航海气象学讲稿

合集下载

航海气象与海洋学

1、形成条件 ――大范围物理性质比较均匀的下垫面（源地）。 ――适合的环流，指准静止大型高压系统中的下沉辐散气流。在适合的环流条件下，通过辐射、乱流、对流、蒸发、凝结、大范围垂直运动等物理过程，大范围空气与下垫面进行 1 航海气象观测与分析热量和水汽交换。气团属性决定于下垫面性质。
2、变性 ――气团在移行过程中物理属性和天气特征逐渐发生变化的过程。变了性的气团又称为变性气团（Modified Air Mass）。气团变性的快慢和程度，取决于新、旧下垫面性质差异的大小、气团离开源地时间的长短、路程的远近和气团本身的性质。三、气团的分类和气团天气特征 1、地理分类－－按源地的纬度和海、陆位置分 1) 冰洋气团 ――形成于常年冰雪覆盖的极地地区，又分为冰洋大陆气团（Ac）和冰洋海洋气团（Am）。天气特征：寒冷、干燥，天气晴朗；低层常有强逆温层，气层非常稳定。
§14
气团和锋
气团锋
14.1 14.2
航海气象观测与分析
1
14.1
气团
一、气团（Air Mass）的概念
――同一时段内在水平方向上物理属性（主要指温度、湿度和大气稳定度）分布较均匀的大块空气。水平范围可达几百到几千公里，垂直范围可达几公里到十几公里，内部天气特点也大致相同。
二、气团的形成与变性
航海气象观测与分析
1
三、锋面天气模式
1、暖锋天气――稳定性天气为主 1）云（锋上常产生广阔的层状云系）云系顺序：卷云（Ci）→卷层云（Cs）→高层云（As） →雨层云（Ns）（从东向西）越近地面锋线，云层越厚，云底高度越低。 2）降水 Ns、As内连续性降水，降水区位于锋前冷气团中，一般为300～400km。
航海气象观测与分析 1

航海气象与海洋学基础模块一航海气象基础

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，能吸收部分太阳辐射，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。大气杂质还有削弱太阳辐射、阻挡地面辐射、保持地面温度的作用。
二、大气的垂直分层
1~1.5Km高度。其厚度夏季高于冬季，白天高于夜间，大风和扰动强烈的天气高于平稳天气。湍流输送是该层的基本运动特点，多涡动，各种气象要素都有明显的日变化。该层水汽、杂子含量多，因而低云、雾、霾、浮尘等出现频繁。
自由大气(free atmosphere) ：摩擦层以上称自由大气。摩擦作用忽略不计，大气运动规律比较简单和清楚。尤其是处于对流层中部5.5km的气流状况，可以代表整个对流层空气的基本运动趋势，因此是考虑天气预报时备受关注的主要气层。
2. 水汽（Vapour）
大气成分唯一相变的成分。气温、气压相同时，干空气的密度大于湿空气的密度；气压相同时，干冷空气的密度比暖湿空气大得多。
3. 杂质（Impurities）
大气中的杂质除水滴、冰晶等水汽凝结物之外，还包括大量尘埃、烟粒、细菌、病毒、植物花粉，以及海洋上飞溅在空中的浪花蒸发后留下的微小盐粒等。大气中的固体杂质有利于水汽的凝结，称为凝结核。
三、大气污染
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。
1857年，荷兰气象学家白贝罗发现根据风向判断高压和低压的中心方位的法则，被称为白贝罗定律。
航海气象学将大气、气温、气压、湿度、风、云、雾、能见度等统称为气象要素（ Meteorological Elements），气象要素是表征大气状态的物理量或物理现象。海洋表层水温、海浪、海流、海冰等都是水文要素，但也可以被看成是广义的气象要素。

福建船政职院航海气象与海洋学讲义06锋面气旋

第六章锋面气旋第一节锋面气旋的发展演变一、气旋（Cyclone）概述1、有关概念1）定义--- 气压场：低气压一一风场：大型水平空气涡旋北半球逆时针方向旋转南半球顺时针方向旋转。

2）范围的表示方法：最外围一条闭合等压线的直径长度表示，一般为I（X）Okm左右。

3）强度表示方法中心气压值：越低，气旋越强；随时间降低，气旋发展或加深（Deepening）；随时间升高，气旋减弱或填塞（FiHing）中心最大风速：越大，气旋越强。

2、分类一一按地理区域分：温带气旋和热带气旋。

一一按热力结构分：锋面气旋和无锋面气旋。

锋面气旋是温带最常见的气旋，无锋面气旋包括热带气旋和热低压等。

二、锋面气旋的生命史1、波动阶段（初生阶段）1）一条闭合等压线，低压中心气压比四周低2〜3hpa；2）极锋出现波动，形成冷、暖锋，锋面降水开始出现；3）锋面气旋沿暖区气流方向移动，速度最快，24h可移动十几个经距。

2、成熟阶段（青年气旋）1）数条闭合等压线，低压中心气压比四周低10〜20hPa;2）冷、暖锋进一步发展，锋面降水增强，雨区扩大，出现大风；3）锋面气旋仍沿暖区气流方向移动，速度较快，24h移动10个经距。

3、锢囚阶段（锢囚气旋）1）气旋发展最强，中心气压降到最低，比四周低20hPa以上；2）出现锢囚锋，降水强度及范围均增大，风力最强，大风范围进一步扩大；3）锋面气旋沿暖区气流方向移动，移速大大减慢。

4）随着锢囚锋的发展，气旋在低层逐渐成为冷性涡旋，冷涡旋厚度越来越大。

4、消亡阶段气旋与锋面脱离，成为冷性涡旋，在摩擦的作用下，慢慢填塞消亡。

三、锋面气旋的再生和气旋族1、再生一一副冷锋加入后再生。

一一冬季气旋入海后再生。

--- 两个锢囚气旋合并加强。

2、气旋族一一在同一锋系上出现的气旋序列，称为气旋族。

欧洲气旋族最常见，单个气旋则较少，气旋族内平均有4个气旋。

我国境内，江淮流域梅雨季节，有气旋族，族内2〜3个气旋。

四、温带气旋的爆发性发展--一一一“气象炸弹”一一气旋在24小时内气压下降量不低于24hPa,即气旋加深率2lhPa∕h<.将加深率21BG的气旋，称为爆发性气旋或气象炸弹。

教学课件航海气象与海洋学基础

根据世界气象组织的建议，通常根据气温和水汽的垂直分布、大气的扰动程度和电离现象等不同特点，自下而上将大气划分为对流层、平流层、中间层、热层（暖层）和散逸层5个层次
1. 对流层（Troposphere）：对流层的平均高度为10km 左右，它的下界为地表面，上界随纬度和季节的不同而有变化，低纬度17km～18km，中纬度平均10km～12km，高纬度6km～8km，夏季比冬季高些。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。
模块一航海气象基础 Basic Knowledge of Meteorology
学习与训练总目标 ○掌握气象要素的定义、分类和原理 ○掌握气象要素在实际中的表现形式 ○了解气象要素与天气的关系 ○掌握气象要素观测的基本方法
模块导学
航海气象（Maritime Meteorology）是为航海服务的应用气象知识。学习航海气象的目的在于充分利用有利的天气和水文条件，避离或克服不利的气象和水文条件，使船舶航行安全、省时、经济，使客船旅客舒适，并将因灾害性天气造成的损失减小到最低限度。
2. 水汽（Vapour）
大气成分唯一相变的成分。气温、气压相同时，干空气的密度大于湿空气的密度；气压相同时，干冷空气的密度比暖湿空气大得多。
3. 杂质（Impurities）
大气中的杂质除水滴、冰晶等水汽凝结物之外，还包括大量尘埃、烟粒、细菌、病毒、植物花粉，以及海洋上飞溅在空中的浪花蒸发后留下的微小盐粒等。大气中的固体杂质有利于水汽的凝结，称为凝结核。
对流层中三个主要特征
⑴ 气温随高度而降低。平均幅度为-0.65℃/100m。即 γ＝0.65℃/100m 称γ为对流层中气温垂直递减率。 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。

航海学--航海气象与海洋学

第一节
一、大气成分 • 1、大气（atmosphere）由多种混合气体、水汽及浮悬其中的液态体和固态杂质所组成。 • 2、干空气（Dry air）：大气中除水汽及液态体、固态杂质以外的混合气体，有氮、氧、氩、二氧化碳、其他气体等。 • 3、影响大气温度分布及其天气变化的大气成分 • <1>二氧化碳（ＣＯ２） • ①温室气体，如甲烷、一氧化碳等吸收太阳短波辐射甚少，强烈吸收地面和大气放射的长波辐射，同时向周围空气和地面放射长波辐射。 • ②具有温室效应，影响气候变迁
• 二、大气垂直结构
• 1、对流层(Troposphere） • <1>对流层下届为地面，上界受纬度和季节影响，平均厚度10~12km，。 • ①在高纬为6~8km，中纬度为10~12km，低纬度为 17~18km • ②对流层的厚度夏季比冬季大 • <2>对流层为大气层最底层，集中了大气质量的80%和几乎全部的水汽，大气中几乎所有的物理和化学过程都发生在该层，与人类的生产、生活关系最为密切。 • <3>对流层的特征 • ①气温随高度增加而降低，气温直减率γ为0.65℃/100m • ②具有强烈的对流和湍流运动，强度随纬度和季节变化，一般低纬较强，高纬较弱，夏季较强，冬季较弱 • ③气象要素水平分布不均，主要受地表的影响
• <4>对流层的分层 • ①摩擦层，高度1~1.5km，各种天气现象出现比较频繁。 • ②自由大气，摩擦层以上的大气层，地表的摩擦力作用可忽略不计，多波状层流 • 500hPa等压面（高度为5.5km）上气流分布最能代表对流层大气的一般运动状况。 • 2、平流层（Stratosphere） • ①自流层顶到55km高度的气层，以平流运动为主 • ②特点：水平运动为主，垂直运动较弱；水汽含量少；在下层等温，到20~45km由于臭氧吸收紫外线温度随高度升高而递增；气层稳定利于飞机飞行 • 3、中间层(Mesosphere) • ①自平流层顶到85km高空的气层，夏季高纬有极光出现 • ②特点：温度随高度升高迅速下降，高空对流层；在 65km处为电离层，白天强，夜间弱。

张永宁——航海气象学讲座

左右龙卷
厄尔尼诺和拉尼娜现象
• 厄尔尼诺（El Nino）是指赤道太平洋东部和中部海域大范围海水出现异常增温的现象。这种现象的出现可造成全球天气异常。厄尔尼诺现象可能是海洋和大气之间不稳定的相互作用引起的。 • 拉尼娜（Lanina）是指赤道附近东太平洋水温反常变化的一种现象。拉尼娜现象与厄尔尼诺现象正好相反。指的是洋流水温反常下降。
空气涡旋。一般与强对流云相伴出现。发生在
水面上称水龙卷，在陆上称陆龙卷。
• 范围：小尺度系统，水平几十到几百米，最大
不超过1Km。垂直800～1500米。
• 形状：在对流云底如同“象鼻子”一样的漏斗
状云柱。
龙卷（Spont）
龙卷的天气特点

范围小：水龙卷直径为25～100米，陆龙卷稍大100～ 1000米，高度800～1500米。生命期短：一般为几分钟到几十分钟。
沃克环流
厄尔尼诺环流示意图
厄尔尼诺对中国影响
爆发性气旋
• 爆发性气旋：当温带气旋发展速度达到 ΔP/24h×sinφ/sin60≥1（φ：气旋中心所在纬
度；ΔP：气旋中心气压24h降压幅度，单位为
hPa）时，称为气旋爆发性发展。
• 船舶采用定义法：即气旋中心不论在哪一纬度上，
东方之星翻沉事故调查
• 调查组坚持“科学严谨、依法依规、实事求是、注重实效”的原则，围绕“风、船、人”三个关键要素，组织上百名国内外专家科学分析论证，判定了事发时的天气状况；多次进行风洞风载模型等试验，对船舶进行了细致全面勘察，并委托第三方机构进行了认真复校核算；收集汇总各类证据资料1607份、711万字，对生还旅客、船长、船员及目击者进行逐一调查取证，形成50余万字的笔录，召开各类会议200多次。经过反复研究论证，形成了调查报告。

航海气象与海洋学重点讲义

航海⽓象与海洋学重点讲义⼀、名词解释天⽓：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。

⽓候：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。

露点温度：指空⽓中⽔汽含量不变且⽓压⼀定时,?降低温度使其空⽓达到饱和时的温度，称为露点温度⽔平⽓压梯度⼒：单位距离内⽓压的改变量称⽓压梯度。

在⽔平⽅向上称⽔平⽓压梯度，⽅向垂直于等压线，由⾼压指向低压，即-ΔP/Δn。

其物理意义表⽰了由于空间⽔平⽓压分布不均匀⽽作⽤在单位体积空⽓上的⼒。

⽔平地转偏向⼒：由于地球⾃转,作⽤在运动物体上产⽣使运动物体发⽣偏转的⼒，称地转偏向⼒，⼜称可科利奥⾥⼒(Coriolis force)或科⽒⼒。

地转风;当⽔平⽓压梯度⼒和⽔平地转偏向⼒达到平衡时，空⽓沿等压线（等压⾯）作⽆磨擦的直线运动，称地转风。

梯度风:在⾃由⼤⽓中，当⽔平⽓压梯度⼒、地转偏向⼒和惯性离⼼⼒达到平衡时，空⽓沿等压线作⽔平、⽆摩擦、等速作曲线运动。

在⾃由⼤⽓中，空⽓的⽔平圆周运动称为梯度风（Gradient Wind）。

梯度风可以看成是⽔平⽓压梯度⼒、⽔平地转偏向⼒和惯性离⼼⼒三者平衡时的⽔平运动。

⼤⽓稳定度:某⼀⽓块受到垂直⽅向的扰动后，⼤⽓层结（周围⼤⽓），使其具有返回或远离其平衡位置的趋势和程度，称⼤⽓稳定度，⼜称⼤⽓层结稳定度。

海陆风：在海岸附近，由于海陆间热⼒差异的⽇变化引起的。

⽩天：风从海洋吹向陆地称海风；夜间：风从陆地吹向海洋称陆风。

海风?陆风，主要出现在中低纬度，⽓温⽇较差较⼤，多在夏季晴朗天⽓条件下。

辐射雾:由下垫⾯辐射冷却，使低层⽓温降到露点或以下时所形成的雾。

?多见于陆地上，⼜称陆地雾。

平流雾：暖湿空⽓流经冷的下垫⾯，导致⽓温下降，⽔汽凝结所形成的雾。

此雾多形成于冷暖海流交汇处的冷⽔⾯⼀侧。

⽓团在⼴⼤空间⾥存在着⽔平⽅向上物理属性（主要指温度、湿度和稳定度等）相对⽐较均匀的⼤块空⽓,称⽓团。

航海气象讲义课件

成有害物质，最常见的有（）
A、酸雨和粉尘Ｂ、氮氧化物和粉 C、氮氧化物和光化学烟雾 D、酸雨和光化学烟雾
《航海气象讲义》PPT课件
19
5、对流层的高度随纬度有较大的变化，最低出现在（）
A、赤道低纬地区 B、中纬度地区 C、高纬度地区 D、极地地区 6、地球大气最低层称为对流层，其平均厚度约
冰点沸点等分摄氏温标（℃） 0 100 100 华氏温标（℉） 32 212 180 绝对温标（K） 273 373 100
《航海气象讲义》PPT课件
25
2）三种温标的换算关系已知C，则对应的华氏温标F＝9•C/5＋32 绝对温标K＝273＋C 若已知F，则对应的摄氏温标C＝5×（F－32）/9
种天气变化的气体，是天气演变的主角。
2) 具有吸收和放射长波辐射的性能，加上在水相变化中伴有潜
热的吸收或释放，对气温产生影响。
4、水汽密度比干空气小，水汽的存在使实际的大气密度变得小些。
同一气压条件下，暖湿空气最轻，干冷的空气最重。
《航海气象讲义》PPT课件
5
三、微尘
1、杂质：悬浮于大气中的固体、液体粒子，称为微尘，也称为杂质或者大气气溶胶粒子。
来源：海洋上主要是浪花飞溅在空中蒸发留下的微小盐粒；陆地上主要是灰尘和烟粒等。
2、对大气的影响：作为水汽凝结的凝结核；影响太阳辐射和地面辐射；使能见度降低；
3、有害于人类和各类生物的变化过程称为大气污染：粉尘，二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、硫化氢、碳氢化合物等
《航海气象讲义》PPT课件
A、氮气 B、氧气 C、水汽 D、二氧化碳 2、对天气及气候变化具有重要影响的大气成分
包括（）
A、二氧化碳、臭氧和惰性气体 B、氮气、二氧化碳和惰性气体 C、二氧化碳、臭氧和水汽 D、氧气、臭氧和惰性气体

航海气象学 1大气概况

在赤道最厚，向两极减小；夏季厚，冬季薄。云、雨、雾、雪等主要天气现象发生在该层，是气象学研究的重点层次。
2、三个主要特点： 1) 气温随高度的升高而降低平均气温（垂）直（递）减率＝ 0.65℃/100m。 2) 有强烈的对流和乱流运动 3) 气象要素（如温度、湿度等）在水平方向上分布不均匀。
必须考虑摩擦力对空气运动的影响，空气运动复杂。 3) 自由大气：下界距地面1km（摩擦层顶），上界－－
对流层顶，摩擦作用小，可忽略不计。在自由大气中，空气运动规律清楚，常用距地面 5500m(500hPa)高处的空气运动表征整个对流层大气的运动趋势。
中纬度地区上空盛行西风，风速随高度升高而增大，形成高空急流（风速≥30m/s）。
3、湿空气的状态方程：P=ρwRdTV TV=T(1+0.378e/P) 湿空气的:P——气压，ρW——密度，
T——气温，TV——虚温二、两个结论：
1) 气温、气压相同时，干空气的密度大于湿空气的密度。
2)气压相同时，干冷空气的密度比暖湿空气大得多。
航海气象观测与分析
1
1、来源：地表的蒸发。 2、水平分布：海洋多于陆地，沙漠最少。 3、垂直分布：
低空多于高空，随高度升高水汽含量迅速减少。 4、特点：
1) 在自然条件下，水汽是大气中唯一能发生相态变化的气体，是天气演变的主角。
2) 具有吸收和放射长波辐射的性能，加上在水相变化中伴有凝结潜热的吸收或释放，对气温产生影响。
航海气象观测与分析
1
对流层实测气温直减率以Υ表示。
通常，气温随高度升高而降低，
－
Υ>0；
有时，气温随高度升高而升高， Υ<0－－逆温，出现逆温的空气层称为逆温层；

航海气象与海洋学课件全

（如石油、天然气和深海矿产）方面的
航海气象和海洋学知识预测和减少海洋灾害的风险。
航海气象和海洋学的研究方法
• 观测和数据收集 • 数学和模拟 • 实地探测和采样 • 实验室研究 • 远程感知技术
结语
总结航海气象和海洋学在保障航行安全、推动海洋经济和环保方面的重要性，并引发听众对更深入研究的兴趣。
相辅相成
介绍如何借助航海气象知识来解释和预测海洋学现象，例如气候变化对海洋生态的影响。
实践应用
展示航海气象和海洋学在海上运输、渔业和海洋能源领域的重要性。
航海气象与海洋学的应用
1
船舶导航
解释如何利用航海气象数据为船舶导航
海洋资源开发
2
提供决策支持，避免危险的海洋区域。
探索航海气象和海洋学在开发海洋资源
航海气象与海洋学课件全
航海气象是研究海上气象及其变化规律的学科，而海洋学则专注于研究海洋的运动、组成和特性。
航海气象的重要性
1 安全航行
准确的航海气象预报可以帮助船舶避免风暴、海雾和其他危险天气条件。
2 航线规划
航海气象信息对于选择最佳航线和避开潜在的海冰区域至关重要。
3 经济效益
合理利用气候和海洋条件可以提高海洋经济活动的效率和盈利。
海洋学的基本概念
海洋的组成
讲述不同海洋组分的特性，例如海水、海洋动物和海洋沉积物。
海洋的运动
探讨洋流、海浪和潮汐等海洋运动现象的生成和影响。
海洋的生态系统
介绍海洋生态系统的多样性以及它们对地球生态平衡的重要性。
航海气象与海洋学的关系
相互影响
讲述航海气象如何受海洋因素的影响，例如热带水域的气旋系统。

航海气象与海洋学讲义

第一节大气的组成
一、干洁空气（Dry Air）
1、主要成分：氮气（N2）、氧气（O2），二者占空气总容积的99％
2、次要成分：二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）、氢气、惰性气体，体积比不足1％
3、易变成分：（质量易变）二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）
4、对气温有影响的成分：
二氧化碳（CO2）――吸收和放射长波辐射，产生温室效应
1) 分层依据：气温和水汽的垂直分布、大气的扰动程度和电离现象等
2) 分层：自地面向高空，大气分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层
3) 平流层：空气以水平运动为主，且水汽极少，类似对流层中的云很难生成
4) 热层：又称电离层，对远程无线电通讯具有重要意义
二、对流层（Troposphere）的主要特征
2) 具有吸收和放射长波辐射的性能，加上在水相变化中伴有凝结潜热的吸收或释放，对气温产生影响。
5、湿空气（Wet Air）：含有水汽的空气
三、杂质
1、杂质：悬浮在大气中的固体或液体颗粒，又称为气溶胶粒子，包括水汽凝结物（水滴、冰晶）、微小盐粒等
2、对大气的影响：使能见度降低；作为水汽凝结的凝结核
2、水汽的状态方程：e=aRaT
水汽的:e——气压，a——密度(绝对湿度)，Ra——比气体常数，T——气温
3、湿空气的状态方程：P=ρwRdTV TV=T(1+0.378e/P)
湿空气的:P——气压，ρW——密度，T——气温，TV——虚温
二、两个结论：
1) 气温、气压相同时，干空气的密度大于湿空气的密度
当e < E时，空气未饱和；当e = E时，空气正好达到饱和；当e >E时，空气过饱和。

航海气象学PPT精品课程课件全册课件汇总

化学物质使臭氧浓度减少，从而造成臭氧层的严
重破坏。另一种认为太阳活动南极臭氧层空洞是一种自然现象。关于臭氧层空洞的成因，尚有待进一步研究。
臭氧空洞
大气中的易变成分
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，可以将大气分为五个层次。
• 1. 对流层（Troposphere）
• 2. 平流层（Stratosphere）
• 3. 中间层（Mesosphere）
• 4. 热层（Thermosphere） • 5. 逸散层（Exosphere）

• 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公里以内集中了大气质量的 75%，35
公里以下则达 99% ，近地面空气标准密度为
1.293kg/m-3,大气的总质量为5.3ⅹ 1018 kg，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易变成分为
大气垂直分层
• 1. 对流层（Troposphere）：下界为地面，上界
随纬度和季节变化，平均厚度10-12km。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。
• 天气 (Weather)：指一定区域在较短时间内各种气象要素的

第一章气象基础知识

大气垂直分层

(一)、对流层（troposphere）
(二)、平流层（stratosphere） (三)、中间层（mesosphere） (四)、热层（thermosphere）又称暖层或电离层

(五)、散逸层（exosphere）
又称外层）
大气垂直分层
1. 对流层（ Troposphere ）：下界为地面，上界随纬度和季节变化，平均厚度 10-12km 。通常在高纬为 8-9km ，中纬度 10-12km ，低纬度 17-18km 。夏季对流层的厚度比冬

二、大气垂直结构

大气上界
大气的上界－－－通常人们以只是在大气中才有的“极光 ”现象出现的最大高度作为大气的上界。其数值约为 1000km。大气在垂直方向上的分布很不均匀，不同气层中的性质差异很大。世界气象组织（WMO）建议。根据大气的运动状态和温度的垂直变化特点，将大气在垂直方向自下而上依次分为以下五层：
染；大气垂直结构。
重点：大气中的易变成分及其作用；对流
层主要特征；摩擦层和自由大气。
大气概况

一、大气成分：主要由多种气体 ( 氮、氧、氩、二氧化碳和臭氧等)、水汽和悬浮的杂质构成。
干洁空气（Dry air）:是组成大气的主要成分。干洁空气的组成： 1)主要成分99％氮气N2－－－－－－78％氧气O2－－－－－－21％ 2)次要成分1％氩气Ar－－－－－－0.9％ CO2－－－－－－－0.03％臭氧O3及其它－－－0.07%
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。空气的冷
热程度，实质上是反映空气分子运动的平均动能。当空气获得热量时，其分子运动的平均速度增大，平均动能增加，气温升高。反之当空气失去热量时，其分子运动平均速度减小，平均动能随之减少，气温就降低。气温可以通过温度表或温度计直接测得。

不可忽视的航海气象学

不可忽视的航海气象学作者：Lisa来源：《走向世界》2010年第32期要航海，先要了解航海气象学。

航海气象学是研究与航海有关的气象学问题的学科。

凡影响船舶航行的气象条件的形成和变化规律、与气象关系密切的海洋水文条件，以及这些条件对航海和船舶驾驶的影响和应用等，均属其研究范畴。

航海学的发展与气象学的发展和应用有极其密切的关系。

远在独木舟航海时代，人类就注意到按气象条件选择出航时间和航行海域。

至帆船时代，人们已能利用海上的风做为航行的动力。

魏晋南北朝时，中国以风为动力的海船就经常来往于中国和波斯(今伊朗)等国之间；15世纪末，航海者开始掌握东北信风知识一一它有利于商业贸易船队的航行，又被称为“贸易风”；17世纪，实质上是测量气压变化的“晴雨计”被使用在航海中，以预测风暴的来临：19世纪，人们依靠航海实践中积累的资料，开始编制用于大洋和局部海域航行所使用的各种航海气候图，有助于航海家们设计季节航线的海上风和海流图也在此时期出现了；上世纪50年代，海洋气候图志逐渐系统和完善，并成为航海和航路设计的主要依据；此后，海上气象观测、气象情报传输、海洋天气预报等，有了很大发展，海洋天气分析图表和预报产品，开始通报到海上，使其在航海上得以广泛应用。

从上世纪50年代蓬勃发展起来的船舶最佳航线选择技术，是气象学结合海洋学在航海上的重要应用，也是航海气象学的重要发展。

现代航海气象学所研究的课题，就是应用气象学，尤其是海洋气象情报和预报服务方面的成果，保障着船舶安全经济航行，避免和减少由于海上环境条件给航海所带来的不利影响和损失。

这些研究，同时也丰富了气象学的研究内容，促进了气象学的发展。

气象对航海活动有着极其重要的影响，详细地了解它是航海前不可忽视的准备工作。

海浪是风作用于海面产生的一种海水运动。

长时间的强风，会造成巨大的波浪，引起船舶横摇、纵摇和垂直运动。

横摇的最大危险在于船舶自由摇摆周期与波浪周期相近时，会出现共振现象，使船舶的横摇振幅骤增，从而导致船舶的倾覆。

航海气象学课件第六章

8
3、辐射雾（Radiation Fog，陆雾）
1）定义 ――晴朗微风、比较潮湿的夜间，由于地面辐射冷却，近地面层气温降至露点或露点以下，使水汽凝结而形成的雾。
2）分布地区 ――内陆潮湿洼地、沿海港湾。
3）生消特点
――一年四季均能发生，秋冬季居多，冬季入海易消散，
夏季入海消散慢。
――具有明显的日变化，夜间形成，日出前最浓，日出后随
2、锋面雾（Frontal Fog，雨雾或降水蒸发雾） 1）定义
――锋面上暖气团里下降的雨滴穿过锋面落到冷气团里，雨滴蒸发，使锋面下冷气团近地面层的空气达到饱和而形成的雾。
2）分布地区 ――暖锋前、一型冷锋后、锢囚锋的两侧。
3）特点 ――浓度及生消时间不受气温日变化的影响； ――雾区随锋面和降水区的移动而移动。
2）分布地区 ――高纬沿海、极地冰间水面、冰缘等。
3）特点 ――冬季最常见。 ――浓度不大，厚度薄。 ――有显著的日变化。 ――在任何风速下都可能发生。但风向改变可使雾消散。
10
三、平流雾的形成条件 1、冷的海面 ――西北太平洋，表层水温低于20℃；黄海北部水温低于24℃。 2、适当的水汽温差
――长江口外海域和北海道以东海面0℃～6℃，2℃～3℃频率最高；日本海和北太平洋，温差1℃时频率最高。当温差>8℃后，海雾很少发生。
2、南半球大洋 35°S以南，随纬度增高，雾逐渐增多。平流雾区：阿根廷东部海面、塔斯马利亚与新西兰之间海面、
马达加斯加南部海面。多发生于夏季。西风漂流上，终年有雾，特别是夏季（12～2月），能见度良好的天数很少。
14
二、中国近海的雾 1、地理分布特点
雾区呈带状分布，雾区南窄北宽，雾日南少北多。三个多雾中心：黄海中、南部；

航海气象学课件第八章.ppt

与编报
23
五、风的观测
1、观测仪器：手持测风仪；综合数字气象仪。 2、注意事项：应选择在船上四周无障碍、不挡风处，风向传感器的0° 应
与船头一致。 3、数据记录：风向以度（°）为单位，取整数，风速（10分钟平均）以
米/秒（m/s）为单位，记到一位小数。 4、真风的求算：矢量三角形法。
例题：航速16节，航向西北，视风东北风，8m/s，求真风。
通风处，应有减振装置并避免太阳光的直接照射。 3、数据记录：以百帕（hPa）为单位，准确度－1hPa～＋1hPa。
4、数据订正：刻度订正、温度订正、补充订正、高度订正。
陈登俊§8.5船舶海洋水文气象观测
与编报
26――全天无法辩明，总云量、低云量记－，低云栏记“∞”；部分天空可辨，总云量、低云量记－，低云栏记“∞ ” 加可见云状。
夜间无月光时，若不能判断云状，估计天空被遮蔽而看不到星光的那部分作为总云量，云状、低云量栏记“－”。
四、天气现象的观测
1、观测方法：现在天气现象是在定时观测时所观测到的天气现象，过去天气现象是在定时观测之间六小时内所观测到的天气现象。
时，记为“－”。
三、云的观测
1、注意事项：应尽量选择在能看见全部天空和水天线的位置上进行观测；如阳光较强，需戴黑色眼镜；夜间观测应避开较强灯光进行。
2、特殊情况的记录：雾――全天无法辩明，总云量、低云量记10，低云栏记“三”；部分天空可辨，总云量、低云量记10，低云栏记“ ”
加可见云状。
陈登俊§8.5船舶海洋水文气象观测
2、影响海面能见度的因子
――雾是影响海面能见度最主要的因子。 ――沙尘暴、烟、雨、雪、低云等。 3、能见度等级术语
――能见度低劣（BAD）（0～2级） ――能见度不良（POOR）（3～4级） ――能见度中等（MODERATE）（5～6级） ――能见度良好（GOOD）（7级） ――能见度很好（VERY GOOD）（8级）