气象学知识点总结(河北农业大学)

气溶胶越多，云的生命期延长，云分散，降水可能性减低、反射率增强。
二、大气污染问题
1、大气污染概念：因人类的生产和生活活动使某些物质（如粉尘微粒、各种硫化物、氮化物、氧化物、卤化物、有机化合物等）进入大气，使大气的化学、物理、生物等方面的特性改变，从而影响人们的生活、工作，危害人体健康，影响或危害各种生物的生存，直接或间接地损害设备、建筑物等的现象。
2、污染物：烟尘、总悬浮颗粒物（飘尘）（PM10或PM2.5）、二氧化氮、二氧化硫、臭氧、挥发性有机化合物等。
3.我国目前规定空气质量必须依据的污染物有三项：二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）和可吸入颗粒物（PM10）。
4.API空气污染指数AQI空气质量指数
5.大气污染对全球气候的影响
①酸雨（指PH<5.6的降水。）②温室效应：③臭氧层的破坏。
②低层大气中的臭氧主要通过有机物氧化和雷暴闪电作用形成。
3）臭氧分布：近地面空气层含量很少；5-10km高度开始增加；20-25km达最大浓度，形成明显的臭氧层；至55km逐渐消失。
3. 二氧化碳
(1) 二氧化碳的源：生物的呼吸、有机物的分解、各种燃烧过程以及海洋的释放等。
二氧化碳的汇：植物的光合作用和海洋的吸收等。
3）高纬度地区的晴夜可出现极光，这可能是太阳发出的高速带电粒子使高层稀薄的空气分子或原子激发后发出的光。这些高速带电粒子在地球磁场作用下向南北两极移动。
（五）散逸层
1）气温随高度升高变化缓慢或基本不变；
2）气温很高，空气粒子速度快；
3）距地球远，空气受地心引力小。思考题源自1．什么是气象学和农业气象学？
过程发生发展的规律，并运用这些规律预报未来天气的学科，就是天气学。
（3）气候学。气候是在一较长时间阶段中大气的统计状态，它一般用气候要素的统计量表示。研究气候形成和变化的规律、综合分析与评价各地气候资源及其与人类关系的学科，就是气候学。
（4）微气象学。微气象学是研究大气层及其它微小环境内空气的物理现象、物理过程及其规律的科学，是物理气象学的一个分支。
5.气溶胶粒子的作用：
①减弱太阳辐射与地面辐射，影响地面和空气温度；
②沉降在叶片上的固体颗粒可强烈吸收太阳辐射，产生高温，灼伤叶片，还对叶片遮光，堵塞气孔，影响光合作用正常进行；
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、雾及降人体有害；
⑤参与大气的许多化学反应过程，如NO水的形成有重要意义。
⑥有些是污染物质，如烟中的烟黑是致癌物质，粉尘中大量铬、镉、铅等。
6.大气气溶胶空气污染与气候效应
直接作用：
反射太阳辐射（如硫酸盐气溶胶反射强），增加行星反照率，使大气和地表冷却。
但是，黑炭气溶胶（汽车尾气、煤、石油等燃烧、生物焚烧）对太阳辐射有较强吸收，可加热大气层。
间接作用：
改变云物理过程（通过凝结核或冰晶核），从而改变云的辐射特征、云量和云的生命期。
第五节 中国农业气候资源
第六节 农业气候生产潜力分析
第七节 气候要素的一般表示方法
第八节 季节与物候
第八章 小气候
第一节 小气候形成的物理基础
第二节 农业小气候环境的改善
第三节 农田小气候
第四节 设施农业小气候
第五节 农田防护林小气候
绪 论
第一节气象学与农业气象学
一、气象学概念、研究内容与气象要素
1气象学（概念：研究大气中各种物理过程和物理现象形成原因及其变化规律的科学。）
（4）农业气象措施、手段的研究 （5）农业气象指标、规律、机制与模式的研究
5.研究方法：通过调查、观测、试验等结合完成。
6.平行观测法：（1）生长发育状况和产量构成
（2）主要气象要素、农田小气候要素、农业气象灾害的观测和田间管理工作的记载。
7.在平行观测的普遍原则和指导下，还采用下列方法：
（1）地理播种法。 （2）地理移置法或小气候栽种法。（3）分期播种法。
3.农业气象的研究内容：
（1）农业气象探测：包括一起研制、站网设置、观测和监测方法等。
（2）农业气候资源的开发、利用和保护
（3）农业小气候利用与调节
（4）农业气象减灾与生态环境建设
（5）农业气象信息服务：气象预报与气象情报
（6）农业气象基础理论研究
（7）应对气候变化的农业对策
4.农业气象学的任务：（1） 农业气象监测。（2）农业气象预报与情报（3）农业气候分区、区划、规划与展望
2.按照温度和空气特点可分为
上层：6km-对流层顶。特点：气温常年0℃以下，此层水汽少。
中层：2~6km。特点：受地表摩擦力的影响很小，空气的垂直运动比下层小，云雨降水主要发生在此层。
下层：自地表向上延伸1～2km。特点：受地面影响大，空气的对流和湍流运动很强。
3.主要特点：
①温度随高度升高而降低。平均每升高100m，气温约下降0.65℃。
一、大气的垂直范围
二、大气的垂直分层
散逸层
800km
热层（暖层）
85km
中间层
55km
平流层
7-18km上层：6km-对流层顶
对流层 中层：2-6km近地面层：接近地面的50-100m以下气层
地面 下层（摩擦层）：地表向上延伸1-2km
（一）对 流 层贴地气层：2m以下贴近地面的薄层
1.厚度：低纬度地区17～18km，中纬度地区10～12km，高纬度地区8～9km。
1）臭氧层作用：①吸收太阳紫外辐射，少许的紫外线杀灭病菌。
②对高层大气有明显的增温作用，使50km高度附近形成一暖区。
2）臭氧层形成机理：
①高层大气中的臭氧（波长小于242nm的紫外线）。
O2+ hv → O + OO2+ O → O3
大气中 90%的臭氧是以这种方式形成的。
O3是不稳定分子，来自太阳的短于1140nm射线照射又使O3分解，产生O2分子和游离O原子。
氩（Ar）
0.93
氢（H2）
0.00005
二氧化碳（CO2）
0.03(可变)
氪（Kr）
微量
氖（Ne）
0.0018
氙（Xe）
微量
1.氮和氧
氮 ：①地球上生命体的基本成分，植物不能直接吸收大气中的氮。②闪电③根瘤菌的固氮作用
氧：维持人类及动植物的生命活动，参与大气中的各种化学变化
2.臭氧（臭氧是蓝色、有刺激性的微量气体，是平流层大气关键组成成分。大气中90%臭氧集中在距地表10-50km高度，分布厚度约10-15km。）
（2）空气以水平运动为主，无明显的垂直运动。
（3）水汽和尘埃含量极少，晴朗少云，大气透明度好，气流比较平稳，适宜于飞机航行。
（三）中间层
1）气温随高度增高而迅速下降，其顶部气温可降至-83℃以下。
2）高空对流层。
3）空气中分子较少，原子相对较多。
（四）热成层
1）温度随高度上升而迅速增高。
2）空气处于高度电离状态，称“电离层”。
（4）地理分期播种法。 （5）人工气候实验法。 （6）气候分析法。
四、我国气象及气象学的发展简史
第二节 大气的组成
一、大气的组成
大气（按成分）分类：干洁空气、水汽、气溶胶粒子
（一）干洁空气组成（25km以下）（%）
氮（N2）
78.09
氦（He）
0.0005
氧（O2）
20.95
臭氧（O3）
0.00006
物理过程：物质和能量的输送与转化过程，如大气的増热与冷却，水分的蒸发与凝结等；
物理现象：风、云、雨、雪、、冷、暖、干、湿、雷电、霜、露等。
2研究内容
（1）物理气象学。它从物理学方面来研究大气中的过程和现象，揭露这些过程和现象发展的物理规律。
（2）天气学。在一定地区和一定时间内，由各项气象要素一定的结合所决定的大气状态，称为天气。研究天气
V = λ γ
电磁波波长单位:微米μm埃Ǻ纳米nm
1μm = 10-6m1Ǻ= 10-10m1 nm = 10-9m
（2）辐射粒子性
辐射粒子学说认为，电磁辐射是由具有一定质量、能量和动量的微粒子（或称光量子）流组成，每个光量子的能量（E）与其频率或波长的关系式为：
h＝6.626×10-34J·s，称为普朗克常数。
2．何谓气象要素？有哪些主要的气象要素？
3．大气是由哪些成分组成的？
4．什么是干洁大气？
5．根据大气温度在垂直方向上的分布可将大气分为哪几层？对流层的主要特征是什么？
6．大气成分中的二氧化碳、臭氧、水汽在气象学和生物学上有何意义？
第一章 辐 射
第一节辐射的一般知识
一、辐射的概念、性质及其表征的物理量。
（二）水汽
1.主要集中在：低层大气，随高度升高减少，在1.5~2km，为地面1/2 ；到5km，减少到地面的1/10。
2.含量：随时间、地点也不同。沙漠或寒冷干燥的陆面上：接近零；热带洋面上空：（按体积）高达40%。
3.水汽作用：能强烈吸收地面长波辐射，和二氧化碳一起对地面保温起着重要作用。
（三）气溶胶粒子（定义：悬浮在大气中的这些固态或液态的粒子）
(2)二氧化碳的变化
日变化：主要与植物光合作用的日变化密切相关。
白天，其浓度降低，日落前达最低值；晚上，CO2浓度不断增大，到日出前后达最大值。
年变化：从春季到夏季CO2浓度逐渐降低，到秋季达最低值；从秋季到冬季CO2浓度逐渐升高；到春季达最大值。
（3）二氧化碳的作用：能强烈吸收和放射长波辐射（红外线），使之不能射出大气层以外。
（酸雨毒性比SO2、NOx大好多倍，被称为“天空中的死神”。其形成与大气中酸性物质的浓度及其转化条件、气象条件、地形有关。酸雨可发生在发源地内，也可随风移动到几千里以外。）
6.大气污染防治
①工业合理布局与减排；②煤烟型污染防治；③减少交通污染；④合理使用农药和化肥；⑤绿色植被和覆盖。