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《气象学》 绪论 一、大气与大气科学 1.大气科学 研究大气各种现象及演变规律，以及如何利用这些规律为人类服务的一门科学，是地球科学的组成部分。 2、大气科学的分支 主要分支有：大气探测学，气候学，天气学，动力气象学，大气物理学，大气化学，应用气象学等。 1）天气学： 天气：一地短时间内的气象要素和大气现象的综合状况。 研究天气过程的形成和演变规律，并据此作出预报的科学叫天气学。 2）气候学： 气候：一地长时间内平均和极端的大气状态和过程。气候学是研究一地气候的形成、分布及变化规律的科学。 3）应用气象学： 是气象学理论与国民生活各部门相互渗透和结合的产物。 农业气象学又分：果树气象、林业气象、作物气象、蔬菜气象、畜牧气象、病虫害气象等。 二、农业生产与气象的关系 1、大气提供了农业生物的重要生存环境和物质、能量基础。 2、大气提供了可供农业生产利用的气候资源。 3、气象条件对农业设施和农业生产活动的全过程的影响。 4、大气对农业生产的宏观生态环境和其它自然资源的影响。 5、农业生产活动对大气环境的影响。 三、农业气象学的研究对象与任务 （一）农业气象学：是研究大气科学与农业科学相互作用及其规律的一门学科。 农业气象学的研究对象有：种植业、林业、畜牧业、水产业、农业设施等。 农业气象要素有：温度、湿度、气压、风、太阳辐射、降水、蒸发、二氧化碳浓度等 （二）研究内容（任务）： 1、农业气象监测。 2、农业气象信息服务。 3、农业气候资源开发、利用与保护。 4、农业气象灾害与生态环境建设。 5、农业小气候利用与调节。 6、农业气象基础理论研究。 第一章 大气 一、大气组成 主要是干洁大气、水汽、气溶胶粒子。 干洁大气:不含水汽和气溶胶粒子的混合空气称为干洁大气。 干洁大气中对人类影响较大的成分是N2，O2，O3和CO2。 （1）N2和O2:它们是大气的主要组成部分，但N2利用率低。O2是维持人类及动植物生命活动的气体。 （2）O3:含量很低，集中在20-25km的高空，形成臭氧层。可强烈吸收对生物有害的紫外线。 (3)CO2：是植物生命活动离不了的气体，可吸收地面辐射，对气温影响较大。 2、水汽：主要集中在低层大气中。低纬度地区多于高纬度地区；下层多于上层；夏季多于冬季。含量很少，但是天气变化的重要角色，云、雾、雨、雪的形成都与之有关。 3、气溶胶粒子：悬浮于空气中的固体粒子。包括水滴、冰晶、烟粒、尘埃等。 可充当水汽凝结物，利于云、雨的形成；还可以吸收一部分辐射，对地温、气温有一定影响。 二、 大气垂直结构 从下到上有五层：对流层、平流层、中间层、热层、外大气层（散逸层）。 大气底界：即地球的表面。 大气上界：即大气的顶界。 有2种划分方法：根据极光出现的高度估计，在1000—1100km；据人造卫星探测，约在3000km。 （一）对流层 是靠近地表的大气最低层。其厚度随纬度和季节的不同而有变化：低纬度平均为17～18km，中纬度地区为10～12km，高纬度只有8～9km。夏季厚、冬季薄。 特点： （1）气温随高度升高而降低。 垂直递减率为：r= 0.65℃/100m。 （2）空气具有强烈的对流运动。易形成云和降水（雨、雪等）。 （3）温度、湿度等气象要素水平分布不均匀。主要是受地形影响所致。 （二）平流层 从对流层顶到55km的气层。主要特点： 1、垂直气流显著减弱，气流多呈水平运动，故叫平流层。 2、集中了大气中大部分O3 3、下部气温随高度变化小，上部气温随高度升高而显著增加。 4、水汽和尘埃很少，大气能见度好。适合飞机航行。 （三）中间层 从平流层顶到距地面85km 的高度。 主要特点： 1、温度随高度升高而迅速降低，其顶部可下降到-83℃。 2、气流有强烈的垂直运动，故又称高空对流层。 （四）热层（暖层） 从中间层顶到距地面约700km 的气层。 特点： 1、气温随高度升高而迅速升高（因吸收短波紫外线）。 2、空气分子处于高度电离状态。 （五）外大气层（散逸层） 从热层顶以上的大气层。 特点：受地球引力小，高速空气分子常逃到太空，宇宙空间粒子也常进入该层。 第二章 辐射 §1 辐射的基本知识 一、概念 辐射：物体以电磁波或粒子的形式向外放射能量的现象。 通过辐射传递的能量叫辐射能。 辐射通量密度（辐照度）：单位时间、单位面积上发射或吸收的辐射能量。单位：W/m2（瓦/米2） 二、辐射光谱 气象学研究的辐射波谱范围是0.1～120 μm,即紫外线、可见光和红外线波段。 太阳辐射波长范围在0.15～4 μm，地面和大气辐射波长在3～120 μm，因此常把太阳辐射称为短波辐射，地球和大气辐射称为长波辐射，以4 μm为分界线。 辐射的传播不需要