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气象概述

课程目标与学习内容课程目标了解气象学的定义、研究对象、发展历史和主要分支。掌握大气组成、结构和主要气象要素的特征。认识常见的天气现象和天气系统，了解天气预报的基本原理。认识气候变化的成因、影响和应对措施。学习内容1.气象学基础2.大气的基本特征3.天气现象与天气系统4.天气预报与气象服务

什么是气象学

气象学的研究对象大气组成：气体、水汽、气溶胶等大气结构：对流层、平流层、中间层、热层等气象要素：温度、气压、湿度、风、云、降水等天气现象：雷雨、暴雪、台风、沙尘暴等

气象学的发展历史1古代人类对天气现象的观察和记录，如古代中国的二十四节气。217世纪气压计、温度计等仪器的发明，标志着气象学开始进入科学研究阶段。319世纪气象观测网的建立，天气预报的出现，气象学开始走向应用阶段。420世纪航空气象、农业气象等分支学科的出现，气象学开始服务于各行各业。521世纪气象卫星、数值天气预报等技术的发展，气象学进入信息化时代。

古代气象观测方法日晷利用太阳的方位和高度来测定时间，间接反映太阳辐射变化。风向标指示风吹来的方向，帮助人们了解风向变化。雨量器收集雨水，测量降水量，帮助人们了解降水情况。

现代气象观测技术地面气象观测气象站使用自动气象站和人工观测相结合的方式，获取温度、气压、湿度、风向风速、降水量等气象要素数据。高空气象观测气象探空仪携带温度计、气压计等传感器，利用气球升空，测量高空大气状况。遥感气象观测气象卫星和雷达等设备，利用电磁波原理，从遥远距离对大气进行观测。

大气的组成氮气占大气总量的78%，主要作用是稀释氧气，维持生命活动。1氧气占大气总量的21%，是地球上所有生物生存的必需品。2二氧化碳占大气总量的0.04%，是温室气体，对地球温度起到调节作用。3其他气体包括氩气、氖气、氦气等，占大气总量的0.96%。4

大气层的垂直结构对流层最靠近地表的一层，气温随高度升高而降低，是天气变化最活跃的区域。平流层对流层之上，气温随高度升高而升高，是臭氧层所在区域。中间层平流层之上，气温随高度升高而降低，是流星燃烧的区域。热层中间层之上，气温随高度升高而升高，是极光出现的区域。散逸层热层之上，气温很高，大气极其稀薄，逐渐过渡到星际空间。

对流层特征1气温随高度升高而降低平均每上升100米，气温下降0.65℃。2水汽含量丰富对流层包含了大气中几乎所有水汽，是云和降水形成的主要区域。3天气变化活跃对流层是各种天气现象发生的主要区域，如云、雨、雪、风、雷暴等。

平流层特征1气温随高度升高而升高由于臭氧层吸收了来自太阳的紫外线，使平流层的气温随高度升高而升高。2水汽含量稀少平流层的水汽含量极少，几乎没有云和降水。3大气稳定由于气温随高度升高而升高，平流层的大气比较稳定，很少发生天气变化。

中间层特征气温随高度升高而降低，气温最低可达-90℃，是流星燃烧的区域。大气流动比较复杂，受地磁场和太阳风影响，会出现一些特殊的现象。

热层特征气温随高度升高而升高由于吸收了来自太阳的极紫外线和X射线，热层气温很高，可达数千度。大气极其稀薄热层的大气密度很低，可以忽略不计。极光现象太阳风与地球磁场相互作用，在热层中产生美丽的极光现象。

大气温度大气温度是影响天气变化的重要因素，它反映了大气中空气的冷热程度。温度的变化会影响空气的密度、气压、湿度等，进而影响云的形成、降水的发生、风的方向和强度等。

温度的测量方法温度计利用液体热胀冷缩的原理，测量气温。热电偶利用两种不同金属接触时产生的温差电动势来测量气温。红外测温仪利用物体发射的红外辐射来测量气温。

气温的日变化

气温的年变化

气温的地理分布全球气温的分布受纬度、海陆分布、地形等因素的影响。一般来说，赤道地区气温高，两极地区气温低，沿海地区气温比内陆地区气温变化小。

大气压力大气压力是指大气层对地球表面的压力，它反映了大气层的重量。气压的单位是帕斯卡（Pa）或毫巴（mb）。气压的变化会影响风的方向和强度，进而影响天气变化。

气压的测量方法水银气压计利用水银柱高度变化来测量气压。气压表利用弹簧片受气压变化的形变来测量气压。

气压的日变化

气压的年变化

气压的地理分布全球气压的分布受纬度、海陆分布、地形等因素的影响。一般来说，赤道地区气压低，两极地区气压高，大陆内部气压比海洋气压低。

大气湿度大气湿度是指大气中水汽含量的多少。湿度是影响天气变化的重要因素之一，它与云的形成、降水的发生、人体舒适度等密切相关。

湿度的测量方法干湿球湿度计利用干球温度和湿球温度的差值来测量空气湿度。毛发湿度计利用毛发对湿度的敏感性来测量空气湿度。电子湿度计利用电容或电阻变化来测量空气湿度。

相对湿度与绝对湿度相对湿度指空气中实际水汽含量与同温度下饱和水汽含量之比，用百分比表示。绝对湿度指单位体积空气中所含的水汽质量，通