大气科学概论知识梳理大气基础知识

大气科学概论知识梳理（大气的基本知识）一、地球大气成分由三个部分组成Clean Air【没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气】①干洁大气（即干空气）Moisture 水汽（滴）②

Impurity 悬浮在大气中的固液态杂质③

二、低层大气的各种主要成分N2)：氮气（①存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。）：氧气（O2②是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参加大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。）：臭氧（O3③

时空变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。

空间变化：平：由赤道向两极增加。水

，含量极少。～60km 垂直：55 ，达最大值，形成臭氧层；～25km 20

15km以上，含量增加特别显著；12 ～

10km向上，逐渐增加；从

近地面，含量很少；

臭氧的作用：

对紫外线有着极其重要的调控制作用。a.

对高层大气有明显的增 b. 温作用。

CO2) 二氧化碳（④

空间变化：水平：城市大于农村；

垂直：0～20km，含

量最高；20km

以上，含量显

著减少。

作用：

a.绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。

b.强烈吸收长波辐射（地面辐射、大气辐射），使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。

三、水汽来源：主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。①

②时空变化：时间：夏季多于冬季

空间：一般低纬多于高纬，下层多于上层。

③作用：

a.在天气气候变化中扮演了重要角色。

b.能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对大气起着“温室效应”。

四、大气中的杂质

在大气中悬浮着的各种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分）。

气溶胶的作用：

①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射；

②缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量；

③降低大气透明度，影响大气能见度；

④充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。

五、气温、

①定义：表示大气冷热程度的物理量，反映一定条件下空气分子平均动能大小。

通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。

②单位：摄氏度（℃）温标；绝对温标，以K表示；华氏温标：℉，水的沸点为212℉

③单位换算：

④百叶箱的设置条件：

1.全为白色

2.四周全为百叶

3.离地面1.5m

4.窗扇向北（因为太阳东升西落，以避免开窗时温度计受到阳光直接照射，使得温度计的读数失真）

六、气压

定义：单位面积上所承受到的整个空气柱的质量——大气的压强。实质：气压的大小决定于整个空气a.

柱质量的多少。

的大气压强，0℃时，所测得的水银柱高高为760mm b.标准大气压：在纬度为45

）。1atm＝1013.25Pa 为一个标准大气压（

—帕斯卡mb—毫巴，Pac.单位：1Pa=1N/m2，（百帕）；1mb=100Pa=1hPa

1013.25mb=760mmHg ＝1atm＝101325Pa

气压的垂直分布d.

由于大气层的厚度随高度的增高而变薄，空气密度也随高度增高而迅速减小，所以，气压随高度增高而急剧减小。3210空气。地球总表1个大气压，相当于每cmg地球表面包围大气总质量：由于地表大气平均压力为211582，相当于地球总质量的g)吨(5.25.1×10×km10，故大气总质量约为5.2×10面积为

-6倍（百万分之0.86）。10

七、湿度、定义：表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。1 、意义：大气湿度状况直接影响了云、雾、降水等天气现象的形成。2 、湿度的表示方法3 水汽压(e)及饱和水汽压(E)：水汽压（e）：水汽和其它气体一样也有压力，大气中水汽产生的那一部分压力。

单位：hPa(百帕)

饱和水汽压(E)：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

此限度时为饱和湿空气，饱和湿空气中的水汽所产生的那部分

压力，即最大水汽压。

相对湿度（f）：表示空气中的实有水汽压（e）与同温度下饱和水气压（E）的百分比。

f=e/E *100%

意义：直接反映了空气距离饱和的程度。f 越大，越接近饱和，

当达到f =100%时，空气就达饱和状态，此时水汽就要开始凝结。

饱和差（d）：在一定温度下，饱和水汽压（E）与实际空气水汽压（e）之差。即：d=E-e 意义：d越大，越不饱和；

d=0，空气达饱和状态；

d ＞0，说明不饱和；d＜0，过饱和。

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，q=m水/(m干+ m水)，其单位是g/g。

水汽混合比（γ/S）：相对湿一团湿空气中，水汽质量与干空气质量的比值称水汽混合比。

S=m水/m干，其单位是g/g。

露点（T）：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。d

意义：气压一定时，露点的高低只与空气中的水汽含量有关，水汽含量越多，露点

越高，所以露点也是反映空气中水汽含量多少的物理量。在实际大气中，空

气常处于不饱和状态，此时露点要比气温低，即露点温度差（T-T）＜0。d当T=T时，空气饱和；d当T-T＜0时，空气不饱和；d当T-T≥0，空气过饱和。d

八、降水1．定义：指从天空降落到地面的液态或固态水，包括雨、毛毛雨、雪、雨夹雪、霰、冰粒和冰雹等。2．降水量：指降水落至地面后（固态降水则需经融化后），未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚mm）。的深度，单位为毫米（

cm）在高纬度地区冬季降雪多，还需测量雪深（从积雪表面到地面的垂直深度，单位：

2和雪压（单位面积上的积雪重量，单位：g/cm）。

．意义：降水量是表征某地气候干湿状态的重要要素，雪深和雪压还反映当地的寒冷程度。3 九、风．定义：空气的水平运动称为风，是一个表示气流运动的物理量。1 2．它不仅有数值的大小（风速），还具有方向（风向：指风的来向），因此风是向量（矢量）。地面22.5方位表示；在16 方位中，每相邻方位间的角差为风向用16

．高空风向常用方位度数表示；3

270表示正北，900(或180360 即以)

: 小时，又称“节”）和km/h 表示，其换算关系如下风速单位常用m/s、knot（海里/

；1knot=1/2m/s。1m/s=3.6km/h；1knot=1.852km/h；1km/h=0.28m/s

8级。风尾和风2m/s4m/s，即风力为2级，短划风速为。一个风旗，表示风力为4．风尾长划风速为）级10级；西南风5旗均放在风杆的左侧。（东南风