02气象学与气候学第一章绪论2.ppt

yqun yqun 气象学与气候学——绪论2 气候系统 大气的物理性状 2009-09-16 * 地理学研究的对象是岩石圈、水圈、大气圈和生物圈及其相互关系，具有明显的综合性和地域性特点。简言之，地理学研究的对象就是人类赖以生存的地球表面的地理环境。它既具有对自然条件的研究，又具有对社会生产及其相互关系的研究。 在地貌、水文、土壤、气候、生物等众多的自然条件中，气候是最基本、最活跃的要素，地理系统中复杂的物质与能量交换过程，例如热量交换与水分交换等，都与气候条件密切相关。因此，气候学不仅仅是气象学的一门分支学科，也是地理学的部门学科。 2009-09-16 * 现代气候学概念 统计气候学 天气气候学 动力气候学 地理气候学 四个领域可以相互渗透，为解决实际问题更向前发展。 2009-09-16 * 现代气候学概念 气候系统（Climatic system） 1974年在斯德哥尔摩召开的世界气象组织（WMO）和国际科联（ICSU）联席会上，明确提出了这一概念： 气候系统——指的是大气圈同水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈之间相互作用的整体，它的主要能量源是太阳辐射。 气候系统概念的建立是现代气候学理论研究的一个极其重要的进展，它为从整体上研究地球气候及其形成和变化奠定了理论基础。 2009-09-16 * 现代气候学概念 气候是在太阳辐射作用下，地球表层内部各子系统之间，在较长时段内相互联系、相互作用所达到的一种平衡状态。 因此，气候的形成和变化不仅是大气圈内部状态和行为的反映，以及海陆分布、地形（地貌）、地面特征、冰雪覆盖等对大气圈的“单向”影响，而是整个气候系统中各圈层之间相互联系、相互作用所组成的复杂系统的总体行为。 现代气候学把气候看成是动态的，不断变化的。它的主要任务就是研究气候变化。 现代气候学从概念上已经不再是过去常常被作为气象学或地理学的一个分支学科，而是大气科学、海洋学、地球物理和地球化学、地理学、地质学、冰川学、天文学、生物学以至软科学、有关社会科学等众多学科相互渗透共同研究的交叉科学。 2009-09-16 * 气候系统的属性 热力属性：包括空气、水、冰和陆地表面的温度分布； 动力属性：包括风、洋流及与之相联系的垂直运动和冰体运动； 水分属性：包括空气湿度、云量及云中含水量、降水量、土壤湿度、河湖水流、水域、冰雪等； 静力属性：包括大气和海水的密度和压强、大气的组成成分、大洋盐度及气候系统的几何边界和物理常数等； 生物属性：包括空中、陆地和海洋中的一切生物及人类活动。 这些属性在一定的外因条件下，通过气候系统内部的物理、化学和生物过程相互作用，并在不同时间尺度内变化着，形成不同时期的气候特征。 2009-09-16 * 气候形成的三大因素 太阳辐射——大气活动的能量之源，大气过程的主宰力量。（外部因素） 大气环流——输送热量和水分的机制，是直接控制气候过程的因素。（本身） 地理环境——下垫面的影响、人类活动的影响。只有地理条件才是气候特征的决定因素。 2009-09-16 * 气候系统示意图 2009-09-16 * 大气的气体组成成份 2009-09-16 * 大气圈 2009-09-16 * 飞机一般在什么高空中飞行？ 臭氧层作为人类生存环境的天然屏障，一般在什么高度？ 无线电短波通信一般依靠哪一层？ 2009-09-16 * 2009-09-16 * 水圈、陆面、冰雪圈和生物圈 地球上七大洲面积和四大洋面积比较（单位：百万平方公里） 2009-09-16 * 水圈：海洋是由世界大洋和邻近海域的含盐海水所组成。其总面积为3.6 亿km2，约占地球表面的71％，相当于陆地面积的2.5倍。无论从力学和热力学效应来看，海洋在气候系统中具有最大的惯性，是一个巨大的能量贮存库。 陆面：岩石圈。在近代气候变化的时间尺度内，除火山爆发外，对大气的作用主要还是发生在陆地表面。 冰雪圈：冰川和冰原的体积变化与海平面高度的变化有很大关系。由于冰雪具有很大的反射率，在冰雪覆盖下，地表（包括海洋和陆地）与大气间的热量交换被阻止，因此冰雪对地表热量平衡有很大影响。它是气候系统中的一个重要子系统。 生物圈：生物对于大气和海洋的二氧化碳平衡，气溶胶粒子的产生，以及其它与气体成分和盐类有关的化学平衡等都有很重要的作用。 2009-09-16 * 气候系统的基本特性 气候系统是一个非常复杂的非线性系统，各子系统虽能彼此独立地客观存在着，而其相互作用却又决定着各子系统的演化行为。 一般从以下几个方面来描述气候系统的基本特性： 气候过程、气候态及时间尺度、反馈过程、外源强迫、敏感性、可预报性、参数化。 2009-09-16 * 现代气象概念 气象是地球自然环境巨系统中的一个系统，是