《大氣與天氣氣候》課件

大氣與天氣氣候大氣是地球生命的搖籃，保護著地球免受太陽輻射的傷害。天氣和氣候塑造了我們周圍的世界，影響著我們的生活方式。WD什么是大氣包圍地球的氣體層大氣是地球周圍的一層氣體混合物，保護著地球上的生命。多種氣體組成主要成分是氮氣和氧氣，還有二氧化碳、氬氣等。大氣的主要組成成分氮氣(N2)氮氣是大氣中最主要的組成成分，約占78%。氧氣(O2)氧氣是大氣中第二大成分，約占21%。氬氣(Ar)氬氣在大氣中含量較少，約占0.93%，它是稀有氣體，常用于焊接和照明。二氧化碳(CO2)二氧化碳是重要的溫室氣體，含量約占0.04%，對地球氣候具有重要影響。大氣的垂直結構對流層地球表面至10-17公里高度，氣溫隨高度遞減，約6.5℃/公里，天氣現(xiàn)象復雜。平流層10-17公里至50公里高度，氣溫隨高度遞增，有臭氧層，吸收紫外線，利于生命繁衍。中間層50公里至80公里高度，氣溫隨高度遞減，溫度較低，存在大量流星。熱層80公里至800公里高度，氣溫隨高度遞增，溫度較高，有極光現(xiàn)象。散逸層800公里以上，氣溫隨高度變化不大，空氣稀薄，逐漸過渡到星際空間。太陽輻射與地球表面加熱太陽輻射是地球表面熱能的主要來源。太陽輻射到達地球后，一部分被大氣層吸收，一部分被反射回太空，還有一部分到達地球表面，使地表溫度升高。1短波輻射太陽輻射主要是短波輻射，波長較短，能量較高，容易穿透大氣層。2長波輻射地球表面吸收太陽輻射后，會以長波輻射的形式向外輻射熱量，波長較長，能量較低。3溫室效應大氣中的溫室氣體，如二氧化碳、甲烷等，會吸收地球表面輻射的熱量，阻止熱量散失到太空，從而使地球表面溫度升高。熱對流和熱量傳輸1熱對流熱量通過流體的運動進行傳遞。2對流層對流層是大氣層的最底層，熱對流現(xiàn)象最為活躍。3熱量傳輸熱量從溫度較高的區(qū)域傳到溫度較低的區(qū)域。熱對流是熱量傳輸?shù)囊环N重要方式，在地球大氣中起著至關重要的作用。對流層是地球大氣層中最靠近地表的層次，熱對流現(xiàn)象最為活躍，影響著天氣和氣候的變化。了解熱對流和熱量傳輸?shù)脑恚瑢τ诶斫獯髿膺\動、天氣變化和氣候變化至關重要。風的形成和分類氣壓梯度力氣壓差異導致空氣從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，形成風。地轉偏向力地球自轉使得風向發(fā)生偏轉，北半球向右偏，南半球向左偏。摩擦力地表摩擦力減緩了風速，改變了風向。風分類根據(jù)風速和風向，可以將風分為微風、輕風、強風等，并可繪制風速和風向圖。風系和風帶1信風帶赤道低氣壓帶與副熱帶高氣壓帶之間，盛行東北信風和東南信風。2西風帶副熱帶高氣壓帶與中緯度低氣壓帶之間，盛行西風。3極地東風帶極地高氣壓帶與極地低氣壓帶之間，盛行極地東風。4季風環(huán)流由海陸熱力性質差異引起的風向季節(jié)性變化。溫度變化的規(guī)律氣溫變化遵循一定的規(guī)律，受多種因素影響。1緯度赤道地區(qū)氣溫較高，兩極地區(qū)氣溫較低。2海陸分布陸地比海洋升溫快，降溫也快。3地形山地氣溫隨海拔升高而降低。4洋流暖流流經(jīng)的地區(qū)氣溫較高，寒流流經(jīng)的地區(qū)氣溫較低。溫度的測量和分布溫度是描述氣溫變化的指標，可以用溫度計測量。氣溫受多種因素影響，包括緯度、海拔高度、地形、洋流等。大氣濕度的概念和測量濕度概念大氣中水汽含量多少稱為濕度?？諝庵兴蕉啵瑵穸仍酱?。濕度測量濕度計是測量大氣濕度常用的儀器。它可以測量空氣中水蒸氣的含量。相對濕度相對濕度是指空氣中水蒸氣含量占同溫度下飽和水蒸氣含量的百分比。云的種類和形成云是由懸浮在空中的大量微小水滴或冰晶組成的，它們形成于大氣層中水汽凝結或凝華的結果。根據(jù)云的高度、形狀和組成，可以將云分為三大類：高云、中云和低云。高云通常由冰晶組成，中云由水滴或冰晶混合組成，低云則主要由水滴組成。降水的形成過程1水汽凝結水汽上升到高空，溫度降低，水汽凝結成小水滴或冰晶。2云的形成水滴或冰晶逐漸增多，形成云。3降水生成云中的水滴或冰晶碰撞、合并，形成雨滴或雪花，降落到地面。降水的測量和分布降水測量是通過雨量計進行的。雨量計主要有兩種類型：標準雨量計和自動雨量計。標準雨量計需要人工讀取雨量，而自動雨量計則可以自動記錄雨量數(shù)據(jù)。降水類型測量方法分布特征降雨雨量計分布不均勻，與地形、緯度和氣壓系統(tǒng)有關。降雪雪深計主要集中在高緯度地區(qū)和高山地區(qū)。冰雹冰雹計主要發(fā)生在夏季雷雨天氣中，分布較小。氣壓的概念和測量大氣壓強大氣壓強是空氣對地球表面和物體產(chǎn)生的壓力，主要由空氣質量和重力決定。氣壓單位常用的氣壓單位有帕斯卡（Pa）、毫巴（mb）和氣壓毫米汞柱（mmHg）。測量工具氣壓計是測量大氣壓強的儀器，常用的有水銀氣壓計和金屬氣壓計。氣壓變化氣壓會隨著高度、溫度和濕度等因素發(fā)生變化，影響天氣變化和風向。氣壓系統(tǒng)與天氣變化1高氣壓系統(tǒng)天氣晴朗，氣溫較高，風力較弱，天氣穩(wěn)定。2低氣壓系統(tǒng)云層較厚，降水概率較高，氣溫較低，風力較強，天氣不穩(wěn)定。3氣壓梯度氣壓差越大，風速越快，天氣變化越快。鋒面系統(tǒng)與天氣變化1鋒面形成冷暖氣團相遇形成鋒面2鋒面類型冷鋒、暖鋒、靜止鋒3天氣變化云雨、降溫、升溫4天氣系統(tǒng)鋒面氣旋、鋒面雨帶鋒面系統(tǒng)是重要天氣系統(tǒng)之一，鋒面上的氣流運動會引起劇烈的天氣變化。氣象觀測網(wǎng)絡地面氣象觀測地面氣象站遍布世界各地，測量溫度、濕度、風速、氣壓等。高空氣象觀測氣象氣球攜帶探空儀測量高空溫度、濕度、風速等，提供垂直氣象信息。雷達觀測雷達監(jiān)測降水、風速、云層等，為天氣預報提供重要信息。衛(wèi)星觀測衛(wèi)星提供全球范圍的氣象數(shù)據(jù)，如云層覆蓋、氣溫、降水等。天氣預報的基本方法天氣預報是利用氣象學原理和技術，對未來一定時期內某一地區(qū)的天氣狀況進行預測。1觀測數(shù)據(jù)通過氣象站和衛(wèi)星等收集氣象數(shù)據(jù)。2數(shù)值預報利用計算機模擬大氣運動，預測未來天氣。3統(tǒng)計預報分析歷史天氣數(shù)據(jù)，預測未來天氣趨勢。4集合預報利用多個數(shù)值預報模型的結果，提高預測準確率。近年來，人工智能和機器學習技術被應用于天氣預報，進一步提高了預測精度和效率。中尺度天氣系統(tǒng)11.對流系統(tǒng)中尺度對流系統(tǒng)是強對流天氣現(xiàn)象，包括雷暴、龍卷風、冰雹等。22.地形影響山脈、高原等地形可以影響氣流運動，形成局地性的天氣系統(tǒng)。33.前線系統(tǒng)中尺度天氣系統(tǒng)也可以由鋒面系統(tǒng)引起，例如冷鋒、暖鋒、靜止鋒等。44.影響范圍中尺度天氣系統(tǒng)通常影響范圍較小，但其強度往往很大，對當?shù)靥鞖庥绊戯@著。熱帶氣旋的形成與發(fā)展暖濕氣流當海洋表面溫度較高時，大量水蒸氣蒸發(fā)進入大氣，形成暖濕氣流。上升氣流暖濕氣流上升，遇到冷空氣，氣溫降低，水蒸氣凝結成云，并釋放潛熱。旋轉氣流由于地球自轉，氣流會發(fā)生旋轉，形成低氣壓中心，吸引周圍空氣流入。熱帶氣旋氣流旋轉速度越來越快，形成熱帶氣旋，并向四周擴散，形成螺旋狀云系。發(fā)展階段熱帶氣旋發(fā)展過程中，會經(jīng)歷熱帶低壓、熱帶風暴、臺風等階段，強度不斷加強。季風氣候系統(tǒng)季風形成夏季，陸地比海洋升溫更快，氣壓低，形成低壓區(qū)，空氣從海洋流向陸地，形成夏季風。季節(jié)變化冬季，陸地比海洋降溫更快，氣壓高，形成高壓區(qū)，空氣從陸地流向海洋，形成冬季風。降水特點季風氣候區(qū)降水量集中在夏季，冬季干燥，具有明顯的干濕季變化。分布范圍季風氣候主要分布在亞洲東部和南部、非洲東部、北美洲東部等地。氣候分類與地理環(huán)境氣候類型根據(jù)氣溫、降水量和季節(jié)變化特征，將世界各地劃分為不同的氣候類型，例如熱帶雨林氣候、溫帶海洋性氣候、溫帶大陸性氣候等。地理環(huán)境氣候類型對地理環(huán)境的影響巨大，包括植被類型、土壤類型、水文特征、生物多樣性等，決定著不同地區(qū)的自然景觀和人類活動。氣候變化的原因11.自然因素火山爆發(fā)，太陽輻射變化，地球軌道變化等自然因素都會影響全球氣候。22.人為因素工業(yè)排放，農(nóng)業(yè)活動，森林砍伐，以及交通運輸?shù)热祟惢顒訉е铝舜罅康臏厥覛怏w排放。33.溫室效應加強溫室氣體濃度增加，導致地球吸收更多的太陽輻射，從而導致全球氣溫上升。44.冰川融化加速全球氣溫上升，導致冰川加速融化，海平面上升，威脅著沿海地區(qū)。溫室效應與全球變暖溫室氣體濃度升高人類活動排放大量二氧化碳、甲烷等溫室氣體，導致大氣中溫室氣體濃度升高。全球氣溫上升溫室氣體吸收更多熱量，導致地球表面溫度升高，形成全球變暖現(xiàn)象。氣候模式改變全球變暖導致極端天氣事件增多，如熱浪、干旱、洪水等，對生態(tài)環(huán)境和人類社會造成重大影響。氣候變化的影響與應對氣候變化的影響氣候變化會加劇極端天氣事件，如熱浪、干旱、洪水和颶風。它還會導致海平面上升，影響沿海地區(qū)。氣候變化還會破壞生態(tài)系統(tǒng)，影響生物多樣性，并對人類健康造成負面影響。應對氣候變化減緩氣候變化的措施包括減少溫室氣體排放，提高能源效率，開發(fā)可再生能源。適應氣候變化的措施包括加強基礎設施建設，改善水資源管理，發(fā)展適應氣候變化的農(nóng)業(yè)技術。大氣污染的成因與防治工業(yè)排放工廠排放的煙塵、二氧化硫等有害氣體是造成大氣污染的主要因素之一。交通運輸汽車尾氣排放的氮氧化物、一氧化碳等有害氣體也會造成大氣污染。建筑施工建筑工地產(chǎn)生的揚塵會對空氣質量造成嚴重影響，尤其是在風沙較大地區(qū)。自然因素自然因素，如火山噴發(fā)、沙塵暴等，也會造成大氣污染。可再生能源在氣候變化中的作用太陽能太陽能是一種清潔、可持續(xù)的能源，可以幫助減少溫室氣體排放。風能風能是一種清潔、可再生的能源，可以為家庭和企業(yè)提供電力。水力發(fā)電水力發(fā)電是一種清潔、高效的能源，可以減少對化石燃料的依賴。地熱能地熱能是一種清潔、可持續(xù)的能源，可以為家庭和企業(yè)提供