第4章-大气和气候1.ppt

第三章 大气与气候 2、水汽： 酸雨使森林枯萎 酸雨对石像的腐蚀 复活节岛 腐蚀狮身人面像 全球一氧化碳污染图2000.04.30.燃烧化石燃料而产生 全球一氧化碳污染图2000.10.30.南美和非洲旱季林木燃烧而产生 机动车尾气污染 电厂排污 氟中毒 氟斑牙 用高含氟煤熏烤粮食 土法炼焦，山西 农民燃烧秸秆 长沙 成都 兰州 上海 北京 智利圣地亚哥 美国Mont.州Butte市 济州岛 二、大气的结构 （2）气压的垂直分布： （3）气压场： 高压与低压 4、大气分层 垂直对流1 垂直对流2 斗笠云 旗云 环状云 龙卷风1 龙卷风2 雨 露 闪电 冰雹，北京冰 雪 雾 雾淞 哥伦比亚号空中解体1 哥伦比亚号空中解体2 星际空间 三、大气的热能 空气质点的短波散射 气溶胶粒子的漫射 太湖日出 黄山日落 云层的反射与散射 厚云层的反射与散射 3、地面对太阳辐射的反射 （三）地 — 气系统的辐射平衡 四、气温 （一）气温的周期性变化 气温日变化 2、气温的年变化 （二）气温的空间分布 －90℃，南极 北极 撒哈拉沙漠 黄沙湮没的绿洲 我国实测最低气温 －53℃，黑龙江漠河 漠河 我国实测最高气温48.9℃，新疆吐鲁番 火焰山 2、气温的垂直分布 冰川加速消融 长江源——格拉丹冬雪山 北极冰盖加速消融1 北极冰盖加速消融2 北极冰盖加速消融3 ★卫星照片揭示南极冰架50亿立方冰体崩塌全过程 冰架崩落 冰体充满海湾 冰山向外漂移 ◆ 图瓦卢 图瓦卢 印度洋岛国马尔代夫 纽约曼哈顿 泰国曼谷 意大利水城威尼斯 （一）太阳辐射 ★ 大气系统的能源主要是太阳辐射。 太阳以电磁波的形式向外传递能量，称为太阳辐射。太阳辐射所传递的能量称为太阳辐射能。 ◆ 特点：辐射能绝大部分集中在波长0.15 — 4.0 ? 之间，因而称为短波辐射。 （对流层大气和地面温度为250 — 300K，辐射波长主要在 3 — 120 ? 之间，为长波辐射）。 ◆太阳辐射强弱的物理量：太阳辐射强度 单位时间内垂直投射在单位面积上的太阳辐射能。 1、太阳辐射在大气中的减弱 （1）吸收：臭氧、氧、水汽、二氧化碳、固体杂质等选择性吸收太阳辐射，变成热能因而减弱太阳辐射。 （2）散射：太阳辐射通过大气，遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，改变辐射方向，向四面八方传播。 （3）反射：大气中云层和较大颗粒的尘埃将太阳辐射中一部分能量反射到宇宙空间。云层增厚反射增强。 上述三种方式中，反射作用最主要，其次是散射，而吸收作用最小，它们共使到达地面的太阳辐射减弱了约一半。 2、到达地面的太阳辐射 （1）直接辐射：太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的。 （2）散射辐射：经过散射后自天空投射到地面的。 （3）总辐射：前两者之和。（变化见p66） （1）和（2）的强弱都取决于太阳高度角和大气透明度，太阳高度角越大，大气透明度越好，（1）和（2）越强，反之，越弱。 到达地面的总辐射一部分被地面吸收转变成热能，另一部分被反射。 反射率的大小取决于： 地面性质（水面、陆面）； 地面状态（颜色深浅、粗滑、干湿）。 反射率越大，吸收越少。总辐射相同，地表吸收并不相等，这就是导致近地面温度分布不均的原因之一。 （二）大气能量及保温效应 水、陆、植被等下垫面大量吸收太阳辐射，并经潜热和感热转化供给大气。 (1)对太阳辐射的直接吸收； (2)对地面辐射的吸收；（长波辐射） (3)潜热输送； (3)感热输送； 大气获得热能后向外辐射（大气辐射），其中一部分外逸到宇宙空间，一部分下投向地面（大气逆辐射）。这对地面因辐射而损耗的能量得到一定的补偿，所以大气对地面有保温作用。 地面和大气因辐射进行热量的交换，其能量收支情况是由短波和长波辐射收支作用的总和决定的。把地面和对流层看作一个统一体，称为地—气系统。地气系统在一定时间内辐射能收入与支出的差值，称为辐射差额（辐射平衡）。 辐射差额=收入辐射-支出辐射 辐射差额有日变化和年变化（p69），而且随纬度而变，低纬为正值，有热量剩余；高纬为负值，热量亏损。高低纬地区之间的气温差异，推动大气环流和洋流的运动。 辐射平衡1 气温是大气热力状况（即空气冷热程度）的数量度量。 目前，气象观测和记录的气温，是指离地面一定高度上（我国规定离地面1.5m高），放在百叶箱里的温度计测得的空气温度。 通常以摄氏（℃）和华氏（℉）两种温度单位表示，我国采用摄氏度数为单位。 1、气温的日变化： 指一天内气温的高低变化，它有一个最高值（出现在午后两小时