气象学复习资料(完整).docxVIP

引论

气象学研究大气现象和过程，探讨其演变规律和变化，并直接或间接用之于指导生产实践为人类服务的科学。

气候学该地气候系统的全部成分在任一特定时段内的平均统计特征。（气候学的研究对象是地球上气候）

气候系统是一个包含大气圈、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物理系统。太阳辐射是这个系统的能源。

水汽压和饱和水汽压

水汽压大气中水汽所产生的那部分压力称为水汽压

饱和水汽压在温度一定的情况下，单位体积空气中的水汽量有一定限度，如果水汽量达到此限度，空气就呈饱和状态，这时空气，称饱和空气。饱和空气的水汽压称饱和水汽压。

相对湿度（f）空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽压的比值

f=

饱和差在一定温度下，饱和水汽压与实际空气中水汽压之差

比湿在一团湿空气中，水汽质量与该团空气总质量（水汽加干空气质量）的比值

水汽混合比在一团湿空气中，水汽质量与干空气质量的比值

露点（温度值）在空气中水汽含量不变，气压一定下，使空气冷却达到饱和时的温度（露点温度常比气温低）

空气状态方程是反映空气在发生变化时各要素之间相互关系的方程。

干空气状态方程P=ρdRdT（Rd干空气比气体常数0.287J/g.K）

湿空气状态方程p=ρRdTv（TV虚温）

大气的热能和温度

太阳常数在大气上界日地平均距离处，垂直于太阳光线的平面上，单位时间单位面积上接收到的所有波长的太阳辐射能，称为太阳常数。

太阳辐射在大气中的减弱吸收、散射、反射

到达地面的太阳辐射

直接辐射太阳以平行光线形式直接投射到地面上的辐射

散射辐射经过散射后自天空投射到地面的辐射

总辐射太阳直接辐射+散射辐射

反射辐射到达地面的总辐射还收到地面反射作用的影响，这部分

地面辐射和大气的辐射

地面辐射地面吸收太阳辐射后转变为热能，使地面增温，然后日夜不停的向外放射辐射

大气辐射大气对太阳辐射（主要吸收长波辐射）的吸收很少但能强烈的吸收地面的辐射，大气主要靠吸收地面辐射后升温，它也日夜不停的向外放出辐射

大气逆辐射由大气到达地面的那部分长波辐射。大气辐射中向下的那一部分因为刚好和地面辐射相反（温室效应——大气逆辐射和大气保温效应）

地面有效辐射（Fo）地面放射的辐射（Eg）与地面吸收的大气逆辐射的之差

地面及地——气系统的辐射差额

地面辐射差额单位面积地表面所吸收的总辐射和有效辐射之差。

Rg：辐射差额；Q：直接到达地面的太阳辐射；

q：散射辐射F0：地面有效辐射

大气的辐射差额大气得到的辐射能与大气失去的能量之差。

得：大气直接吸收的太阳辐射+地面辐射

失：大气逆辐射+大气辐射到宇宙空间

地——气辐射差额如果将地面和大气看作是一个系统那么收入的辐射和支出的辐射之差就是地-气系统的辐射差额。Rs=(Q+q)(1-α)+qa-F∞

得：(Q+q)(1-α)——地面吸收的太阳辐射能

qa——大气吸收的太阳辐射

失：F∞——透过大气层地面辐射和大气辐射射向宇宙

大气的增温和冷却

大气增温和冷却的方式：绝热变化和非绝热变化。

气温的非绝热变化（与外界有热量交换）

传导②辐射③对流④湍流⑤蒸发（升华）和凝结（凝华）

气温的绝热变化气体与外界之间无热量交换时的状态变化过程（大气中，垂直运动的气块，其状态变化通常接近于绝热过程）

干绝热当一团干空气或未饱和的湿空气与外界没有任何热量交换做升降运动，且气块内没有任何水相变化时的温度变化

湿绝热如果这团空气是饱和湿空气，且在绝热升降运动中发生了水相变化

干绝热直减率和湿绝热直减率（气块绝热上升单位距离时的温度降低值）

T(

T(干)T(湿)

高度

0

大气稳定度大气稳定度是指气块受任意方向扰动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度。它表示在大气层中的个别空气块是否安于原在的层次，是否易于发生垂直运动，即是否易于发生对流。

逆温气温随高度增加而升高

辐射逆温夜间由地面、雪面或冰面等辐射冷却形成的逆温。

湍流逆温由于空气的湍流混合而形成的逆温。

平流逆温暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，会发生接触冷却，愈近地表面的空气降温愈多，而上层空气受冷地面的影响小，降温较少，于是产生了逆温现象

下沉逆温由于下沉气流绝热增温而形成的逆温。

大气中的水分

冰晶效应在云中，冰晶和过冷却水共存的情况是很普遍的，如果当时的实际水汽压介于两者饱和水汽压之间，就会产生冰水之间的水汽转移现象。水滴会因不断蒸发而缩小，冰晶会因不断凝华而增大。

过冷却水液态水的温度冷却到冰点