气象要素
天气预报的基本原理和技巧
天气预报的基本原理和技巧天气预报是指根据已有的气象资料，结合大气物理、气象学、数学等领域的理论知识和分析技巧，推断未来天气变化情况的一项重要技术。
天气预报对于人们的生产生活以及交通运输、公共安全等方面有着极大的影响。
本文就来简单介绍一下天气预报的基本原理和技巧。
一、气象要素天气预报所需要考虑的气象要素及其变化，主要包括温度、湿度、大气压力、海平面气压、风等。
这些要素的变化对于后续天气的变化有着直接的影响。
二、观测技术为了精确获取气象要素的变化情况，气象台、气象站等地方安装了相应的观测设备，如温度计、湿度计、气压计、风速仪等。
这些设备能够实时检测气象要素的变化情况，并将数据传输到气象中心进行处理和分析。
三、分析预报技术作为天气预报的重要环节，分析预报技术主要包括大气物理、气象学和数学等领域的知识。
如地面气压场分析、风流场分析、水汽场分析等。
通过对这些要素进行分析，就可以得到未来一段时间内天气的变化情况。
四、数值模拟技术数值模拟技术是一种重要的天气预报手段，主要是通过计算机等设备对大气物理的再现，来预测未来天气的变化情况。
数值模拟预报分为中长程和短期预报两种。
五、实况监测技术实况监测技术是天气预报中不可缺少的一环，其主要作用是对天气实况进行检测，与预报结果进行比较，及时修订预报结果。
实况监测技术包括气象雷达、卫星遥感等技术手段。
六、准确预报的技巧准确的天气预报需要根据气象要素及其变化情况进行分析和判断，在此基础上采取合适的预报技巧。
下面介绍几种预报技巧：1、趋势预报。
即根据天气前后变化的趋势进行预报。
例如，霾天前后通常会有明显的温差变化和大风天气，根据这些变化可以预报未来几天的天气变化。
2、对比预报。
即根据历史同期数据进行对比，判断未来天气的变化情况。
例如，历史同期的天气通常会出现相同或相似的变化情况，根据这些情况可以预报未来天气的变化。
3、物候预报。
即根据物候现象进行预报。
例如过去几年同期的开花时间、树木叶芽的生长情况、动物的啼声、飞鸟的趋向等，都可以用来预测未来天气的变化情况。
常见气象要素知识简介
通俗来讲,气象是指发生在天空中的风、云、雨、雪、霜、露、闪电、打雷等一切大气的物理现象。
气象学研究的对象是大气层内各层大气运动的规律、对流层内发生的天气现象和地面上冷暖旱涝的分布等。
现就一些常见的气象要素知识以及天气现象等级进行介绍。
1温度和湿度1.1空气温度和湿度空气温度简称气温,是表示空气冷热程度的物理量;空气湿度简称湿度,是表示空气中的潮湿程度和水汽含量的物理量。
地面气象观测中测定的是离地面1.50m 高度的气温和湿度。
通常情况下,气温传感器和湿度传感器安装在同一个百叶箱内。
百叶箱是温、湿度传感器的防护设备,它的内外部均为白色,有木质和玻璃钢2种类型,目前各气象站多用玻璃钢百叶箱。
百叶箱的作用是保护温、湿度传感器免受雨、雪、强风等气象要素的影响,能真实地反应外界空气温、湿度变化[1]。
天气预报的气温指的是百叶箱里面的温度,日常生活中人们感受到的温度是曝晒温度,这就是百姓常说预报中的温度在夏季没有实际温度高,冬季没有实际温度低的原因。
温、湿度传感器每年至少检验1次,才能确保采集数据的准确性。
1.2地温1.2.1地面温度和草温。
地面温度是指下垫面的温度,下垫面的温度包括裸露的地面温度和草面或雪面的温度。
测量地面温度一般在地面观测场浅层地温场安装铂电阻传感器,使其横切面的一半埋入土中,一半露出地面。
埋入土中的部分与土壤必须紧密靠拢,不能有空隙;露出地面的感应部分要保持清洁,这样测得的地面温度才准确。
草温传感器距离地温场西侧50cm 处南北方向放置,传感器距离地面6cm ,并与地面平行。
在冬季降雪但雪深没有淹没草层时,继续测量草温。
当积雪深度淹没草温传感器时,将传感器放在原位置的雪面上,测量雪面的温度。
积雪融化后,恢复观测草温。
1.2.2浅层地温和深层地温。
浅层地温是指包括距离地面5、10、15、20cm 深度的地中间的温度;深层地温是指包括距离地面40、80、160、320cm 深度的地中间的温度。
航海气象与海洋学第一章 气象要素及其观测
• 在中午12时30分左右。
• 海拔越高，气温日变化越小，气温的日较差晴天
• 比阴天大。
• 2．气温的年变化
• 月平均气温也有1个最高值和个最低值。通常， 大陆上最高值出现在7月，海洋上出现在8月；大 陆上最低值出现在1月，海洋上则出现在2月。海 洋均比大陆滞后1个月左右。
• 气温的年变化幅度称为年较差。
•
• 六、气压的日、年变化 • 1．气压的日变化 • （与气温变化基本相同） • 白天的谷值出现在16时 ，落后于近地层最高气
温2~3h；峰值出现在10时左右，落后于近地层最 低气温3—4h。
• 夜间的第二次谷值和峰值产生的原因，现在众说 纷纭，尚无定论。
• 气压日较差随纬度的增高而减小。 • 2．气压的年变化
• 2．大气的成分
• 干洁空气、水汽和杂质3个部分 。1）干洁空气
• 主要成分是氮、氧、氩，它们占干空气总容积的 百分数分别为78．09％，20．95％，0．93％，
• 3．中间层 • 4．热层
• 热层的另一个特点是该层大气由于受强烈的太阳 紫外辐射和宇宙射线的作用而处于高度电离状态， 因此该层又称为屯离层。
七、等高面图和等压面图
常用的有等高面图和等压面图2种方法。前者通常 用于地面(海平面)，后者用于高空各层次。 1．等高面图
在空间由气压相等的点所组成的曲面称为等压面 。
• 2．等压面图 • 常用的标准等压面图有850 hPa，700 hPa和500
• 气温的年较差随纬度的增加而变大。在赤道附近 最小，两极地方最大；海洋上气温年较差小，陆 地上则较大，从沿海向内陆气温年较差逐渐增大；
• 气温的年较差很小，但1年中却出现了两个高值 和两个低值，它们分别出现在春分、秋分和冬至、 夏至前后。
标准气象条件
标准气象条件一、概述气象条件是指在特定时间和地点下，大气的温度、湿度、风速、气压等一系列气象要素的状态。
标准气象条件是指在气象观测和数据通信中所使用的一套固定的参考气象条件。
标准气象条件的建立和应用对于气象学、航空航天、环境科学等领域具有重要意义。
二、标准气象条件的要素标准气象条件的要素包括温度、湿度、风速和气压。
下面对每个要素进行详细的介绍。
2.1 温度温度是指物体内部分子的热运动程度的度量。
在标准气象条件下，温度的单位是摄氏度（°C）。
标准气象条件中规定的温度是20°C。
2.2 湿度湿度是指空气中水蒸气的含量。
在标准气象条件下，湿度的单位是相对湿度（%RH）。
标准气象条件中规定的相对湿度是50%RH。
2.3 风速风速是指气体流动的速度。
在标准气象条件下，风速的单位是米每秒（m/s）。
标准气象条件中规定的风速是3m/s。
2.4 气压气压是指大气对单位面积的压力。
在标准气象条件下，气压的单位是帕斯卡（Pa）。
标准气象条件中规定的气压是101325Pa。
三、标准气象条件的意义标准气象条件的建立和应用具有以下几个方面的意义：3.1 气象观测和数据通信的统一标准在进行气象观测和数据通信时，使用统一的标准气象条件可以确保不同观测站点和通信系统之间的数据具有可比性和一致性。
这对于气象学的研究和应用具有重要意义。
3.2 航空航天领域的重要参考标准气象条件是航空航天领域中重要的参考标准。
航空器的起飞和降落、航线的规划等都依赖于准确的气象条件。
标准气象条件的建立和应用可以提高航空航天活动的安全性和效率。
3.3 环境科学的重要依据标准气象条件是环境科学研究的重要依据。
在进行环境监测和评估时，需要将观测到的数据转换为标准气象条件下的数据，以便进行准确的分析和比较。
标准气象条件的应用可以提高环境科学研究的可靠性和可比性。
3.4 工程设计和规划的重要参考标准气象条件在工程设计和规划中具有重要的参考价值。
气候与气象要素的关系与变化
气候与气象要素的关系与变化气候与气象要素之间存在着密切的关系，它们相互作用，共同影响着地球上的气候系统。
气象要素是指影响大气状态的各种气象要素，包括温度、湿度、气压、风、云等。
而气候则是指长期而稳定的天气状况，是对气象要素在时间尺度上的统计表现。
气候与气象要素的关系可以从多个角度进行探究。
首先，气象要素直接影响着气候的形成和变化。
例如，温度是气候系统最基本的气象要素之一，决定了地球各地不同的气候类型，如寒冷地区与热带地区之间的显著温度差异。
湿度则决定了空气的水汽含量，进而影响云的形成和降水的分布。
气压和风则控制着大气运动的规律，对气候带和季风等现象产生重要影响。
其次，气候对气象要素的变化也产生着反馈影响。
气候变化导致气象要素发生相应的变化，这些变化又进一步改变了气候的演变轨迹。
例如，随着全球变暖，温度升高导致冰川融化，进而影响海平面的上升和极端天气事件的增多。
气候变化还影响着降水的分布格局，导致干旱与洪涝的地区频繁发生。
而风向和风速的变化也会对气候系统产生重大影响，如El Niño现象的发生与全球气候变化之间的联系。
此外，气候与气象要素的关系还受到其他因素的影响，包括地理位置、地形地势、海洋环流等。
不同地区的气候和气象要素分布差异巨大，而这些差异又直接影响了当地的生态和人类活动。
例如，地处高山的地区气温低、降水多，形成了特有的高山气候和特殊的生态系统；沿海地区受到海洋环流的影响，形成了海洋性气候。
随着全球气候变化的加剧，我们正面临着气候与气象要素的持续变化。
气候变暖导致了极端天气事件的增多，对生态环境和人类社会造成了巨大的影响。
因此，我们需要加强对气候与气象要素关系的研究，深入了解其变化规律和机制，为应对气候变化提供科学依据和有效措施。
同时，也需要加强全球合作，共同应对气候变化带来的挑战，保护地球气候系统的稳定和可持续发展。
总结起来，气候与气象要素之间存在着紧密的关系，相互作用导致着地球上气候系统的形成和变化。
农业气象学知识点要点
3.五大气象要素，及其周期性变化，对农业生产的影响答：气象要素：光：辐射、日照 热：温度 水：空气湿度、降水、蒸发 气：气压风：风向、风速4.辐射的特点：1、辐射要有温度；2、辐射是一种物质运动，具有能量、质量；3、辐射可以产生热效应；4、辐射具有二象性。
即波动性和粒了性。
5.太阳高度角：太阳高度角的计算：Sinh=Sin φSin δ+Cos φCos δCos ω其中，φ为纬度。
δ为赤纬角，ω为时角。
赤纬角(δ) ：太阳直射到地球表面的一点到地心的连线与赤道面组成的夹角，即地球上太阳直射点所处地理纬度叫赤纬。
在南北回归线之间变化，在北半球取正值，南半球取负值，即 –°≤δ≤° 。
时角与时间的关系：ω=（t-12）×15 ° 正午时刻太阳高度角：ω=0， h=90－φ+ δ 特殊日期正午时刻太阳高度角的计算：夏至日太阳高度角：h=90－φ+ ° 冬至日太阳高度角：h=90－φ－° 春、秋分太阳高度角：h=90－φ太阳高度角的变化：日变化：日出、日落，h=0；正午，h=90°年变化：在北半球：夏季太阳高度角大，冬季小。
计算武汉(30°N)二分、二至日出、日落时间和可照时间。
可照时间：从日出到日没的时间间隔，称为可照时数（昼长）日出日没时角的计算：全天可照时间（t ）为:φ为纬度。
δ为赤纬角，ω为时角。
ω=（t-12）×15 °春秋分日出正东、日没正西(春分、秋分日的赤纬为 0°) 夏至：δ=°冬至：δ=°第三章 温度1.土壤的热容量主要由什么决定为什么答：在一定过程中，物体温度变化1°C 所需吸收或放出的热量，称为热容量。
它取决于物质本身的性质与温度。
分为容积热容量和质量热容量。
2.何谓导热率它表示什么意义定义：单位厚度间、保持单位温差时，其相对的两个面在单位时间内，通过单位面积的热量。
气象基础知识
扬沙： 由于风大将地面尘沙吹起，使空气相当混浊， 水平能见度大于等于1000米至小于10000米。
沙尘暴： 由于强风将地面大量尘沙吹起，使空气相当混 浊，水平能见度小于1000米。根据能见度的 大小，沙尘暴的强度还可分为沙尘暴、强沙尘 暴、特强沙尘暴三个等级。
强沙尘暴图片
2.2.4雷电
雷电一般有雷暴、闪电、极光等三种， 其定义为：
轻雾：水平能见度1000米～小于10000米； 雾：水平能见度500米～小于1000米；浓雾： 水平能见度50米～小于500米；
强浓雾：水平能见度小于50米。
吹雪：
由于强风将地面积雪卷起，使水平能见 度小于10000米的现象。 雪暴：
大量的雪被强风卷着随风运行，并且不 能判定当时天空是否有降雪。水平能见 度一般小于1000米。
（2） 夏季风较弱，季风雨带偏南，位于我国中 部或长江以南地区。北方地区夏季容易出现干 旱、高温，南方易发生低温、洪涝。近百年来 我国的严重洪水，如1931年、1954年和1998 年长江中下游地区的洪水，都发生在厄尔尼诺 现象出现的次年。
（3）厄尔尼诺现象发生后的冬季，我国北方地 区容易出现暖冬。
雾凇： 空气中水汽直接凝华，或过冷却雾滴直接冻结在 物体上的乳白色冰晶物，常呈毛茸茸的针状或表 面起伏不平的粒状，多附在细长的物体或物体的 迎风面上，有时结构较松脆，受震易塌落。
视程障碍现象
视程障碍现象主要有雾、吹雪、雪暴、 烟雾、霾、浮尘、扬沙、沙尘暴等八类。
雾：
大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，使 水平能见度小于10000米。能见度是指人们 视线所能延伸的距离。雾按照水平能见度 可分为四个等级。
积雪：
雪(包括霰、米雪、冰粒)覆盖地面达到气象 站四周能见面积一半以上。
第三节气象基本要素
表示大气状态的物理量和物理现象通称为气象要素。 气温、气压、湿度等物理量是气象要素，风、云、降水等天气现 象也是气象要素
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三大气象要素
气温 空气湿度
气压
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三种温标
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空气湿度
空气湿度:用来量度空气中水汽含量多少或空气 干燥潮湿程度的物理量。 表示方法：相对湿度、露点
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相对湿度
相对湿度定义为空气中的实际水汽压与同温 度下的饱和水汽压的百分比
不同温度下的饱和水气压
温度（C） －30 －25 －20 －15 －10 －5 0
5
10 15 20 25 30
E（hPa） 0.5 0.8 1.3 1.9 2.9 4.2 6.1 8.7 12.3 17.0 23.4 31.7 42.4
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相对湿度的物理意义
相对湿度的大小直接 反映了空气距离饱和 状态的程度（ 空气的 潮湿程度）
气体状态方程
P =ρRT
ρ为空气密度 R 气体常数
• 空气密度与气压成正比 • 空气密度与气温成反比
水汽含量越大空气密度越小
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气温对飞行的影响
气温对升限的影响：气温升高，所有飞机升限减小 气温对滑跑距离的影响：气温升高，滑跑距离增长 气温对最大平飞速度的影响：气温升高，最大平飞速度减小(推力小) 气温对飞机载重的影响：气温升高，飞机载重减小
03 基本气象要素
9 F C 32 5
② 气压梯度
方向：垂直于等压面从高压指向低压 大小：沿这个方向单位距离内的气压差 用- Δ P/ Δ N表示
水平气压梯度
大小：Gn= - ΔP/ Δn 方向：垂直于等压线，从高压指向低压。
水平气压梯度
在天气图上，等压线的疏密程度，反 映了水平气压梯度的大小。 等压线越密，水平气压梯度越大，等 压线越稀疏，水平气压梯度越小。
二、大气压强
（一）气压概念 （二）气压的单位
（三） 气压随高度的变化
（四）航空上常用的几种气压 （五）气压与高度 （六）气压随时间的变化 （七）水平气压场
（一）气压概念
气压即大气压强，是指与大 气相接触的面上，空气分子 作用在每单位面积上的力 。 在气象上，通常用测量高度 到大气上界的单位横截面积 上的垂直大气柱的重量来表 示。
(五)气压与高度
1、飞机上常用的测高方法及特点
2、飞行中常用的气压高度
1、飞机上常用的测高方法及特点
无线电高度表测高 较精确地测得飞机距地表的距离。 飞机离地后无 线电高度表就开始连续工作一直到飞机接地。
气压式高度表测高 根据气压随高度 变化原理可以表 示飞机相对高度 的高低。
2、飞行中常用的气压高度
2、绝热变化
当饱和时空起从上升运动转为下降运动时，有两种情况 上升时产生的凝结物全部留在气块中，气块绝热上升的减温 率＝气块下降时的增温率，过程可逆，称为可逆湿绝热过程。 这种情况有云吗？有降水吗？ 气块上升时产生的凝结物全部陆续脱离气块，气块不携带凝 结物下降，当气块下降到原先的起始高度时，温度将比原来的 高。过程不可逆，称为假绝热过程。 这种情况有云吗？有降水吗？
最高值：上午9－10点 最低值：下午15－16点 次高值：21－22点 次低值：次日凌晨3－4点
气象要素
气象要素、水面蒸发、水温和冰情6．1主要气象要素统计分析6．1．1应根据工程设计要求，概述流域主要气候特性，统计工程地址的主要气象要素特征值。
6．1．2流域气候特性，可利用流域内气象观测资料和有关分析、研究成果，概述流域的气候背景和降水、气温、水面蒸发等要素的时空分布。
6．1．3工程地址气象要素特征值，应采用工程地址邻近且有代表性台站的观测资料统计。
气象要素特征值可包括以下内容：1、多年平均年、月降水量及各等级降水量出现日数，累年时段最大降水量及出现时间；2、多年平均年、月平均气温、地温、湿度和气温累年年、月极值及其出现时间；3、多年平均年、月水面蒸发量；4、多年平均年、月平均风速，年、月最多风向及其频率，累年年、月最大风速及其出现时间，多年平均年、月大风日数；5、多年平均年、月霜、雪、雾、雷暴等天气现象出现日数及霜、雪、雷暴的初、终期；6、工程需要的其他气象要素特征值。
6．1．4气象要素特征值的统计系列不宜少于30年。
系列较短时，宜插补延长。
6．2水面蒸发分析计算6．2．1水库、湖泊平均年、月水面蒸发量，应采用10年以上、观测精度较高且有一定代表性的水面蒸发观测资料计算。
6．2．2利用水面蒸发观测资料计算水库、湖泊蒸发量，应符合下列规定：181、2m²以上蒸发池观测资料，可直接用于计算水面蒸发量。
水库、湖泊与蒸发池所在地区自然地理条件有较大差异时，应通过有关气象要素的对比分析，对成果加以修正。
2、E一601型蒸发器和口径为20cm、80cm蒸发器观测资料，应折算至20m2蒸发池蒸发量后，再用于计算水面蒸发量。
E一601型蒸发器水面蒸发折算系数可参照本规范附录C 取值。
3、漂浮蒸发器观测资料也可用于计算水面蒸发量。
但应查明浮筏结构、安装方式、观测方法，分析暴雨溅水、风浪等影响。
6．2．3水面蒸发观测资料短缺时，可采用经主管部门审批的水面蒸发量等值线图或地区水面蒸发经验公式估算水面蒸发量。
气候要素知识点梳理总结
气候要素知识点梳理总结气候是指地球大气中长期、大范围的气象要素的统计特征。
气候是地球表面的气象要素在较长时期（一般为30年）内的平均和统计特征。
而气象要素是指组成气候的各种气象要素，包括温度、降水、湿度、风速、压强等。
这些气象要素之间相互作用、影响，共同构成了地球的气候系统。
温度是气候的重要要素之一，它是衡量大气热量的重要指标。
地球上的温度主要是由太阳辐射和大气层吸收、反射、发射等过程共同决定的。
温度的变化直接影响着人类的生活和生产。
不同地区的温度差异很大，主要是由于地球自转、公转和大气的流动等因素造成的。
降水是指大气中气态水通过凝结、凝结成为液态水或固态水后落到地面的现象。
降水量的大小和分布对地球生态系统、自然环境和社会生活都有着重要的影响。
降水量的多少和分布规律会影响到地表水资源的供应以及植被的生长。
湿度是指空气中水汽的含量。
湿度的大小会对人体健康、植物生长、动物生存等生物活动产生重要影响。
不同地区的湿度差异很大，主要与地球的纬度、海拔高度、地形地貌以及当地自然环境等有关。
湿度对气候和天气的形成和变化有着重要的影响。
风速是指空气在单位时间内的运动速度。
风速的大小和方向会对地表气温、降水、大气环流等产生重要影响。
风速还可以影响到人类的生活和生产，尤其是在海洋上的航行和风力发电等方面。
压强是指大气对地面单位面积所施加的压力。
压强的大小由气体的质量、重力加速度和气体的体积共同决定。
在气候系统中，大气的压强会影响到风的产生和强度，同时也对降水、温度等气象要素产生影响。
除了上述核心气候要素外，还有一些其他重要的气候要素，如日照、云量、雾霾、霜冻、暴雨等。
这些气候要素都是构成气候系统的重要组成部分，它们的变化和相互作用对地球的气候和环境都有着重要的影响。
总的来说，气候要素是地球大气中各种气象要素在地球表面上长期平均状态的综合体现，它们共同构成了地球的气候系统。
这些气候要素之间相互关联、相互作用，共同影响着地球生态系统、自然环境和人类社会生活。
第一章讲义气象要素
观测表明，10公里以内集中了75%的大气质量， 35公里以下则达99%，近地面空气标准密度为 1293g• m-3,大气的总质量为5.3ⅹ 1021g，约 为地球质量的百万分之一。
其中影响天气、气候变化的主要大气成分为 二氧化碳、臭氧和水汽。
大气中的易变成分
度浅，水色低（浑浊），透明度小，季节变化显著。没有独立的海流系统 和潮波系统，多数受大洋影响，我国东南海岸面临四海。
渤海：为我国的内陆海，自老铁山经庙岛与蓬莱角联线，分割黄海，面积 约9万7千平方公里，平均水深18米。
黄海：北起鸭绿江口，南从长江口北岸至济州岛与东海分开，面积42万平 方公里，平均水深44米。
大气中的易变成分
3.水汽（vapour）：含水汽的空气叫作湿空气（wet air）。 空气中的水汽含量随纬度、时间、地点而变化。
湿空气在同一气压和温度下，只有干空气密度的62.2％。 大气中水汽含量范围在0～4％，具有固、气、液三态，是 常温下发生相变的唯一大气成分，它也是造成云、雨、雪、 雾等天气现象的主要物质条件。
大气的垂直高度
大气上界：大气很难定 出上界，一般以物理现 象发生的最高高度为上 界。极光发生在高纬度 不同高度上，最高达到 1000-1200Km作为大气 的物理上界。由卫星探 测的大气上界为20003000Km。
三、海 洋 概 况
洋 (Ocean)：面积广，约占海洋总面积的89%，洋的深
度大、水色高、透明度大，水文要素相对比较稳定， 季节变化小，有独自的潮波和强大的洋流系统。(P6) 海 (Sea):
4.对流（Convection) ：一般将垂直运动称对流， 对流又分热力对流和动力对流。由于空气受热 不均引起有规则的热空气上升冷空气下沉称热 力对流。由于动力作用造成的对流运动称动力 对流，如空气遇山爬升等。
海洋水文气象要素
2）水汽：随着时间地点和气
象条件的不同有教大的差异 变化范围在0%～ 4%水汽 是在一般的自然界的温度和 压力条件下可以转变成水滴 和冰晶，可以发生相变的的 唯一成分
水汽的状态方程：
ε=αR α T (ε水汽压强， α水汽密度，
R α水汽的比气体常数） ρw= ρd+α
对流层中气温随高度的升高 而降低，平均上升100m下降 0.65℃。
气象要素（温度、湿度）在 水平方向分布不均，存在气 团和锋。
根据大气运动的不同特征： 对流层分为摩擦层和自由大 气
摩擦层：在对流层底部贴近 地表的气层，空气运动受地 面摩擦和空气分子的湍流粘 滞作用显著。 自由大气：在摩擦层上距地表 远空气密度小，摩擦作用小通 常可以不忽略。
地——气系统的热收支：大气和 云层与粉尘吸收太阳总辐射的 19%地球表面吸收51%，剩下的 30%被陆地、海面云层和大气反 射回宇宙。
二、空气的增热和冷却
三、空气的日变化、年变化
1. 辐射：地面和大气之间主要是通 过辐射进行热量交换的。
1、气温的日变化：有一个最高 值和一个最低值。陆地上夏
2. 对流与平流：有热力对流和动力
第一章 海洋水文气象要素
气象要素：气温、气压、湿度、风、云、雾、能见度等
都是表征大气状态的物理量或物理现象的要 素统称。
水文要素：表层水温、海浪、海流、海冰等。但也可以
是认为是广义的气象要素。
天气：是一定区域内在较短的时间内各种气象要素的综合
表现。
气候：是某一区域各种气象要素的多年平均特征，其中包
1）干洁空气：除水汽和液 体，固体杂质以外的整 个混合气体称为干空气。
主要成分：氮78.09%、氧 20.95%、氩0.93%
地球的气候与气象要素
地球的气候与气象要素气候是指一个地区在长时间尺度上的天气状况，包括温度、降水、湿度、风向和风速等因素。
而气象要素则是指构成气候的各种物理量，例如温度、压力、湿度、降水、风向和风速等。
地球的气候和气象要素之间存在着密切的关系和相互作用。
本文将从地球气候和气象要素的定义、影响因素和变化趋势等方面进行探讨。
一、地球的气候地球的气候是地球大气对于一个长时间范围内的表观状况的描述。
气候主要由温度、降水、湿度和风向风速等因素组成。
地球的气候通常会根据这些因素的长期平均统计数据来进行分类和描述。
气候可以分为亚热带气候、温带气候、寒带气候和热带气候等。
地球的气候受多种因素的影响，包括地理位置、海洋和陆地分布、地形和地貌等。
例如，地区的纬度越高，气候越寒冷；而地区的海洋型气候相对温和，由于海洋具有较大的热容量，可以缓冲气温的变化。
另外，气候还受到太阳辐射、大气环流、地球自转和地轴倾角等因素的影响。
地球的气候并不是静态不变的，它会随着时间的推移而发生变化。
近年来，由于人类活动导致的大气温室效应，地球的气候发生了明显的变化，如全球气温上升、极端天气事件增多等。
二、气象要素的定义气象要素是指用于描述大气状态的各种物理量。
常见的气象要素包括温度、压力、湿度、降水、风向和风速等。
这些物理量可以通过气象观测仪器和设备进行实时监测和记录。
1. 温度：温度是描述物体热量状态的物理量，用来表示空气的热度。
温度可通过温度计进行测量，单位通常使用摄氏度（℃）或华氏度（℉）。
2. 压力：气压是指大气对于单位面积的压力。
气压通常使用帕斯卡（Pa）或百帕（hPa）作为单位。
气压的测量可以通过气压计进行，其中最常见的是水银气压计。
3. 湿度：湿度是空气中所含水蒸气的含量。
湿度可以用绝对湿度、相对湿度或露点温度等多种方式来进行表示。
4. 降水：降水是指空气中悬浮态的水分以液态或固态形式下降到地面的现象。
常见的降水形式有雨、雪、冰雹等，可以通过雨量计进行测量。
气象预报员气象知识
气象预报员气象知识气象预报员是一个非常重要的职业，在我们的生活中扮演着至关重要的角色。
他们负责收集、分析并解释气象数据，为我们提供准确的天气预报。
这个职业需要丰富的气象知识和技巧，下面我将向大家介绍一些与气象预报员职业相关的气象知识。
第一部分：气象观测气象预报员的第一项任务是进行气象观测。
他们需要通过各种仪器和设备来测量和记录气象数据，例如温度、湿度、风速、气压等。
这些观测数据可以帮助他们了解当前天气状况并预测未来的天气变化。
第二部分：气象要素在气象预报中，有几个重要的气象要素需要被考虑。
首先是温度，它是人们最关注的天气参数之一。
温度的变化影响着人们的日常生活和工作。
其次是湿度，湿度的高低会影响人们对天气的感知和舒适度。
此外，风速和风向也是非常重要的，它们可以影响空气流动和气象事件的发生。
第三部分：气象现象气象预报员需要熟悉各种气象现象和天气事件。
例如，他们需要了解气旋、高压系统、低压系统、暴雨、台风等。
对于不同的天气现象，气象预报员需要根据相关的气象数据和模型进行分析和预测，以提供准确的天气预报。
第四部分：天气预报天气预报是气象预报员最主要的任务之一。
为了做出准确的预报，他们需要运用各种气象知识和技能。
首先，他们需要掌握气象观测数据的收集和分析方法。
其次，他们需要使用气象模型和统计学方法来预测天气变化。
最后，他们需要将自己的预报结果以一种简明扼要的方式向公众传达。
第五部分：应用场景气象预报员的工作不仅仅局限在天气预报领域。
他们的气象知识还可以应用于其他领域，例如农业、航空、海洋等。
在农业方面，气象预报员可以帮助农民合理安排农作物的种植和收获时间。
在航空领域，气象预报员可以提供准确的飞行条件和安全警告。
在海洋领域，气象预报员可以对海洋环境进行预测，提醒海上人员注意风浪情况。
总结：气象预报员是一个需要丰富气象知识和技巧的职业。
他们的工作对我们的日常生活和安全至关重要。
通过准确的天气预报，我们可以提前做好相应准备以应对不同的天气条件。
中国的气候类型和气象要素有哪些基本特征
中国的气候类型和气象要素有哪些基本特征中国是一个地域辽阔、环境多样的国家，其气候类型和气象要素的特征也因地形、纬度和海洋气候的影响而多样。
本文将对中国的气候类型和气象要素进行探讨，并重点介绍它们的基本特征。
一、中国的气候类型中国的气候类型可分为：寒温带季风气候、温带季风气候、地中海型气候、温带大陆性季风气候、亚热带季风气候和热带季风气候等六大类型。
1. 寒温带季风气候寒温带季风气候主要分布在中国的东北地区和新疆北部地区。
这一地区冬季寒冷，夏季凉爽，年降水量较大，季风明显。
冬季风向为西北，夏季风向为东南。
常见的城市有哈尔滨和乌鲁木齐。
2. 温带季风气候温带季风气候广泛分布于中国的东部大部分地区，包括北京、上海、重庆等。
该地区夏季温暖而湿润，冬季寒冷干燥。
温度和降水量在四季间有明显的变化。
3. 地中海型气候地中海型气候主要分布在中国的云南西南部地区，包括昆明和拉萨。
这一地区夏季炎热干燥，冬季温暖湿润，降水量集中在夏季。
气候特点是雨季明显，冬季降水要比其他季节少。
4. 温带大陆性季风气候温带大陆性季风气候分布在中国的东北中南部、内蒙古和华北地区等。
冬季长而寒冷，夏季短而炎热，温差较大，降水分布较为均匀。
常见的城市有沈阳和呼和浩特。
5. 亚热带季风气候亚热带季风气候广泛分布于中国的江南、华南地区，包括广州、杭州等城市。
这一地区夏季炎热潮湿，冬季温和，季风明显。
降水集中在夏季，冬季降水较少。
6. 热带季风气候热带季风气候主要分布在中国的台湾省和海南省等地区。
全年气温较高，降水量充沛，夏季时有台风侵袭。
其中，台湾气候受海洋气候的影响较大，湿润程度较高。
二、气象要素的基本特征气象要素是指观测和测量大气状态的各种要素，包括气温、降水量、风、湿度等。
1. 气温中国的气温呈现出明显的纬度和季节特征。
北方地区冬季寒冷，夏季炎热，温差较大；南方地区冬季相对温暖，夏季炎热潮湿。
2. 降水量中国的降水量也呈现出明显的地域和季节特征。
气象要素表明大气物理状态
气象要素表明大气物理状态、物理现象的各项要素。
主要有：气温、气压、风、湿度、云、降水以及各种天气现象。
扩大气象要素的概念，则它还可包括日射特性、大气电特性等大气物理特性；还有自由大气中的气象要素的说法。
气象要原则上还可以包括无法测定，但可求算的、各基本要素的函数，如相当温度、位温和空气密度等。
表明一定地点和特定时刻天气状况的大气变量或现象，如温、压、湿、风、降水等。
表明大气物理状态、物理现象以及某些对大气物理过程和物理状态有显著影响的物理量。
主要有：气温、气压、风、湿度、云、降水、蒸发、能见度、辐射、日照以及各种天气现象。
气压: 大气的压力，它是在任何表面的单位面积上，空气分子运动所产的压力。
气温: 大气的温度，，表示大气冷热程度的量。
它是空气分子运动的平均动能。
大气湿度（简称湿度）：它是表示空气中水汽含量或潮湿的程度，可以由比湿（g）、绝对湿度（pv）、水气压（e）、露点、相对湿度等物理量表示。
风: 空气相对于地面的运动。
气象上常指空气的水平运动，并用风向、风速来表示。
云: 悬浮在空气中的大量水滴和冰晶组成的可见聚合体。
在常规气象观测中要测定云状、云高和云量。
降水: 指从云中降落的液态水和固态水，如雨、雪、冰雹等。
蒸发: 液体表面的气化现象。
气象上指水由液体变成气体的过程。
辐射: 能量或物质微粒从辐射体向空间各方向发送过程。
气象上通常称太阳辐射为短波辐射，地球表面辐射和大气辐射为长波辐射。
日照: 表示太阳照射时间的量。
气象上通常提供的是观测到的实照时数。
能见度：人的正常视力所能看到的目标物的最大距离。
人们经常和各种气象要素打交道。
气象要素指的是什么呢？原来，为了对地球大气进行科学研究，人们就必须寻找能够表征大气的物理现象和过程的一些物理量，并综合研究它们的基本特征和变化状况，这些表征大气基本特征及变化规律的物理量就称为气象要素。
世界各地的气象台站所观测记载的主要气象要素有气温、气压、风、云、降水、能见度和空气湿度等在这些主要的气象要素中，有的表示大气的性质，如气压、气温和湿度；有的表示空气的运动状况，如风向、风速；有的本身就是大气中发生的一些现象，如云、雾、雨、雪、雷电等。
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第一章海洋气象要素第一节大气概述一.几个重要的专业术语 1.大气（Atmosphere）：包围地球表面的整个大气层。
2.气象要素（Meteorology elements）：反映大气状态的物理量或物理现象，主要有：气温、气压、风、湿度、云、能见度和天气现象P40。
3.天气(Weather)：指一定区域在较短时间内各种气象要素的综合表现。
天气表示大气运动的瞬时状态。
4.气候 (Climate)：指某一区域天气的多年平均特征，其中包括各种气象要素的多年平均及极值。
气候表示长时间的统计平均结果.二、大气成分1.大气主要成分：大气主要由多种气体（干空气）、水汽和悬浮的杂质构成。
（1）干空气（Dry air）:（除水汽和杂质以外的空气）主要成分为氮（78.09%）、氧(20.95%)、氩（0.93%）、二氧化碳（0.03％）。
稀有气体：氢、氖、氦、氪、氙、氡、臭氧等。
（2）大气是可压缩气体，大气密度随高度增加而迅速减少。
观测表明，10公里以内集中了75%的大气质量，35公里以下则达99%，近地面空气标准密度为 1.293千克/立方米。
影响天气气候变化的主要大气成分为二氧化碳、臭氧和水汽。
2.大气中的易变成分（1）二氧化碳（carbon dioxide）:平均含量0.03%,若达到0.2-0.6％，就对人体有害。
二氧化碳能强烈地吸收和放射长波辐射，•对地面和大气的温度分布有重要影响，类似温室效应，直接影响气候变迁。
含量城市多于农村，夏季多于冬季，室内多于室外。
（2）臭氧（ozone）：主要存在于20-40公里气层中，又称臭（ Ozonsphere）。
臭氧是吸收太阳紫外线的唯一大气成分，若没有臭氧层，人类和动物、•植物将受到紫外线的伤害。
（3）水汽（vapour）：含水汽的空气叫做湿空气（wet air）。
空气中的水汽含量随纬度、时间、地点而变化。
湿空气在同一气压和温度下，只有干空气密度的62.2％。
大气中水汽含量范围在0～4％，具有固、气、液三态，是常温下发生相变的唯一大气成分，它也是造成云、雨、雪、雾等现象的主要物质条件。
水汽能强烈地吸收和放出长波辐射，并在相变过程中吸收和放出潜热能，对地面和空气的温度影响很大。
（4）杂质：悬浮在空气中的固体或液体微粒，主要包括尘埃、烟粒、细菌、病毒、花粉和微小盐粒等。
它们主要集中在大气的低层，影响能见度，能吸收部分辐射，并对太阳辐射具有散射作用。
在水汽相变过程中，杂质可以作为凝结核。
三.大气的垂直分层根据气温、水汽的垂直分布、大气扰动和电离现象等要素的变化规律，可将大气分为五个层次。
1.对流层（Troposphere）：下界为地面，上界随度和季节变化，平均厚度10-12公里。
通常在高纬为6-8Km，中纬度10-12Km，低纬度17-18Km。
夏季对流层的厚度比冬季高。
对流层集中了大气质量的80％和全部水汽，与人类关系最为密切，大气中几乎所有的物理和化学过程都发生在该层。
对流层具有三个主要特征。
⑴气温随高度而降低。
平均幅度为-0.65℃/100m。
即γ＝0.65℃/100m 称γ为气温垂直递减率。
⑵具有强烈的对流和湍流运动。
是引起大气上下层动量、热量、能量和水汽等交换的主要方式。
⑶气象要素沿水平方向分布不均匀。
如温度、湿度等。
2.平流层（Stratosphere）：厚度：自对流层顶到大约55Km左右。
特点：①空气的垂直运动比较弱，主要是水平运动。
②水汽含量少。
③气温随高度递增（最初等温，到20-25Km气温突增，主要是臭氧吸收太阳紫外线）。
④气层稳定利于飞机飞行。
3.中间层（Mesosphere）：厚度：自平流层顶到85Km左右。
特点：①温度随高度迅速下降（无臭氧，有强烈垂直运动）。
②大约在65Km处是电离层，白天强，夜间弱。
4.热层（Thermosphere）：厚度：85-800Km。
特点：①气温随高度迅速增加。
②空气高度电离，•又称电离层。
•电离层的程度也有差别，比较强的为E层（100-120Km）和F层（200-240Km），反射无线电波，对通信有重要意义。
5.逸散层（Exosphere）:厚度：800Km以上。
特点：气温也随高度增加，大气质点摆脱地球引力的束缚，向星际空间散逸。
※大气的垂直高度（大气上界）：大气很难定出上界，一般以物理现象发生的最高高度为上界。
极光发生在高纬度不同高度上，但最高达到1000-1200Km作为大气的物理上界.•但由卫星探测的大气上界为2000-3000Km。
四. 摩擦层与自由大气根据大气运动的不同特征通常将对流层分为：1.摩擦层(friction layer) ：摩擦层又称边界层，从地面到1Km高度，其厚度夏季高于冬季，白天高于夜间。
湍流输送是该层的基本运动特点。
2.自由大气(free atmosphere) ：自由大气的基本运动形式是波动，地面摩擦作用减小，可忽略不计，这样大气的运动显得比较简单和清楚。
3.对流层顶：厚度约为1-2Km，温度随高度呈等温或逆温状态。
五.大气和海洋污染1.大气污染：二氧化碳的逐年增多将导致地球变暖并引起全球天气和气候的异常变化。
导致极冰融化、海面上升、一些陆地和港口将被淹没。
另外，大气中的粉尘、二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、硫化氢、碳氢化合物和氨等。
严重污染大气，对人类造成极大危害。
2.海洋污染：污染途经是降水、江河经流、大气环流、涨落潮、污水排放、海上采油采矿和船舶排污。
其污染具有污染源广、持续性强、扩散范围大、危害严重等特点。
必须严格遵守《防止船舶污染海洋的国际公约》。
否则，制裁是相当严厉的。
第二节气温（Air Temperature）一、气温概述气温是大气的重要状态参数之一，是天气预报的直接对象。
气温的分布和变化与气压场、风场、大气稳定度以及云、雾、降水等天气现象密切相关。
1.定义：气温是表示空气冷热程度的物理量。
可以通过温度表或温度计直接测得。
2.温标及其换算：温度的数值表示法称温标。
常用的温标有三种。
①摄氏温标℃：把水的冰点温度定为0℃，沸点为100℃，多数非英语国家使用。
②华氏温标°Ｆ：水的冰点温度定为32°F，沸点212°F。
一些英语国家多使用。
摄氏与华氏的关系： C=5/9(F-32) F=9/5 C+32③绝对温标(K氏温标) K：水的冰点温度定为273K，沸点为373K（由英国物理学家Kelvin提出）。
多用于理论计算。
关系： K＝273＋C3.控制气温变化的因子：①太阳、地面和大气辐射：辐射的基本特性在自然界中凡高于绝对零度的物体均发出电磁波，电磁波按其波长分为γ射线、X射线、可见光、红外线和无线电波。
温度高，辐射强，多为短波；温度低，辐射弱，多为长波。
不同波长的辐射具有不同的吸收，反射和透射特性。
物体因放射辐射消耗内能而使本身的温度降低，同时又因吸收其它物体放射的辐射能并转变为内能而使本身的温度增高。
太阳（表面温度约为6000K）放出短波辐射（0.15～4μm）。
地面和大气（温度约为300K）放出长波辐射(3～120μm)。
太阳辐射是地球和大气的唯一能量来源。
若将太阳对地球大气系统的辐射作为100份，其中地球大气系统反射和散射占30份，大气吸收占19份，地球表面吸收51份。
地球表面通过长波辐射（21份）、热传导（7份）和水汽相变（23份）等过程释放能量，大气在吸收太阳短波辐射和地面长波辐射的同时又放出长波辐射（19份），最终向外层空间的辐射总量也为100份，使地球大气系统的温度保持恒定。
地球表面接收到的太阳辐射随纬度是不均匀的，而地球表面放出的长波辐射随纬度变化不大，因此，全年平均而言，赤道热带地区得到热量，极地高纬地区失去热量（如图）。
大气和海洋中热量的经向交换，使各纬度带的年平均气温变化保持恒定。
②空气增热和冷却方式 空气的增热和冷却主要是非绝热过程引起的，受下垫面的影响很大。
下垫面是泛指不同性质的地球表面。
下垫面与空气之间的热量交换途径有以下几种：A.热传导（Conduction）：空气与下垫面之间，通过分子热传导过程交换热量，又称感热。
空气是热的不良导体。
仅在贴近地面几厘米以内明显，故通常不予考虑。
B.辐射（Radiation）：地气系统热量交换的主要方式。
地面吸收太阳短波辐射，放射出长波辐射加热大气。
如白天辐射增温，夜间辐射冷却。
C.水相变化：水有液态、气态和固态之间的变化。
液体水蒸发，吸收热量；水汽凝结放出热量。
一般下垫面水蒸发，吸收热量；上空水凝结放出热量。
从而通过水相变化将下垫面的热量传给上层大气。
D.对流（Convection）：一般将垂直运动称对流，对流又分热力对流和动力对流。
由于空气受热不均引起有规则的热空气上升冷空气下沉称热力对流。
由于动力作用造成的对流运动称动力对流，如空气遇山爬升等。
E.平流（Advection）：水平运动称平流。
平流是大气中最重要的热量传输方式，范围大，持续时间长。
如南风暖、北风寒、东风湿、西风干。
平流是指某种物理量的水平输送，如温度平流、湿度平流等。
F 乱流：又称湍流（Turbulence），是空气不规则的运动。
乱流是摩擦层中热量、能量和水汽交换的主要方式。
综上所知，空气与下垫面之间的热量交换是通过多种途径进行的。
通常，地面与大气之间的热量交换以辐射为主，乱流和水相变化次之；各地空气之间的热量交换以平流为主；上下层空气之间的热量交换以对流和乱流为主。
在非绝热过程中，当空气上升时，膨胀降温；下降时，压缩增温。
③海陆热力性质差异对气温变化的影响海面和陆面是两种热属性很不相同的下垫面 , 如果吸收同样的热量 , 海面温度与陆面温度的变化有很大不同 , 海面变化缓和 , 陆面变化剧烈。
这是因为A.热容量的差异：海水的容积热容量 (1cnf 海水升温 1 ℃所需要的热量 ) 大约为土壤容积热容量的 2 倍 ( 约为空气容积热容量的 3100 倍)。
因此 , 在热量收支相同的情况下 , 水面温度变化比土壤温度小很多，海面温度的升降不及陆面的一半。
B.物态的差异：海水是液体具有流动性。
通过对流和乱流向较深层次传播 , 还有水平方向的流动 , 热量向较大的范围传播。
海水是透明的，太阳辐射穿透陆地只限于表面一个薄层 , 在海洋上太阳辐射却可达几十米深 , 因此同样多的太阳辐射在海洋中分配在相当深的水层中, 引起水层温度升高不会太大；而大陆上太阳辐射却集中在一浅层，能引起温度较大幅度升高。
因此陆面温度比海面温度对太阳辐射敏感得多。
C.蒸发的差异：海水吸收太阳热量之后 , 温度可以增高 , 但是温度愈高,蒸发愈快，因蒸发要消耗大量的热量 , 所以就限制了海面温度的上升。
陆地虽然也含有水分 , 也发生蒸发作用 , 但它所含的水分远不如海洋充足 , 不容易得到蒸发的调剂作用 ,因此 ,陆面温度的变化显得格外剧烈；另外, 海洋上由于蒸发旺盛 , 使云量增多 , 这样在白天能减弱透达海面的太阳辐射, 在夜间又能避免海面辐射的大量损耗, 使海面温度变化趋于和缓。