气象学参考资料 .doc

第一章：引论 1.1 研究对象、任务和简史 1、研究对象和任务 气象：大气中的冷热干湿风云雨雪霜雾雷电等物理状态和物理现象的统称。 气象学：研究大气中各种物理过程和物理现象的科学。(并直接或间接地用之于指导生产实践的科学) 气候学：在气象学研究的基础上所形成的研究气候的形成过程、分布和变化规律的科学。 气候：该地在太阳辐射、下垫面性质、大气环流和人类活动长期相互作用下所产生的天气综合，这种天气综合不仅包括该地经常发生的天气状况，也包括特殊年份偶然出现的极端天气状况。 天气：指某一地区在某一瞬时或某一短时间内大气中气象要素(如温度、湿度等)和天气现象(如云、雾等)的综合。 气候与天气： 区别：（1）时间尺度：天气短，气候长 （2）天气变化多端，气候比较稳定少变 （3）气候具有显著的区域性，而天气不明显 联系：气候以天气为基础，是天气的综合；天气是以气候不同为背景 研究任务： （1）观测和研究各种各样的大气现象、大气层与下垫面之间的相互作用及人类活动所产生的气象效应； （2）系统地、科学地解释这些现象、作用和效应，阐明它们的发生和演变规律； （3）根据所认识的规律分析、诊断和预测过去、现在和未来的天气、气候，为国民经济和人们的日常生活服务； （4）气象学、气候学与自然地理学、环境生态学和区域地理等有密切的依存关系，在教学中还应注意为这些有关后续课程奠定必要的基础。 2、气象学与气候学的发展简史 （1）萌芽：16 世纪中叶以前； ①零星的、局部的气象观测②一些感性认识和经验③对某些天气现象做出解释 （2）初期：16 世纪中叶到19 世纪末 气象观测阶段：温度表、气压表 主要研究成果：关于海平面上风压关系定律、气旋模式和结构、大气中光电现象和云雨形成的初步解释，大气环流的若干现象解释等。 （3）发展：20世纪至今 早期：前五十年 气象学方面：锋面学说，长波理论，降雨学说 气候学方面：气候型、气候分类法 近期：五十年代以后 电子计算机和新技术，如雷达、激光和人造卫星等的使用 气象学方面：观测试验、数值模拟试验；气候学的科学革命 我国气象学、气候学的奠基人竺可桢。 1.2 气候系统概述 气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。太阳辐射是这个系统的能源。 气候系统的五大子系统：大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈 大气的组成：干洁空气、水汽、大气气溶胶粒子 大气结构：对流层、平流层、中间层、热层、散逸层 a. 大气层高度（大气的上界）的确定 （1）物理上界——极光----1200千米 （2）密度上界——2000-3000千米 大气上界(大气层高度)和划分方法：着眼于大气中出现的某些物理现象，着眼于大气密度，用接近于星际的气体密度的高度来估计大气的上界。 1）分层依据 ①气温湿度在垂直方向上的分布； ②大气中的扰动程度； ③不同程度上的电离现象。 对流层是大气的最下层，它的下界为地面，集中3/4大气，90%水汽，日常所见的大气现象均发生在此层，也是对人类生活、产生最有影响的层次。 对流层地主要特征： （1）气温随高度增加而降低 （2）空气具有强烈的对流、乱流运动 （3）气象要素水平分布不均匀 平流层主要特征： ①温度随高度升高而增加 　 ②没有强烈的对流运动 ③水汽、尘埃含量很少 中间层主要特征： ①气温随高度增加迅速降低： ②有相当强烈的垂直运动： 暖层主要特征： ①温度随高度增加迅速上升： ②空气处于高度电离状态： 第三节 空气的物理性质 （1）流动性；（2）可压缩性；（3）粘着性（4）连续性。 主要的气象要素：气温、气压、湿度、能见度、降水、风、云量。 气象要素是指表示大气属性和大气现象的物理量。 1、气温：表示大气冷热程度的物理量。 2、气压是大气的压强，单位面积上所受的整个空气柱的质量。 3、湿度是表示大气中水汽量多少的物理量 湿度的表示方法： （1）、水汽压(e)和饱和水汽压(E) 水汽压：大气中水汽产生的那部分压力。单位：hap 温度一定，单位体积空气中的水汽含量是有一定限度，空气达到此限度为饱和湿空气，饱和湿空气中的水汽所产生的那部分压力，即最大水汽压。 （2）、相对湿度(f)：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值（用百分数表示） （3）、饱和差(d)：在一定温度下，饱和水汽压E与实际空气中水汽压e之差。即d=E-e。 （4）、比湿(q)：在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气总质量（水汽质量加上干空气质量）的比值