過程氣候過程-某時(shí)段內(nèi)大量天氣過程的綜合與地理和環(huán)境科學(xué)關(guān)系最密切第一節(jié)氣象學(xué)與

研究大氣中發(fā)生的物理現(xiàn)象和過程天氣過程-大氣中的短期過程氣候過程是在一定時(shí)段內(nèi)由大量天氣過程綜合而得出的長期大氣過程，二者之間存在著統(tǒng)計(jì)聯(lián)系，從時(shí)間上反映出微觀與宏觀的關(guān)系。天氣圖一、氣象學(xué)的研究領(lǐng)域管理工程….理論計(jì)量大氣的組成、范圍、結(jié)構(gòu)、溫度、濕度、壓強(qiáng)和密度等2.導(dǎo)致大氣現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的能量來源、性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化3.解釋大氣現(xiàn)象和大氣現(xiàn)象的本質(zhì)，尋求控制其發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律4.為預(yù)測(cè)和改善大氣環(huán)境服務(wù)（如人工影響天氣、人工降水、消霧、防雹、防雷等）管理工程理論計(jì)量對(duì)氣候系統(tǒng)進(jìn)行定量觀測(cè)和綜合分析通過各種手段（包括觀測(cè)試驗(yàn)，數(shù)值模擬試驗(yàn)等等），探測(cè)氣候系統(tǒng)中各個(gè)成員之間的各種相互作用，并展現(xiàn)氣候形成和變化過程進(jìn)行理論研究。理解氣候變化的機(jī)制，預(yù)測(cè)氣候變化二、氣候?qū)W研究的領(lǐng)域水平環(huán)流時(shí)間變化氣象學(xué)與氣候?qū)W研究學(xué)科社會(huì)管理工程….理論計(jì)量

研究大氣物理性質(zhì)及其變化原理的大氣物理學(xué)著重討論天氣現(xiàn)象及其演變規(guī)律，并據(jù)以預(yù)報(bào)未來天氣變化的天氣學(xué)等研究地球氣候發(fā)展史，探索氣候變化規(guī)律及其與人類活動(dòng)的關(guān)系，防御和減輕氣候?yàn)?zāi)害，現(xiàn)代氣候?qū)W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)。社會(huì)管理工程….理論計(jì)量地理系、環(huán)境科學(xué)系開設(shè)的氣象學(xué)與氣候?qū)W的基本任務(wù)1.掌握氣象觀測(cè)、氣候統(tǒng)計(jì)分析和氣候調(diào)查的方法，從定性和定量兩方面說明它們的特性。2.掌握天氣演變和氣候形成的規(guī)律性，弄清氣候資源及其地理分布，進(jìn)行氣候分類和氣候區(qū)劃，研究氣候變遷的原因及其規(guī)律。3.應(yīng)用已發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，采取有效措施，充分利用氣候資源，減少人類活動(dòng)對(duì)氣候的不利影響，防御或減少氣候?yàn)?zāi)害。4.為自然地理學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)和區(qū)域地理等有關(guān)后續(xù)課程奠定必要的基礎(chǔ)。三、氣象學(xué)與氣候?qū)W的發(fā)展簡史社會(huì)管理工程….理論計(jì)量1.萌芽時(shí)期《氣象學(xué)》（Meteorolosis）約在公元前350年綜合論述水、空氣和地震等問題對(duì)大氣現(xiàn)象作了適當(dāng)?shù)慕忉尅?/p>

2.發(fā)展初期1593年意大利學(xué)者伽利略（Galileo）發(fā)明溫度表1643年意大利學(xué)者托里拆利（Torricelli）發(fā)明氣壓表1783年索修爾（Saussure）發(fā)明毛發(fā)濕度表1653年在意大利北部首先建立氣象臺(tái)1860—1865年間各國紛紛繪出了天氣圖1883年德國漢恩（Hann）《氣候?qū)W手冊(cè)》三大卷，氣候?qū)W上最早的巨著管理工程….理論計(jì)量1743年法國傳教士最早來我國境內(nèi)，在北京設(shè)立測(cè)候所，用近代氣象儀器進(jìn)行氣象觀測(cè)。1830年起俄國又?jǐn)嗬m(xù)地派人來北京做氣象觀測(cè)。1873年法國天主教會(huì)在上海徐家匯創(chuàng)建觀象臺(tái)1893年德國人在山東青島建立青島觀象臺(tái)，此外還有在英國人掌握之下的海關(guān)測(cè)候所等共43處（位于沿海、沿江的港口）目的：為各自的軍事、航行、商船服務(wù)，我國政府無權(quán)過問，這時(shí)我國的氣象事業(yè)完全是半殖民地性質(zhì)四、中國氣象學(xué)與氣候?qū)W的發(fā)展簡史中國的氣象學(xué)校和氣象部門….南京信息工程大學(xué)成都信息工程大學(xué)北京氣象學(xué)院地方氣象學(xué)校國家氣象局省氣象局市氣象局地區(qū)氣象局縣氣象站特殊氣象站第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述社會(huì)管理工程….理論計(jì)量氣候系統(tǒng)除太陽輻射這個(gè)主要能源之外，包括5個(gè)子系統(tǒng)大氣圈水圈冰雪圈陸地表面生物圈（動(dòng)、植物和人類）氣候系統(tǒng)社會(huì)管理工程….理論計(jì)量大氣圈水圈冰雪圈陸地表生物圈氣候系統(tǒng)概述社會(huì)管理工程….理論計(jì)量

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)。在氣候系統(tǒng)的五個(gè)子系統(tǒng)，大氣圈是主體部分，也是最可變的部分，水圈、陸地表面、冰雪圈和生物圈都可視為大氣圈的下墊面。一、大氣圈概述社會(huì)管理工程….理論計(jì)量大氣的氣體組成成分社會(huì)管理工程….理論計(jì)量

大氣中氮（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。臭氧、二氧化碳、甲烷、氮氧化物（N2O、NO2）和硫化物（SO2、H2S）含量很少，但對(duì)大氣溫度分布及人類生活卻有較大的影響。（一）、大氣組成管理工程….理論計(jì)量大氣中的氧是生命所必須的；決定著有機(jī)物質(zhì)的燃燒、腐敗及分解過程；植物的光合作用向大氣放出氧并吸收二氧化碳。大氣中的氮能沖淡氧使氧化作用不過于激烈。大量的氮可以通過豆科植物的根瘤菌固定到土壤中，成為植物體內(nèi)不可缺少的養(yǎng)料。大氣的主要成分的作用大氣中的水汽來自江、河、湖、海及潮濕物體表面的水分蒸發(fā)和植物的蒸騰，借助空氣的垂直交換向上輸送。臭氧大量吸收太陽紫外線，使臭氧層增暖，影響大氣溫度的垂直分布，對(duì)大氣環(huán)流和氣候形成起重要作用。“臭氧保護(hù)層”，使得到達(dá)地表對(duì)生物有殺傷力的短波輻射（波長小于0.3μm）大大降低了強(qiáng)度?！?大氣的主要成分的作用北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院環(huán)境科學(xué)系，04年獲得中國國家環(huán)保總局保護(hù)臭氧層貢獻(xiàn)獎(jiǎng)特別金獎(jiǎng)，05又獲得美國環(huán)保局頒發(fā)的保護(hù)臭氧層獎(jiǎng)，獎(jiǎng)勵(lì)其在發(fā)展中國家淘汰消耗臭氧層物質(zhì)活動(dòng)方面的領(lǐng)導(dǎo)作用臭氧層是地球最好的保護(hù)傘，它吸收了來自太陽的大部分紫外線。然而近二十年的科學(xué)研究和大氣觀測(cè)發(fā)現(xiàn)：每年春季南極大氣中的臭氧層一直在變薄，事實(shí)上在極地大氣中存在一個(gè)臭氧“洞”

這種臭氧損耗現(xiàn)象是一種反常現(xiàn)象，這是否表明這一紫外線吸收層正處于全球性災(zāi)難呢？通過不斷的科學(xué)研究，人們發(fā)現(xiàn)人類社會(huì)活動(dòng)釋放的物質(zhì)嚴(yán)重的破壞了臭氧層，當(dāng)然這種現(xiàn)象還受到這一地區(qū)獨(dú)特的氣象狀態(tài)（極渦、寒冷的平流層溫度、極地平流層云）的影響。臭氧層破壞英國南極測(cè)量局的大氣科學(xué)家在南極進(jìn)行了一項(xiàng)研究計(jì)劃，這一研究計(jì)劃分別在地面和空中進(jìn)行。球載儀器一般是檢測(cè)該儀器所行進(jìn)的大氣的構(gòu)成及其化學(xué)性質(zhì)。陸基探測(cè)儀和星載探測(cè)儀則執(zhí)行遙測(cè)任務(wù)。這些研究活動(dòng)采取了國際合作方式。如1987年代表19個(gè)組織和四個(gè)國家的大約150名科學(xué)家和輔助人員聚會(huì)于智利的蓬塔阿雷納斯,進(jìn)行了一項(xiàng)規(guī)?？涨暗难芯?，即機(jī)載南極臭氧實(shí)驗(yàn)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明1987年臭氧洞大小達(dá)到歷史最大。這一發(fā)現(xiàn)震驚了科學(xué)界。臭氧層破壞的發(fā)現(xiàn)過程南極“臭氧洞”的成因目前尚無定論，其中最為令人信服的當(dāng)是污染物質(zhì)學(xué)說；美國宇航局漢普頓芝利中心Callis等人提出南極臭氧層的破壞與強(qiáng)烈的太陽活動(dòng)有關(guān)；麻省理工學(xué)院的Tung等人認(rèn)為是南極存在獨(dú)特的大氣環(huán)境造成冬末春初臭氧耗竭，根據(jù)大氣動(dòng)力學(xué)說，指出大量氯氟烴化合物的使用，以及南極初春沒有足夠陽光產(chǎn)生大量氧原子，并因此提出了不需要氧原子的循環(huán)機(jī)理

主要觀點(diǎn)：（1）南極“臭氧洞”是在南極春季特殊的溫度和環(huán)流狀況下由極地平流層云參與和非均相化學(xué)反應(yīng)而引發(fā)產(chǎn)生的特殊現(xiàn)象。（2）極地旋渦等其它因素對(duì)氣體成分輸送的影響不是南極“臭氧洞”形成的決定因素，而只能影響臭氧洞的強(qiáng)度（3）太陽周期變化通過光化學(xué)反應(yīng)對(duì)南極"臭氧洞"強(qiáng)弱的影響可以忽略。臭氧洞形成機(jī)理臭氧洞為什么發(fā)生在南極地區(qū)？為什么臭氧損耗的規(guī)模如此之大？為什么每年的南極臭氧洞發(fā)生在春季？

社會(huì)管理工程….理論計(jì)量1.對(duì)流層（1）氣溫隨高度增加而降低（2）垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)（3）氣象要素水平分布不均勻2.平流層3.中間層4.熱層5.散逸層

（二）、大氣的結(jié)構(gòu)二、水圈、陸面、冰雪圈和生物圈工程….理論計(jì)量1.水圈社會(huì)管理工程….