气象学最后.ppt

气象学与气候学Meteorology and Climatology b. 气象学的研究对象 ——地球上的大气 其中主要内容有（P1）气 能 本 用 （大）气 大气一般的组成、范围、结构及各种 要素等 能（量） 大气现象的发生、发展及能量来源 本（质） 探求大气现象的本质及其变化规律； （应）用 将大气现象中的规律应用于实践 气象学与气候学的发展简史 1.萌芽时期 2. 发展初期 3. 发展时期 对流层 第一节 太阳辐射 （一）辐射与 辐射能 如果某物体能把投射其上的所有波长的辐射全部吸收，即其吸收率为1(a=0,t=0)，这种物体称为绝对黑体，简称黑体 （二）太阳辐射在大气中的衰减 ②粗粒散射——没有选择性 这种质点往往是直径较大的灰尘、冰晶等。各种波长的太阳辐射都要被散射。如：当空中存在较多的尘埃、或雾等粗粒时，太阳辐射的长短波都被同等的散射，使天空呈现灰白色，也叫漫射。 （三）到达地面的太阳辐射 有两部分： 1、直接辐射：太阳以平行光线的形式直 接投射到地面上。 2、散射辐射：经过散射辐射后自天空投射到地面上。 二者之和称为总辐射。 ①h越小，等量的太阳辐射散布的面 积就越大，地表单位面积上所获得的太阳辐射就越小。 P决定于大气中所含水汽、水汽凝结物和尘粒杂质的多少；多，大气透明度差， P小，太阳辐射被减弱得多，到达地面的太阳辐射相应减少。 2、散射辐射：太阳高度角、 大气透明度 天空散射辐射就是大气对空中的太阳直接辐射进行散射及反射而产生的。 h 大，到达近地面的直接辐射增强，散射辐射也相应增强；h小，弱。（与直接辐射同向） 大气透明度，不好，参与散射作用的质点增多，散射辐射增强；好，减弱。（与直接辐射反向） 云：能强烈地增大散射辐射。 日、年变化，也主要决定于h的变化，一日内正午前后最强，一年内夏季最强。 太阳散射辐射随时间空间的变化 规律： 3、总辐射 （四）地面对太阳辐射的反射 可见，即使到达地面的总辐射的强度一样，地表性质不同，所真正得到的太阳辐射仍有很大差异，这也是地表温度分布不均匀的重要原因之一。 2、地面有效辐射 二、空气的增热和冷却 　 (一)气温的非绝热变化 1.传导：就是依靠分子的热运动将能量从一个分子传递给另一分子，从而达到热量平衡的传热方式 。 空气与地面之间，空气团与空气团之间，当有温度差异时，就会因为传导作用而交换热量。 3.对流：当暖而轻的空气上升时，周围冷而重的空气便下降来补充，这种升降运动，称为对流。通过对流、上下层空气互相混合，热量也就随之得到交换。使低层的热量传递到较高的层次，这是对流层中的热量交换的重要方式。 4.湍流：空气的不规则运动称为湍流，又称乱流。湍流是空气层相互之间发生摩擦或空气流过粗糙不平的地面时产生的。有湍流时，相邻空气团之间发生混合，热量也就得到了交换。湍流是摩擦层中热量交换的重要方式。 5.蒸发(升华)和凝结(凝华)： 　　　水在蒸发(或冰在升华)时要吸收热量；相反，水汽在凝结(或凝华)时，又会放出潜热。如果蒸发(升华)的水汽，不是在原处凝结(凝华)，而是被带到别处去凝结(凝华)，就会使热量得到传送。 例如，从地面蒸发的水汽，在空中发生凝结时，就把地面的热量传给了空气。因此，通过蒸发(升华)和凝结(凝华)，也能使地面和大气之间，空气团与空气团之间发生潜热交换。由于大气中的水汽王要集中在5公里以下的气层中，所以这种热量交换主要在对流层下半层起作用。 2、干绝热过程(Adiabatic process) 在气象学上，任一气块与外界之间无热量交换，即 时的状态变化过程，叫做绝热过程。 干绝热过程： 将升、降的气块内部既没有发生水相变化，又没有与外界交换热量的过程，称作干绝热过程。 大气的垂直运动过程可近似看作是绝热的 4、干绝热直减率 气块绝热上升单位距离时的温度降低值，称绝热垂直减温率，简称绝热直减率。 对于干空气和未饱和的湿空气来说，则称干绝热直减率，以 表示，即 与 比较 必须注意： 与 （气温直减率）的含义是完全不同的。 是干空气在绝热上升过程中气块本身的降温率，它近似于常数； 而 是表示周围大气的温度随高度的分布情况。可以有不同数值，即可以大于、小于或者等于 。 5、湿绝热变化过程、湿绝热直减率 饱和湿空气的上升过程中，与外界没有热量交换，该过程称为湿绝热过程。 (Wet adiabatic process)。 饱和湿空气绝热上升的减温率，称为湿绝热直减率，以 表示。 当饱和湿空气在做绝热上升温度受到两方面的影响 气团中的干空