第1篇-张学文.DOC

第 1 篇 引 论 本篇对地球大气的一般情况、人类对它的监视和影响有个总体概括，然后对新疆自然概况作简要说明。 通俗地说，气象是地球上的大气状况的总称。人可以短时间离开食物、水分，但是我们不能离开“空气”片刻。“气象”是地球环境的重要组成部分、对人类来说它是可再生资源，可有时也是重要的自然灾害和次生灾害的来源。 为了了解不断变化的气象状况，人们用各种仪器设备对它进行着全球性的、系统的，不间断的监测。各国政府就此开展的合作是地球村国际合作的成功范例。 我们要及时了解气象、知道未来的气象变化。我们要知道气象变化的规律、知道我们的哪些活动影响了地球的气候、知道用哪些手段可以改善气象状况。  为页码与书一致而约定的一些设置 （此表最后应删去） 第1、2、82页按书均未编页码 篇 空5行（五号） 居中 页面设置 每页40行 （可每行40字） 章 前3，1+图标居中，尾图标居中 后1 其它色--左下角 居中，二号字 节 一般前2（1+1） 一般后1 蓝色 四号字 条 一般前1（+1） 一般后1 蓝色 小四号字 目 前0.5 后0.5 其它色--左下角 五号字 正文 其它色--左下角 五号字 表题 在表上 小五号加粗 图题 在图下 小五号 第1章. 地球自然环境中的气象 ?第2章. 人类对气象的监测和影响 ?第3章.? 新疆自然概况 1 太阳系中的地球村 1．1 太阳系 茫茫宇宙中有一个银河系，它的形状像一块铁饼，在这个铁饼靠近边缘处有一个太阳系–太阳和以太阳为中心受它的引力支配而环绕它运行的天体所构成的系统。太阳系包括太阳和行星按照它们与太阳的距离，由近及远依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。太阳位居太阳系中心，已经燃烧了几十亿年，在它的核心温度高达1500×104，无数氢核相互碰撞发生热核反应，形成氦核，并产生巨大的能量，每分钟释放热量2.5×1028J。地球是太阳系中的一颗行星，距离太阳的位置恰到好处：既不被太阳光照射得过热又不过冷。这是地球能够有生物存在的一个重要原因。 12 太阳辐射太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流称为太阳辐射。地球所接受到的太阳辐射能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十亿分之一，但它却是地球大气运动的主要能量源泉。 1368W/m2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长0.15～4.0μm之间。其中大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区（波长0.4～0.76μm），7%在紫外线光谱区（波长＜0.4μm），43%在红外光谱区（波长＞0.76μm），最大能量在波长0.475μm处。由于太阳辐射波长比地面和大气辐射的波长（约3～120μm）小得多，所以通常又称太阳辐射为短波辐射，称地面和大气辐射为长波辐射。 太阳辐射通过大气，一部分到达地面，称为直接太阳辐射；另一部分为大气的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。被散射的太阳辐射一部分返回宇宙空间，另一部分到达地面，到达地面的这一部分成为散射太阳辐射。到达地面的散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。到达地面的太阳辐射能量比大气上界小得多，其中的紫外光谱区几乎绝迹，在可见光谱区减少至40% ，而在红外光谱区增至60% 。 1．3 地球的辐射平衡 地球面对太阳的横截面上得到的太阳辐射能约为1368W/m2。然而，球体的横截面与球体的表面积的比例是1∶4（一个是πR2，一个是4πR2，R是地球半径），因此，到达地球大气上界的平均能量仅有1368W/m2的四分之一，即342W/m2。扣除地球（含大气）对太阳光的反射，真正为地球表面得到的太阳能大约是其70%，即239.2W/m2。 如果地球仅吸收太阳能而不向外界辐射，地球必然越来越热。地球温度长期保持在一定水平上说明地球本身又以辐射的形式向外空放射同样多的能量，以实现辐射能的收支平衡。 地球向外辐射的能量与地球表面的温度有关。于是我们可以根据地球与太空的辐射平衡，粗略算出地球表面应当具有的温度。地球如果仅得到了70%的太阳能（反射率是30%），并且以自己向太空的辐射保持辐射能的收支平衡。可以计算出（假设地球表面具有该温度下的最大辐射能力，即所谓黑体辐射）地球表面的温度应当是?18℃。我们把这个温度看作是从太空看地球，地球应当具有的温度。 1．4 空气的温室效应 如果地球上没有空气，并且与吸收的太阳能保持辐射平衡，那么地表面应当是?18，它比我们观测到的地表平均温度15就低了很多。实际上地球空气，而且空气中有吸收和放射辐射很强的所谓温室气体（水汽，二氧化碳等）。这一类气体好像暖房顶上的玻璃，它对地球表面起着保温作用。结果是从太空看地球，代表地球温度（?18）的不再是地表面，而是空气