气象学与气候学课件.pptxVIP

气象学与气候学第一章　引　论（2）气候系统大气的物理性状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。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。气候系统1974年在斯德哥尔摩召开的WMO-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。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。气候系统示意图大气的气体组成成份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？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） 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。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。有关大气的物理性状主要的气象要素有哪些？大气中的温度一般以百叶箱中的干球温度代表。1个大气压＝1013.25hPa=760mmHg为什么要用干湿温度计来测量湿度？比湿的特点干湿球温度计原理：湿纱布上水分蒸发散热，使湿球上温度比干球的温度低，其相差度数与空气中相对湿度成一定比例。使用方法：1、将湿球温度计纱布润湿后固定于测定地点约10分钟后，先读湿球温度，再读干球温度，记下二者的差数。2、转动干湿球温度计上的圆滚筒，在其上端找出干湿球温度差数（.F）。3、在实测湿球度数的水平位置作一水平线与中央圆筒旁竖行相交点的读数，即相对湿度百分数。空气状态方程理想气体状态方程干空气状态方程湿空气状态方程虚温的引入及意义气象学与气候学第二章 大气的热能和温度第一节 太阳辐射辐射的基本概念自然界中的一切物体都以电磁波的方式向四周放射能量，这种传播能量的方式称为辐射。通过辐射传播的能量称为辐射能，也简称为辐射。辐射是能量传播方式之一，也是太阳能传输到地球的唯一途径。辐射能是通过电磁波的方式传输的。气象学中，通常以焦耳（J）作为辐射能的单位。这种辐射能量的现象又叫热辐射。热辐射是传递热量的一种方式，以光速传播，既不靠介质，也不靠对流。单位时间内通过单位面积的辐射能量称辐射通量密度（E），单位是W/m2。单位时间内，通过垂直于选定方向上的单位面积（对球面坐标系，即单位立体角）的辐射能，称为辐射强度（I）。其单位是W/m2 或W/sr。它们之间的关系：I=E/cosθ温度升高，辐射的总功率就会增大，并且辐射的电磁波的波长将移向短波。例：铁棒的加热为了进一步描述辐射能的性质，引入了一个能确定辐射能按波长分布的函数——单色辐射通量密度。它是波长与温度的函数。物体对辐射的吸收、反射和透射：1=a+r+d。物体的吸收率、反射率和透射率大小随着辐射的波长和物体的性质而改变。绝对黑体有关辐射的三个基本定律： 基尔荷夫定律（Kirchhoff） 斯蒂芬—玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzman） 维恩位移定律（Wein） 有此三个辐射定律，绝对黑体的辐射规律就容易确定，因为它们把黑体的温度与其辐射光谱联系起来了。即使对非黑体，只要知道它们的温度和吸收率，利用基尔荷夫定律，它们的辐射能力也可以确定。太阳辐射光谱和太阳