现代气候学原理重点知识总结

现代气候学原理

第一章导论

气候的定义及其表示；气候学定义与分支；气候学研究的三个阶段；国内外气候研究计划。

第二章天文气候与物理气候

天文辐射与日地关系；太阳辐射在大气中的传输；辐射物理气候特征。

第三章地球—大气系统的能量平衡

能量平衡基本方程；辐射平衡的变化特征；全球热量平衡；地球—大气系统的能量平衡模式；能量的经向调整；辐射加热率和辐射冷却率；大气的温室效应。

第四章大气环流与气候

大气环流；大气环流形成的基本因子；一般大气环流模式；大气环流基本特征；角动量输送与平衡；海陆分布对大气环流的影响；大气环流对气候影响；气团、锋与气候；气旋、反气旋与气候

第五章海—陆分布与气候

海陆物理特征的差异；海陆分布的温度效应；海陆分布与大气水分；海陆分布与周期性风；海陆间水分平衡与水分循环

第六章海流与气候

海流形成与分类；海流对温度和降水的影响；海流异常与厄尔尼诺现象

第七章地形与气候

地形与辐射；地形与温度；地形与降水；地面特性与气候

第八章气候分类

气候带和气候型；气候分类；气候变化的事实；气候变化的研究方法；气候变化的可能原因；气候预报问题；气候变化的影响评估。

第九章气候变化及其影响

第一章导论

气候的定义及其表示；气候系统的构成与反馈机制；气候学定义与分支；气候学研究的三个阶段；国内外气候研究计划

1 气候的各种定义

传统：1、某地的气候就是该地长时期内天气状态的综合反映 ---天气气候学。

2、某地气候就是该地在多年时期内的大气平均状态---地理气候学。

如1845年，亚历山大冯洪堡

1. 1 气候的定义及其表示

（1769年~1859年）洪堡出生在柏林，是最早的科学家兼探险家之一。洪堡进行过两次重要的探险活动。

第一次始于1799年，是去南美洲。他们的主要目的是研究所旅行地区的自然史，因此携带了很多当时最新的科学仪器。他们的调查还包括对秘鲁海岸外洋流的研究（这个地区的一股洋流以洪堡的名字命名）。在一次充满危险的河上旅行中，他们证实了奥利诺科学河是与亚马孙河相通的。他们还创造了一项登山记录，几乎登上了厄瓜多尔的钦博拉索山顶5800米处，在这之前还无人到过这样的高度。1804年，他们回到了欧洲。

1829年，洪堡再次出发探险。在长达6个月经西伯利亚到中国的旅行中，洪堡研究了亚洲的天气和地质情况。

洪堡确信在世界范围内建立气象站网的价值。他说服了俄国沙皇尼古拉一世，在其帝国范围内建立这样的气象站网。其他国家的政府随之纷纷效仿。到20世纪后半叶，这些气象站网已成为世界气象信息的主要来源。

在南美洲的旅行中，火山活动是洪堡能直接进行研究的一个领域。

洪堡：德国气象学家。1846年9月25日生于俄国圣彼得堡，1940年6月22日卒于奥地利格拉茨。1864年进入彼得堡大学学习，1870年获莱比锡大学博士学位，1874年起任职于德国汉堡海洋气象台达50年。

他在1876年研究北半球降雨的几率，绘制低气压系统综合路径图。1879年提出风速日变化理论。1880年提出低气压系统大致按盛行风方向前进的论点。1906年首先创用高空学这一学术名词。1914年发现大型天气现象有11年的周期存在。柯本从1884年起绘制全球温度带图，深入研究海洋、天气和气候，并系统地研究全球的气候，于1900年提出较完整而简要的气候分类法，称为柯本气候分类，并被广泛采用。著有《气候学》第一卷《普通气候学》，《地质时代的气候》（与A.L.韦格纳合著），《气候学手册》5卷（与R.盖格尔合编）等。

柯本：现代：在太阳辐射、大气环流、海陆分布和下垫面性质多年来相互作用下形成的带有特征性的天气状况

时间尺度上，天气是指短时间（几分钟到几天）大气状态(气温、湿度、压强等)和大气现象（风、云、雾、降水等）的综合。如雷雨、冰雹、台风、寒潮、大风等。天气过程是大气中的短期过程。

天气与气候

天气变化快，变化的周期短。

天气系统可看作单纯的大气系统

气候是指太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合。

气候变化周期相对较长。

从空间上，决定气候变化的因子不仅仅是大气内部的种种过程，还决定于发生在大气上边界和下边界的各种物理过程和化学过程。

时间尺度：不同

空间尺度：基本一致

天气系统时间尺度和空间尺度

地面附近天气系统的水平尺度和时间尺度的特征

中、高层天气系统的水平尺度和时间尺度的特征

气候状态定义：

某一地区气候系统的全部成分在任一特定时段内的平均统计特征。

某一时段的气候状态是指这一时段气候系统各属性的平均统计特征。

气候发生在一定下垫面之上的，带有地方特点。

两者与人类活动关系不同：对人类需求，各自有不同的服务对象。

2 气候学的内部结构

气候监测

理论系统：多学科汇集、提炼

气候学的应用面：应用气候学。

气候同相关学科的有机结合。

气候学的分支：对不同尺度气候研究

气候状态表示

2- 气候变化和气候变率

1- 目前气候描述方法

气候的标准时段

气象要素统计特征的表现

年代际间、年际间

WMO 30Y

3- 气候稳定性：

较差、距平、变率、均方差、变差系数

* 《参见气候诊断分析方面的文献》

4- 气候周期变化：

谐波分析、快速富里叶变换、谱分析、最大熵谱分析

5- 气候要素场特征：经验正交分解

6- 气候异常和气候突变

气候系统划分∶

内在系统：地球周围的大气、水体和冰雪所组成，表现在其内部各要素之间的反馈作用。其变化导致气候变化的时间响应较快。