海洋水文气象要素分析解析
小麦岛水文气象数据处理
1、小麦岛站海洋气象、水文要素数据处理和分析
1.1、气温和海表盐度
因为太阳辐射强度较小而蒸发量减小，海表盐度在9月份随时间呈现明显的下降趋势。
海表盐度分布的直方图数据，均值在31.09%，方差0.061，众数30.89%，中位数31%,偏度0.29,峰度1.64。分布较为集中，呈现右偏分布。
1.1.2 气温
温度均值23.38摄氏度，方差3.13，标准差1.77摄氏度，气温中位数在23.20摄氏度，众数在23.7摄氏度，偏度0.42，峰度2.66。分布较为分散，右偏分布。
1.2、海表水温和风速的相关分析
海表水温缺少每日2时的采样，为了使得数据采样间隔均匀，由水温的日变化较为缓慢的特点，对每日2时的水温数据进行了插值，再与风速进行相关分析。
得到相关系数为-0.153，呈现很弱的负相关。假设风速对水温有滞后的影响，取前30的风速数据与sst 作滑动相关分析。
结果不能表现出这种滞后性影响，说明风速并非影响sst 的唯一因素，过程中可能有其他方面的变量在起作用。
2、小麦岛气象数据的图象表示
2.1、DF 方法做气温数据的直方图
用matlab 的自带工具箱dfittool 作气温数据的概率密度、累积频率曲线和保证率曲线。 累积频率曲线-
保证率曲线-
2.2、气温的箱线图
有箱线图的图示可以得到以下结论：数据中没有异常值。拖尾较长，中位数偏于下四分之一分位数，属于右偏峰，数据集中于低温部分。
2.3、风速玫瑰图
主要为西北季风。
2.4、9月上下半月气温的显著性差异
假设9月份前半月和后半月的气温都满足正态分布，使用F 检验法检验上下半月的气温资料的统计显著性差异。组内偏差平方和与组间偏差平方和之比满足F （2-1,124-2）分布。经过计算F=24.5，而0.0050.005(1,122)(1,120)8.1824.5F F αα==<=<，故前后两组数据在不到0.5%的水平上有显著性差异，即P （不具备显著性差异|具备显著性差异）<0.5%，故可认为前后两组数据具备显著性差异。
基于大数据的海洋气象数据分析与预测研究
基于大数据的海洋气象数据分析与预
测研究
海洋气象数据的分析与预测是一项十分重要的研究领域，它不仅能够提供海洋气象相关信息，还能够为航海、渔业、海岸管理等领域提供决策支持和风险评估。随着大数据技术的应用和发展，海洋气象数据分析与预测的能力也得到了极大的提升。本文将从以下几个方面对基于大数据的海洋气象数据分析与预测进行研究。
首先，我们需要收集并整理大量的海洋气象数据。海洋气象数据通常包括气温、湿度、风速、辐射等多个方面的指标。在大数据时代，我们可以通过多种途径获取这些数据，例如气象观测站、卫星遥感等。然后，我们需要对这些数据进行整理和分类，以便后续的分析和预测工作。
其次，我们需要对收集到的海洋气象数据进行分析。大数据技术可以帮助我们处理和分析庞大的数据集，从中发现隐藏的规律和趋势。通过数据挖掘和机器学习的方法，我们可以对海洋气象数据进行模式识别、异常检测、聚类分析等，从而揭示出数据中的有用信息。例如，我们可以通过分析历史气象数
据，找到不同气象因素之间的关联关系，并建立相应的预测模型。
第三，基于分析的结果，我们可以进行海洋气象数据的预测。通过建立数学模型和算法，我们可以利用历史数据来预测未来的海洋气象状况，例如未来几天或几周的温度、风力等。这些预测结果可以为渔民、海岸管理者等提供决策依据，帮助他们做出合理的安排和决策。同时，预测结果也可以用于气象灾害的预警和防范工作，提高人们对海洋气象灾害的应对能力。
此外，基于大数据的海洋气象数据分析与预测还可以为气
象科学的研究提供更多的数据支持。通过对海洋气象数据的深入研究和分析，我们可以进一步理解和探索海洋气象现象的规律和机制，为气象学科的发展做出贡献。
南海印度洋风浪海温等海洋水文要素统计分析
科技信息
1.引言
印度洋海域在世界海运、航运、渔业、矿藏、通讯等各个经济领域中
都占有主导地位，在全球战略多极化格局发展中，该区局势的发展变化对全世界的政治、经济和军事有着极为深远的影响，该海域也是我亚丁湾护航的重要海域，南海-北印度洋航线更世界上最为繁忙的海上贸易通道之一，具有重要的经济和军事战略地位，直接关系到我国的海上石油安全和海洋权益，具有重要的战略地位[1-6]。印度洋海域的海洋水文环境特征复杂，对航海、军事等方面都有重要影响，本文利用多种要素的权威资料，分析了该海域的海洋水文环境特征概况，为防灾减灾、海洋水文保障等提供参考。
2.资料简介
2.1海表风场资料
CCMP风场结合了ADEOS-II、QuikSCAT、AMSR-E、SSM/I几种资料，利用变分方法得到，其空间分辨率为0.25°×0.25°，时间分辨率为6h，空间范围为：78°S-78°N，0°-360°E，时间范围从1987年7月至今[7-10]。
2.2海浪场资料
ERA-40海浪资料来自ECMWF，资料范围覆盖全球大部份海域，时间从1957年09月01日-2002年08月31日，时间分辨率为6h，空间分辨率为1.5°×1.5°[11-12]。
2.3海温资料
NOAA的SST资料的时间范围从1854至今，每月1次，更新较及时，空间分辨率2°×2°，空间范围为88°S-88°N，0°-360°E。
3.海洋水文特征
3.1风场、海浪场
春季：北印度洋处于季风过渡季节，风向稳定度较差，平均风速在3-5m/s，南印度洋平均风速在6-7m/s。夏季：北印度洋盛行西南季风，孟加拉湾平均风速6-8m/s，阿拉伯海平均风速7-11m/s，南印度洋冬季信风的范围大，平均风速达8-9m/s。秋季：北印度洋为季风过渡季节，平均风速4-5m/s，南印度洋东南信风带的范围比7月略有缩小，平均风速在8m/s左右，西风带40°S以南平均风速在8-10m/s。冬季：北印度洋盛行东北风，平均风速在4-7m/s左右，风力最大的地方出现在索马里附近洋面，平均风速在8m/s以上，赤道辐合带和赤道西风区中，平均风速在4m/s左右，南印度洋东南信风带的风速在6-7m/s，澳大利亚西岸的平均风速可达8m/s。南印度洋西风带的平均风速在8-10m/s左右。
海洋水文气象
海洋水文气象
［填空题］
1海洋热量的收入和支出主要来自哪里？
参考答案：海洋热量的收入，主要是来自太阳辐射；海洋热量的支出，主要是消耗于海水的蒸发。一年中，世界海洋热量的收入和支出，基本上是平衡的。
但是，各个海区通过太阳辐射和海水蒸发热量收支并不平衡。
［填空题］
2世界范围内海洋表层海水温度的分布情况如何？
参考答案：世界海洋表层海水的温度分布，表现为由低纬向高纬递减的规律。另外，世界海洋表层海水的温度分布状况，还受气象、沿岸地形、洋流等因素的影响。同纬度的海区相比较，有暖流流过的海区，水温要比寒流流过的海区的水温高些。海水是热的不良导体，太阳辐射热量集中储存在海洋表层，表层海水的温度随深度递减；而1000米以下深层海水的水温基本上差别不大，经常保持着低温状态。
［填空题］
3根据海水温度在垂直方向上的变化，海水有哪三层结构？
参考答案：海水温度在垂直方向上的变化，总的来说是随深度的增加而降低。但海水有时存在着三层结构：上层为混合层，此层温度随深度变化小；其下一层叫温跃层，此层温度急剧下降；温跃层之下，海水的温度变化也较平缓。
［填空题］
4热量净收支与海域水温有怎样的关系？
参考答案：不同海域海面热量净收支是不平衡的，但全年平均并没有因某海域海面热量的收入大于支出使水温不断升高，反之也没有因某海域海面热量的收入小于支出使水温不断降低，尽管各个海域水温有高有低，它们的年与年之间的变化却不大。海流在海洋内部的热量传输中起到较为重要的平衡作用。
［填空题］
5海水温度变化与陆地温度变化相比，幅度如何？
参考答案：与相应纬度的陆地相比，海水温度变化比陆地慢，变化幅度比陆地小。［填空题］
第一章 海洋水文气象要素
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。
大气的垂直分层
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。
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。
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。
以作为凝结核。
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
海洋环境参数
海洋环境参数
海洋环境参数是指在海洋中测量和描述水文、气象、地形等物理、化学、生物等现象的一系列参数。这些参数对于海洋研究、海洋资源开发和保护、海洋安全、环境保护以及气候变化等方面都有着重要的影响和作用。下面，我们逐步分析探讨以下有关海洋环境参数的知识点。
一、海洋环境参数的分类
1. 水文参数：是研究海水的物理和动态特性，主要包括温度、盐度、密度、流速、波浪、潮汐等。
2. 气象参数：是指在海洋上测量的气象参数，如风速、风向、气温、降雨量、大气压力等。
3. 地形参数：是指海洋地理环境的现象，如海底地形、海岸线、海啸等。
4. 化学参数：主要研究海水的化学成分和水质特征，如海水PH 值、溶解氧、营养物质含量等。
5. 生物参数：是研究海洋生态系统、海洋生物群落、海洋生物地理、海洋生物多样性等方面的参数，如海洋生物密度、物种组成和活动等。
二、海洋环境参数的测量和检测
1. 海洋环境参数的测量需要调查和采集大量的数据，并根据精度和准确性等指标来比较分析。测量设备包括：数据计等逐层递进的多种海洋水文设备，如CTD、MS、BOR、AWAC等，以及流量计、潮汐计等。
2. 海洋环境参数的监测可以通过定期检测来验证海洋生态环境的健康状况和功能，以及对海洋环境的监管和安全保障。例如，水质监测可以用采样器采集水样、分析器进行分析。
三、海洋环境参数的态势分析
海洋环境参数的态势分析是指对海洋环境参数的数据进行处理并
进行环境评估，诊断海洋环境的变化和发展趋势，开展基于模型的预测和计算以及进行应对和管理。从海洋环境参数的数据中，可以研究人类活动对海洋环境的影响以及海洋生态系统的健康状况、稳定性等因素，还可以解读海洋环境变化的原因以及海洋生态系统的演化趋势等。
第一章海洋水文气象要素
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）
理量，通常采用摄氏温
辐射。物体的温度越高放射能力
标℃和
越强，辐射出的波长越短，温度
绝对温标K，
越低放射能力越弱，辐射的波长
T=273+t
越长。
t=T-273
2. 太阳辐射、地面辐射和大气辐射：
太阳表面为6000K，地面和大气
华氏温标与摄氏温标的关系： C=5/9（F-32） 3. F=9/5C+32
温度为300K
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
括极值。
天气表示大气运动的瞬时状态，气候则表示长时间统计的平均结果
§1.1 大气和海洋概况
一.大气的成分和垂直结构
海洋气象与海上风险评估
海洋气象与海上风险评估
海洋气象在航海和海上风险评估中起着重要的作用。通过对海洋气
象的准确预测和风险评估，可以提前采取措施来保护船只和船员的安全，同时提高航海效率。本文将介绍海洋气象的主要特点和其在海上
风险评估中的应用。
一、海洋气象的特点
海洋气象是指研究海洋和大气系统相互作用、影响海洋的天气现象
以及与海洋相关的气候变化的学科。与陆地气象相比，海洋气象具有
以下特点：
1. 海洋环境多变：海洋表面时刻都处于不断变化的状态，包括海水
温度、盐度、洋流等。这些因素会对气象系统产生影响，使得海洋气
象具有复杂性和不确定性。
2. 气象要素丰富：海洋气象涉及的要素较陆地气象更为丰富，包括
风速、风向、浪高、浪向、海况、气压等。这些要素的准确掌握对航
海安全和海上活动尤为重要。
3. 气象系统更为复杂：海洋气象中存在多种气象系统，如热带气旋、温带气旋、季风等。这些系统与海洋环境的相互作用使得海洋气象的
研究更具挑战性。
二、海洋气象在海上风险评估中的应用
海上风险评估是指通过对航线和目标区域的气象条件进行评估，以
确定潜在的海上风险，并为航运决策和航行安全提供支持。海洋气象
在海上风险评估中有以下应用：
1. 气象预报：通过利用气象卫星、气象雷达、船载观测等手段，对
海洋气象进行观测和预测。气象预报可以提供风速、风向、浪高、浪向、海况等信息，为船只航行和海上活动提供参考。
2. 风险评估：基于气象预报和历史气象数据，结合海洋环境特点，
对航线和目标区域的风险进行评估。通过分析气象系统、海洋环境和
船只状况，确定可能发生的风险，如暴风、大浪等。
海洋水文要素观测
数据误差与不确定性分析
误差来源识别
识别并分析数据误差的来源，如观测设备误 差、环境干扰等。
误差传递分析
研究误差在数据处理过程中的传递和放大， 评估其对最终结果的影响。
不确定性评估
对数据处理和分析结果的不确定性进行评估， 提供置信区间和概率分布。
误差校正与补偿
根据误差来源和性质，采取适当的校正和补 偿方法，提高数据质量和精度。
海洋水文要素观测
contents
目录
• 海洋水文要素观测概述 • 海洋水文要素观测内容 • 海洋水文要素观测设备 • 海洋水文要素观测数据处理与分析 • 海洋水文要素观测应用与案例
01 海洋水文要素观测概述
定义与分类
定义
海洋水文要素观测是对海洋水体的各 种物理、化学和生物特性进行的测量 和观察。
用于测量海水温度，可分为表层温度计、中层温度计和深层温度计。
温度记录仪
能够自动记录和存储海水温度数据，便于后续分析。
盐度观测设备
要点一
盐度计
利用电导率原理测量海水的盐度，分为便携式和固定式两 种。
要点二
盐度记录仪
与温度记录仪类似，能够自动记录和存储海水盐度数据。
深度与压力观测设备
测深仪
用于测量海水的深度，通过声波探测技术实 现。
分类
根据观测对象的不同，可分为海水温 度、盐度、流速、流向、波浪、潮汐 、海温等多个类别。
海洋水文气象
海洋水文气象
216.海洋形态的固有特性是什么？
（1）广漠而有垠：占地球表面积70.8%，被陆地分隔。
（2）深又浅：两层含义。其一指海洋平均深度为3800米，最深为11034m（陆地海拔最高为8848米)，但地球半径为6371千米，因此海洋只是地球上一薄层；其二指海洋垂直尺度与水平尺度比为10-3的量级，因此海洋中海水的运动以水平运动为主。
（3）连通又阻隔：各大洋水域连成一体，可以充分进行物质和能量的交换。北半球陆地几乎连成一体，阻挡了北冰洋与其他大洋的水交换，使北冰洋底层水无法流出进入其他大
洋。其他大洋底层水均来自于南极大陆附近的边缘海。
217.地球自转对地球上运动的物体有哪些影响？
由于地球自转，在地球上运动的物体会受到地球自转偏向力——科氏力的作用，该力不改变运动物体的速度，只改变物体运动的方向（在北半球总使运动物体右偏，在南半球则向
左偏）。
218.海水的热容具有什么特性？为什么说海洋是大气的空调器？
热容是海水温度升高1°C所吸收的热量。
海水的热容量较大，是空气的４倍，因此海洋水温的变化较气温缓慢且滞后，从而影响
沿海气温的变化幅度，俗称海洋是大气的空调器。
219.在海水中的含量最高和最低的元素分别是什么？
分别为氯元素和氡元素。
220.大洋海水的pH值一般是多少？
对于大洋海水来说，pH值一般在8左右。
221.海水的热膨胀具有什么特征？
不遵循热胀冷缩规律。高温时热膨胀系数值为正，低温、低盐时为负值。热膨胀系数由
正转负时对应的密度最大。
222.海洋中海水结冰过程与湖泊中淡水结冰有何异同？
黄渤海风、浪、流等海洋水文要素特征分析
海洋是人类最大的资源宝库,又是未来高技术局部战争的主要战场,既关系到国家安全战略,又关系到国家和民族的长远利益[1～5],“谁能控制海洋,谁就能控制世界”
[6]。海洋防卫力量,海洋资源,海洋环境,海洋空间,海洋开发和管理能力,是综合国力的重要组成部分。近海和二岛链海域对我国在航海、渔业、军事、矿物勘探、海洋工程等诸多领域具有非常重要的意义。开发利用海洋,必须充分了解海洋水文环境特征,做到“开发利用海洋,评价和规划先行”[7～13],方可有效避免盲目开发。海洋水文环境对军事的影响主要表现在:对舰船自身船体及操纵的影响、登陆作战、导弹击水概率、舰炮射击精度、布设鱼水雷、舰载机的起降、反潜、海上搜救、非战斗减员(人员晕动病)、潜艇航行安全、隐蔽、潜坐、通信、补给等诸多方面[14～22],海军尤其关注海表风场、海浪场、潮汐潮流、海雾、盐度、SST(海表温度——Sea Surface Temperature)等要素。本文根据日常保障经验,结合相关理论,对黄渤海的海洋水文特征进行分析,为防灾减灾、航海、海洋水文保障、海洋工程、海洋能资源开发利用提供科学依据。
1 黄渤海地理特征
渤海(Bohai Sea):位于大连西边,是一个近封闭的内海,海域面积7.7万km2,平均
水深18m,最大水深85m,小于30m的范围
占总面积的95％,海底平坦,多为泥沙和软
泥质,地势呈由三湾向渤海海峡倾斜的态
势。渤海背靠我国心脏地区,是京津的门
户,在国防上有极重要的意义。
渤海海峡(Bohai Strait):辽东半岛老铁
第一章 海洋水文气象要素解析
大气中的易变成成分
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。
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。（P5）
1. 对流层（Troposphere）：下界为地面，上界随纬度和 季节变化，平均厚度10-12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。
第一章 海洋水文气象要素
§1 大气和海洋概况 §2 气温和海温 §3 大气压 §4 风和浪 §5 大气湿度和海水盐度 §6 云和降水 §7 海面能见度和海水透明度 §8 船舶海洋水文气象观测
几个重要的专业术语
大气（Atmosphere）：包围地球表面的整个大 气层。
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。
海洋水文气象要素
一、 气压的定义和单位
气压： 指单位截面积上大气柱的重量称大气压强，简称气
压。在标准情况下（即气温为0℃，纬度为45°的海平 面上）,760mm水银柱高的大气压称一个标准大气压， 等于1013.25百帕(hectopascal)。
Ｐ＝w/s＝ρghs/s＝ρgh （大气压强公式） 其中: Ｐ-气压 ρ-水银密度; ｈ-水银柱高度; ｇ-重力
1000hpa时，h=8m/hPa。 海平面气压=本站气压＋高
度订t正C 。
-40 -20
0
20
40
P(hpa)
1000
6.7 7.4 8.0 8.6 9.3
700
9.7 10.6 11.4 12.2 13.1
500
13.4 14.7 16.0 17.3 18.6
§2 海平面气压场的基本形式
1)低压（Low Pressure，Depression）： 由闭合等压线围成，中心气压比周围低的系统。
2)高压（High Pressure）: 由闭合等压线围成,中心气压比周围高的系统。
3. 低压槽和槽线（Trough）：
由低压向外延伸出来的狭长区域，或一组未闭 合的等压线向气压较高的一方凸出的部分，简称 槽。在低压槽中各条等压线曲率最大处的连线， 称槽线。
4. 高压脊和脊线（Ridge）：
由高压向外延伸出来的狭长区域，或一组未闭 合的等压线向气压较低的一方凸出的部分，简称 脊，脊中曲率最大点的连线称脊线。
水文气象要素变化特征
水文气象要素变化特征
水文气象要素变化特征指的是水文和气象要素在不同时间尺度上的变化规律。下面列举了一些常见的水文气象要素变化特征：
1. 降水：降水量在不同时间尺度上存在季节性和年际变化。一般来说，夏季降水量较多，冬季较少。年际变化表现为多年降水量的长期平均值存在波动，可能会出现干旱或洪涝等极端降水事件。
2. 温度：温度变化与地理位置、季节和气候类型有关。在地球上不同地区和不同季节，温度的年际变化和日变化都有所不同。一般来说，温度随着纬度的升高逐渐降低，夏季温度较高，冬季较低。
3. 蒸发：蒸发是水从地表蒸发到大气中的过程，与气温、风速、湿度等因素有关。一般来说，蒸发量与温度和风速呈正相关关系，与湿度呈负相关关系。蒸发量的年际变化与气候类型和地理位置有关。
4. 地下水位：地下水位受降水和蒸发的影响，存在季节性和年际变化。一般来说，降雨量较多的季节地下水位较高，而蒸发量较大的季节地下水位较低。地下水位的年际变化与降水量和地下水补给的多少有关。
5. 河流流量：河流流量与降水和地下水的补给有关。一般来说，降雨量较多的季节河流流量较大，而蒸发量较大的季节河流流量较小。河流流量的年际变化与降水量和地下水补给的多少有
关。
总之，水文气象要素的变化特征与气候、季节和地理位置等因素密切相关，不同要素在不同时间尺度上都存在着一定的规律和变化趋势。这些特征对于水资源的管理和气候变化的研究具有重要的意义。
海洋气象 第二章海洋水文气象要素
❖ 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。
大气在水循环中的作用
由三年平均卫星观测数据得到的全球海洋生物和陆地生物进 行光合作用的分布特征。海洋上，深蓝色为光合作用少， 绿色为光合作用强。陆地上，深绿色为光合作用显著。
年平均下由光合作用季初级生产力产生的碳的吸收率，黄红 色为大值区。
3)大气的垂直分层
1. 对流层 （1）在一般情况下，对流层中气温随
高度增加而降低，平均每升高100米 气温降低0.6℃。 （2）空气对流运动显著。 （3）天气现象复杂多样。 2. 平流层 3. 中间层 4. 热层 （1）随着高度增加，气温迅速高。 （2）空气处于高度电离状态。 5.散溢层
❖ 相对于地球表面反射的向外辐射，地球大气对入射的太 阳辐射可以看成透明的。由于大气向外辐射的阻挡，使 地球表面温度比没有大气时高很多。
❖ 大气层具有散射作用（外层大气的蓝色，空气分子优先 散射入射短波，气溶胶散射白色光线）。
❖ 大气层具有反射的作用（云和气溶胶将22%的入射向外散 射）。
太空拍摄的地球边缘 利用可见光辐射拍摄的底层云
美国定义的标准大气的中纬度地区气温廓线，自下而上分别 为对流层、平流层、中间层和热层。
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第二节
风
一、地转风（Geostrophic Wind） 1、定义 ――自由大气中，空气的匀速水平直线运动。 2、力的平衡 ――水平气压梯度力与水平地转偏向力平衡。 Gn＝An，方向相反，作用在同一条直线上。 3、Vg的大小，Vg＝－ΔP/（2ρωsinφΔn） 1）与水平气压梯度成正比，在天气图上，等压（高）线越密，地转风 越大； 等压（高）线越疏，地转风越小。 2）与空气密度ρ成反比，高空ρ小，地转风增大；低空ρ大，地转风小。 3）与sinφ成反比，纬度越高，Vg越小； φ＝0°（赤道上），Vg趋近无穷，说明地转风不存在。 4、风向 ――白贝罗风压定律。 风沿等压线吹，背风而立，北半球高压在右，低压在左；南半球正好相 反。
二、气温的日、年变化 1、日变化 1) 日变化特点：一天中最高气温（Tmax）：陆地上在13～14时，海洋上 在12时30分。 最低气温（Tmin）：近日出前 2）气温日较差：Tmax－Tmin 3）影响日较差的因素： 下垫面性质：陆地日较差>海洋，沙漠最大 纬度：低纬日较差>高纬 季节：夏季日较差>冬季 天空状况：晴天日较差>阴天 海拔高度：低处日较差>高处 2、年变化 1）年变化特点： 一年中月平均最高气温（Tmax）：北半球，陆地在7月，海洋在8月 最低气温（Tmin）：北半球，陆地在1月，海洋在2月 2）气温年较差：月平均Tmax－月平均Tmin 3）影响年较差的因素： 下垫面性质：陆地年较差>海洋，沙漠最大 纬度：高纬年较差>低纬，赤道最小 海拔高度：低处年较差>高处
5、地转风的计算―― 公式法：Vg＝－ΔP/（2ρωsinφΔn） 将ρ＝1.293kg/m3和ω值代入得 Vg＝－4.78ΔP/（sinφΔn） (水平气压梯度单位：hPa/赤道度，或hPa/ 纬距) 二、梯度风（Gradient Wind） 1、定义 ――自由大气中，空气的水平匀速曲线运动。 2、力的平衡 ――水平气压梯度力、水平地转偏向力和惯性离心力达到平衡。 高压中（反气旋）：Gn＋C＝An 低压中（气旋）： An＋C＝Gn 3、主要结论： 1）北半球，高压中的风顺时针旋转，低压中的风逆时针旋转； 风向与气压场之间满足白贝罗风压定律。 2）梯度风风速与水平气压梯度、纬度的正弦、空气密度和曲率半径有 关。
3）低压（气旋）区中的水平气压梯度不受限制； 高压（反气旋）中的水平气压梯度不能超过某一临界值。 4）反气旋区内，边缘风速较大，中心附近微风或者静风； 曲率较小（曲率半径大）处，即等压线平直处，等压线密， 风速大； 曲率较大（曲率半径小）处，即等压线弯曲较大处，等压线 疏，风速较小。 5）中高纬度反气旋的风速较大，低纬度反气旋内风速较小。 6）Va（反气旋中的风）〉Vg（地转风）〉Vc（气旋的风） 三、风随高度的变化 随高度的升高，风速增大，北半球风向逐渐右偏，南半球逐 渐左偏，摩擦层顶处，风速接近地转风，风向接近地转风向。 近地面层（30m～50m以下），风随高度的变化不明显。
二、物理分类
云型 层状云 波状云 积状云
中云 高云 大气稳定度 雨层云（Ns）、层云（St） 高层云（As）卷层云（Cs）稳定 层积云（Cs）、 高积云（Ac）卷积云（Cc）稳定 淡积云（Cu hum）、 卷云（Ci） 不稳定 浓积云（Cu cong）、 积雨云（Cb）
低云
第三节 云
一、观测分类 云族 云底高度
云属 降水特点 中文名 国际名国际 缩写 高云 >5000m 卷云 Cirrus Ci 卷层云 Cirro-Stratus Cs 卷积云 Cirro-Cumulus Cc 中云 2500m～5000m 高层云 Alto-Stratus As 连续性或间歇性的雨、雪 高积云 Alto-Cumulus Ac 低云 <2500m 层积云 Stratus-Cumulus Sc 间歇性微弱的雨、雪 层云 Stratus St 毛毛雨 雨层云 Nimbo-Stratus Ns 连续性中～大的雨、雪 碎雨云 Fracto-Nimbus Fn（附属云） 积云 Cumulus Cu 积雨云 Cumulo-Nimbus Cb 阵性降水
第一章
海洋水文气象要素
气象要素――表征大气状态的物理量或物理 现象，如气温、湿度、气压、风、云、能见 度、雾、雷暴、雨、雪、冰雹等。表层水温、 海浪、海流、海冰等是水文要素。
第一节
气温
一、气温的定义和单位 1、气温（Air Temperature）：表示空气冷热程度的物理量 2、三种常有温标之间的换算关系： 1) 三种温标对纯水冰点和沸点的定义： 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 2）三种温标的换算关系 已知X℃，则对应的 华氏温标Y（℉）＝9•X/5＋32 绝对温标Z（K）＝273＋X 若已知Y℉，则对应的 摄氏温标X（℃）＝5×（Y－32）/9 绝对温标Z（K）＝273＋5×（Y－32）/9
第四节
海事系统救助技能培训
航海气象讲座ຫໍສະໝຸດ Baidu
任课教师 盛清波
一、教学目标:学习基本的气象知识,了解寒潮、熱带气旋、 雷暴等常见的天气系统,能在现场对基本气象要素进行简单 观测，必要时向指挥中心报告。会识读气象图，利用天气报 告或天气图判断现场的天气形势和变化趋势。
二、教学重点： 1、海洋水文气象基本要素的特征及观测方法。 2、几种常见雾的特点及生消条件 3、判断热带气旋的部位及避离方法 4、寒潮大风的天气过程 5、气象图符号、天气系统的识读，根据气象图判断现场的 天气形势及变化趋势。