现代气候学基础
现代自然地理学的几个主要领域
现代自然地理学的几个主要领域
现代自然地理学是研究地球表层自然环境的学科，旨在理解和解释自然地理现象、过程和模式。
它涉及地球的物理、化学和生物过程，强调地球系统的综合性和动态性。
以下是现代自然地理学的几个主要领域：
1.气候学：研究地球气候系统的气候模式、变化和影响因素。
气候学关注气候的空间和时间变化，以及气候对地球系统
和人类社会的影响。
2.地貌学：研究地球表面的地貌形态、地表过程以及地形演
变机制。
地貌学关注陆地地壳的冲积、风化、侵蚀、沉积
等过程，以及地表地貌的形成和演变。
3.生态学：研究地球生态系统的组成、结构、功能和相互作
用。
生态学关注生物与环境的关系，研究生物多样性、生
物群落、生态系统稳定性等方面。
4.水文学：研究地球水循环过程、水域和水资源的分布、运
动和变化。
水文学关注地下水、河流、湖泊和冰川等水体
对环境影响的研究。
5.土壤学：研究地球表层土壤的形成、组成、分类和性质。
土壤学关注土壤的水分储存、养分循环、侵蚀和土地利用
对土壤质量和可持续农业生产的影响。
现代自然地理学采用了多种研究方法和工具，包括遥感技术、地理信息系统（GIS）、数学建模和实地调查等。
这些方法
和工具使研究人员能够收集、分析和解释大量的地理数据，以推动对地球系统的理解和保护。
自然地理学的研究成果对于环境管理、资源保护、气候变化应对、灾害管理和可持续发展等领域具有重要的实践应用价值。
通过深入了解自然地理现象和过程，人类可以更好地适应和保护地球环境。
现代气候学名词解释
名词解释1气候的定义：在太阳辐射和气候系统各子系统相互作用下，地球上某一区域在某一特定时段内天气（气候要素）的多年平均状况及其极端情形。
2天气：某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气现象（风、云、雨、雪、干、湿、雷、电等）及其状态（温度、压强、湿度、密度等）的综合。
3气候系统的定义：由大气圈、水圈（海洋）、冰雪圈、岩石圈（陆地表面）和生物圈等组成的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。
4南极臭氧洞：南极地区上空大气臭氧总含量大幅度异常下降的一种现象。
5大气的保温效应（温室效应）：大气中的温室气体对太阳辐射的吸收很少，但却能强烈地吸收地面辐射，同时又向地面放射长波辐射，补偿地面因放射辐射而损失的能量，使地面气温升高的效应。
6气溶胶的阳伞效应：气溶胶对太阳辐射的散射和吸收，使到达地面的太阳辐射减弱，引起地面气温的下降，其效应类似于阳伞效果，故称为阳伞效应。
7混合层：海洋上层的温度受到大气影响，在海洋表面向下的几十米的水层里，风浪和海流引起的湍流混合十分强烈，海水温度的垂直变化很小，因此被称为混合层。
8温跃层：但到某一个高度以后，很快遇到一个较薄的水层，其海水温度随深度的变化特别剧烈，这一区域被称之为温跃层。
9反馈：气候系统不同属性（变量）之间的相互作用，引起气候属性的变化，称为反馈。
包括正反馈过程和负反馈过程。
10正反馈：反馈过程造成的气候变化与原变化同号，使气候变化加剧，产生气候不稳定称为正反馈。
11负反馈：反馈过程造成的气候变化与原变化反号，抑制气候的变化和异常，使气候趋于稳定，称为负反馈。
12第一类气候预报：对未来某一具体时段气候状态的预报，其可预报性取决于作用于气候系统的外力和气候系统相互作用对大气影响的可预报性。
13第二类气候预报：与时间无关，预测气候对某一影响因素变化的响应。
14气候诊断：根据气候监测结果对气候变化与气候异常作出判断15气候模拟：根据一定的大气或海洋动力学、热力学定律，在给定边界条件下，采用数值计算的方法研究气候。
南京大学大气科学培养方案
在学生选课时加以分类指导，表中括号中 A、B、C 分别是建议三类学生选择的课程。
5.2 教学实践和科研训练 除以上三大类型课程学习外，针对不同年级同学，根据实际情况选择安排以下教学实践 和科研训练内容，具体包括：
1) 校内课程实习（针对 2-3 年级） 2) 校外产学研基地实习（针对 3 年级） 3) 大地学野外实习（针对 2-3 年级） 4) 暑期学校应用实习计划（针对 3 年级） 5) 大学生创新训练计划（针对 2-3 年级）
军事技能课 C（必修 3）
军事理论（2），军训（1）
分层次通修课 D（指选 33）
大学数学（14）、大学英语（8）、计算机信息技术（3）、C 语言与 程序设计（4）、大学体育（4）
2）学科专业课程模块(45 个学分)
课程类别（学分）
课程名称（学分）
学科平台课 E （必修 18）
大学物理（4）、大学物理实验（2）、热力学与统计物理（3）、数学物理方法（4）、 概率论与数理统计（3)、大学化学（2）
专业核心课 F （必修 27）
大气科学概论（3）、地球大气综合探测（3）、流体力学（4）、动力气象（4）、 天气学原理（学基础（3）
441
3）开放选修课程模块 (31 个学分) 和毕业论文(8 个学分)
课程类别（学分）
课程名称（学分）
大气科学专业
2 指导思想 以马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观为 指导，坚持社会主义办学方向，认真贯彻党和国家的教育方针，坚持教育必须“德、智、体、 美”全面发展，贯彻“学科建设与本科教学融通，通识教育与个性化培养融通，拓宽基础与 强化实践融通，学会学习与学会做人融通”的“四个融通”人才培养思路，为国家培养具有 理论基础、创新精神、实践能力和国际视野的未来领军人物和拔尖人才。 3 培养目标与思路 培养具有坚定正确的政治方向，热爱社会主义祖国，拥护中国共产党领导，努力学习马 列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观，具有为国家富强 和人民富裕而艰苦奋斗的献身精神，遵守法律、法规和校纪、校规，有良好的道德品质和文 明风尚，勤奋学习，努力掌握现化科学知识，为人民服务的从事大气科学及其他相关领域研 究、教学和应用的专业型和复合型人才。 按照“拓宽基础、强化实践、注重创新”的培养理念，构建现代大气科学教学体系，培 养高素质、通识性大气科学人才，适应大气科学学科发展的当代趋势，满足我国气象事业发 展的现实需要。按照大气科学学科当代发展趋势，建立“大理学+大地学+专业基础+专业选修” 的课程体系；针对“大气科学”与“应用气象学”专业，形成“基础型”和“应用型”两类 人才培养模式；按照国家气象事业的现实需求，构建“校内实习+校外产学研基地实习+野外 实习”三位一体的实践教学体系。做到通识教育和专才教育的统一、基础理论教育和实践应 用教育的统一。 4 培养规格与路径 要求学生系统地、坚实地掌握本学科的基本理论、基本知识和基本技能和方法；受到严 格的科学思维和科学实践的训练；具有一定的本学科的专门知识和处理实际问题的能力；对 本学科的发展趋势及应用前景有所了解。 具体应达到以下几方面的要求：1)具有扎实的数物化基础；2）掌握计算机科学的基础知 识及熟练的计算机应用能力；3）掌握一门外国语（英语），能够较流利地阅读本学科的外文 书刊；4）系统地掌握大气科学基础理论知识和较熟练的应用技能；5)受到科学研究的初步训 练，具有一定的科学研究的能力。
现代气候学3气候系统的热力过程
Ｄ１
Ａ１
Ｃ１
Ｂ１
Ｄ Ａh Ｂ
Ｃ
任意日地距离（一天）某个时刻、大气
上界、单位时间、地球水平面单位面积接收
到的全部波长的太阳辐射能为：
I
I0
2
sinh
(J/m2s)
S为太阳在天球的位置 HH’为观测地地平圈， 弧SD太阳高度h AA′为天赤道 弧SB赤纬δ 球面角ZPS为时角ω 地理纬度Φ
主要辐射 3~120µm
第一节 太阳辐射
一、天文辐射
1、天文辐射：大气上界与地球表面同心 球面上接收到的太阳辐射，或者说不考虑大 气圈影响,地表面接收到的太阳辐射称为天 文辐射。
2、太阳常数:日地平均距离时，单位时 间、垂直投射到地球大气上界、单位面积 的太阳辐射能。 I01367W m 2
第一节 太阳辐射
太阳辐射
太阳辐射光谱
太阳表面温 度6000K，中 心约为2万K。 太阳辐射最强 的波长为0.457µm， 称短波辐射。
50%
实线大气上界太阳辐射光谱
虚线6000k黑体辐射光谱
7%
43%
主要辐射 0.15~0.76µm
50% 43%
7%
50%
大气约250K，大气辐射称长波辐射。 地面约300K，地面辐射称长波辐射。
③日照时间： 日出-日没的时间间隔
si n s ih sn i n c o c s o c s o
日出、日落时刻 sin h0
costg tg
日出时角 日落时角
可照时数的季节变化：
北半球（φ＞0，）: 从春ห้องสมุดไป่ตู้~秋分δ ＞0，cosω0＜0，
ω0 ＞90°（＞ 12小时），昼长夜短，夏至时， 昼最长夜最短。
本科一流课程建设的改革与实践——以现代气候学为例
本科一流课程建设的改革与实践———以现代气候学为例*余锦华，王志福，李忠贤，耿新（南京信息工程大学大气科学学院，江苏南京210044）引言高等教育的根本任务是培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，教育质量是生命线。
一流课程建设，提高课程教学质量是实现一流本科教育的重要环节。
为贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神，教育部先后发布了《关于一流本科课程建设的实施意见》和《关于开展2019年线下、线上线下混合式、社会实践国家级一流本科课程认定工作的通知》，充分展现了国家高度重视高等教育中课程建设工作。
立德树人是高校之本，所有课堂都有育人功能。
充分挖掘现代气候学课程的思政资源，把做人做事的基本道理、社会主义核心价值观、实现中华民族复兴的理想和责任融入课堂教学中，激励学生自觉把个人的理想追求融入国家和民族事业。
教学中教师将这些铭记于心，充分发挥课程的德育功能，运用德育的学科思维，提炼现代气候学课程中蕴含的文化基因和价值范式，在“润物细无声”的知识传授中融入理想信念层面的精神指引，将是专业课程教学的必然趋势。
南京信息工程大学开设的气候学课程，始于建校之初的1963年，历史悠久，基础雄厚。
经过多年的教学积累，1995年，本校缪启龙教授主编的《气候学》[1]教材正式出版；2010年，课程团队编写的《现代气候学》[2]教材摘要：气候是人类生存和发展的重要环境要素。
气候学是研究气候形成与变化、气候与人类活动关系的学科，是大气科学的重要分支。
20世纪70年代初，气候系统的概念被提出，气候学的发展进入现代气候学阶段，其研究对象从大气圈拓展到包含大气圈、水圈、冰冻圈、陆圈和生物圈的气候系统。
人类活动对气候变化的影响与日剧增，气候系统综合观测技术以及数值模式的发展迅速，使气候变化方面的研究成果日新月异。
为了培养顺应科技发展和国家需求之人才，恪守“为党育人、为国育才”的初心，现代气候学课程建设与时俱进，从教学理念与目标、教学内容、教学设计策略、教学评价等方面进行持续改革和实践。
《现代气候学(Ⅱ)》课程笔记
《现代气候学（Ⅱ）》课程笔记第一章：引论一、气候学的定义和重要性1. 定义：气候学是研究地球气候系统及其变化规律的学科，包括大气圈、水圈、冰冻圈、陆地表面和生物圈等多个组成部分。
2. 重要性：气候对人类活动、生态系统、水资源、农业生产等具有重要影响。
了解气候规律，有助于应对和适应气候变化，减轻气候灾害带来的损失。
二、气候学的研究方法1. 观测：通过地面气象站、卫星、雷达等手段收集气候数据，包括气温、降水、风速、湿度等。
2. 模式模拟：利用气候模式对气候系统进行数值模拟，研究气候形成和变化过程。
3. 气候重建：通过地质、生物等手段，恢复过去气候状况，了解气候演变历史。
4. 气候情景预测：基于气候模式，预测未来气候发展趋势和变化趋势。
三、气候系统的基本组成1. 大气圈：地球外围的气体层，包括对流层、平流层等，对气候形成和变化具有重要影响。
2. 水圈：地球上的水资源，包括海洋、湖泊、河流、地下水、冰雪等，参与水循环，影响气候。
3. 冰冻圈：地球上的冰雪资源，包括冰川、冰盖、冻土等，对气候形成和变化具有重要影响。
4. 陆地表面：地球表面的陆地，包括山地、平原、沙漠等，对气候形成和变化产生影响。
5. 生物圈：地球上的生物体系，包括植被、动物、微生物等，参与碳循环、水循环等，影响气候。
四、气候系统的能量平衡1. 太阳辐射：地球气候系统的能量主要来源于太阳辐射，包括短波辐射和长波辐射。
2. 地球辐射：地球表面和大气层向外辐射能量，维持地球气候系统的能量平衡。
3. 能量传输：大气圈、水圈等通过热量传递、水汽输送等过程，实现能量的传输和分配。
五、气候变化与人类活动1. 自然因素：太阳辐射、火山爆发、地球轨道参数变化等自然因素导致气候波动。
2. 人类活动：工业发展、土地利用变化、化石燃料燃烧等人类活动对气候产生影响。
3. 气候变化：全球变暖、极端气候事件频发、海平面上升等气候变化现象。
4. 应对策略：低碳发展、节能减排、适应性措施等应对气候变化的策略。
气象学与气候学第八章气候变化
末次冰期冰盛期（Last Glacial Maximum: LGM) ~ 21kaBP
末次冰期中气候最冷、冰川规模最大时段
全球降温5-10C，降水普遍减少，冷干气候特征
6
第八章 气候变化
第一节 气候变化及其时间尺度 第二节 不同时间尺度的气候变化 第三节 气候变化的影响因子
7
2. 不同时间尺度的气候变化
1.0
Temperature/ C
o 0.5
0.0
-0.5
-1.0 1880
1900
1920
1940
1960
Time/ Year
1980
2000
1998年是近百年最暖的1年，1990s是最暖的10年
33
中国年平均气温变化趋势（%/10a） 分布图（1960—1999）
50
40
30
20 80
90
100
2.1 地质时期的气候变化
冰期、间冰期交替出现 ，全球已出现过3次大 冰期和2次大间冰期。
震旦纪大冰期(6亿年前) 寒武-石炭纪大间冰期(3~6亿年前) 石碳-二迭纪大冰期(2~3亿年) 三迭-第三纪大间冰期（2亿~200万年前） 第四纪大冰期(200万年前至现在)
8
2.1 地质时期的气候变化
气象学与气候学
第八章 气候变化
第八章 气候变化
第一节 气候变化及其时间尺度 第二节 不同时间尺度的气候变化 第三节 气候变化的影响因子
2
1. 气候变化及其时间尺度
1.1 气候变化的定义
较长时期的气候演变，也泛指各种时间尺度的气候演变。 IPCC: 气候变化指气候状态的变化，而这种变化可以通寒 Nhomakorabea冷
现代气候学第5章：大气系统的平均状态
季风气候区：西非、南亚、东亚、澳洲、南美、中美
南亚季风（印度季风）
亚洲季风：
东亚季风
东亚副热带季风
南海季风（西北太平洋季风）
21
季风区：热带季风区、副热带季风区、温寒带季风区
22
The long-term annual precipitation (unit: mm/day)
23
南亚季风（印度季风） 亚洲季风 东亚季风 南海季风（西北太平洋季风） 东亚副热带季风
北半球1月和7月200hPa等高面图
11
a
年平均
b
1月
hpac7月Fra bibliotek平均纬向环流的剖面结构
y轴
P1
P0
1 地转风： V g k f
H
热成风： VT
1 k (1 0 ) f
1 ug f y 1 vg f x
uT vT
29
东亚季风 • 冬季风由北而南依次为西北风、北风和东北风；夏季风为偏南风，冬季风强于夏季风。 •影响我国东部、朝鲜、韩国和日本
东 亚 夏 季 风 成 员 的 系 统 配 置
East Asian summer monsoon components
31 (Figure from Yihui Ding)
(Figure from Ronghui Huang)
32
东亚季风的形成
•海陆间的热力差异以及这种差异的季节变化 •青藏高原的作用:（1）热力作用;（2）动力作用 •行星风系季节位移作用
亚洲季风推进的时间
35
36
东亚夏季风指数
降水
37
副热带急流
副热带高压
现代气候学2气候系统
穿过大气到达地球表面的太阳辐射，约有 80% 被海洋吸收，然后，通过长波辐射、潜热 释放及感热输送的形式传输给大气。
所以，海洋在气候系统中占有重要的地位。 海洋被认为是地球气候系统的最重要的组成部 分。
10/27/2020
22
10/27/2020
22
地球表面
10/27/2020
23
大洋平均温度典型垂直分布
大气和海洋环流、大气中水的相变以及海洋中盐 度的变化等，反映了海气、陆气、大气-冰雪、冰-海、 气候（大气）-生物之间的相互作用。
因此，气候系统是开放、非线性、动态平衡的系统。
10/27/2020
3
第一节 气候系统的概
1. 大气圈
念与组成
对于气候及气候变化来讲，大气是气候系统
中最重要和最直接的部分，其它圈层的作用和 影响，往往是通过与大气的相互作用导致大气 状况的变化，进而实现对气候及其变化的影响。
35
海面温度异常，可引起海洋的热力结构的变 化。从而导致相应地带大气环流系统的异常。
在El Nino事件发生时，赤道东太平洋温跃 层厚度增加，西太平洋则相反，并与海水的盐度 也有关系。
在SST增暖期，赤道附近的海温可高于气温， 水汽通量和降水在赤道地区大为增加，赤道辐合 带（ITCZ）将靠近赤道，Hadley环流明显增加， 引起中纬度逆环流的变化；由于东西向温度梯度 的变化，热带地区的主要降水区及Walker环流 也发生明显异常。
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温度(C) 4 3
2
1 0
T max
Tf
最大密度的温度 海水冰点
-1 -2 -1.332 C
-
3
24.965
0
大气科学专业培养方案
大气科学专业培养方案培养目标本专业面向国家气象事业发展需求，培养具有良好的道德与修养，遵守法律法规，社会和环境意识强的高素质现代科技人才【目标1】；系统掌握数学、物理、化学基本知识，系统掌握大气科学专业基础理论【目标2】；具备大气科学专业基本的数据获取，分析和解释等实践技能【目标3】；胜任天气预报、气候预测和大气环境分析的工作【目标4】；可进行一定的专业科学研究和教学工作【目标5】；具备相关专业的技术开发能力【目标6】；自学能力强，具有创新意识和国际视野【目标7】。
培养要求毕业生应获得以下几方面的知识和能力：（1）理学和英语基础：具有扎实的理学基础知识，良好的英语能力，有广泛的学科适应能力；（2）专业基础：掌握大气专业理论基础知识，能分析和解释一般的天气、气候和环境问题；（3）天气预报：运用专业基础知识和技能，综合分析各种资料，具备在大气业务相关领域的天气预报能力；（4）设计开发：较强的计算机应用能力，解决大气科学等相关专业的计算、分析、应用等；（5）科学研究：能够基于理学、大气等基本原理和专业知识，应用现代工具，结合大气科学发展方向以及社会需求，在导师指导下，在相关的学科领域进行研究；（6）职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在大气科学领域实践中理解并遵守职业道德和规范，履行责任；（7）团队合作：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色；（8）沟通和交流: 能够就大气科学相关领域的科学和应用问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和、陈述发言、清晰表达。
并具备一定的国际视野，具备在跨文化背景下进行沟通和交流的基本能力；（9）终身学习: 具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。
专业核心课程大气探测学大气物理学动力气象学天气学原理天气分析和预报现代气候学基础计划学制4年最低毕业学分150+6+4授予学位理学学科专业类别大气科学类所依托的主干学科说明辅修专业：23.5学分，修读标注“*”的课程。
11种气候类型的特点
11种气候类型的特点现代气候学家划分了11种气候类型，它们分别是温带湿润、温带湿润变热、温带湿润变干、温带干燥、温带夏季高温多雨、温带夏季高温少雨、亚热带夏季雨量少、亚热带夏季雨量充足、温带冬季变冷、温带冬季变冷干燥、和极地类型。
这些气候类型有着各自不同的特点，因此在不同地区会有各种不同的气候类型。
下面就来说说11种气候类型的特点。
首先，温带湿润气候类型是最常见的气候类型之一。
它以温暖的夏季和湿润的冬季为特点，是北美、欧洲和东亚大部分地区的主要气候类型。
这种气候类型的特点是夏季温度高，降水多，冬季温度比较低，降水量也比较少。
其次，温带湿润变热的气候类型是夏季降水量较多，冬季降水量较少的温带气候。
这种气候类型的特点是冬季温度高，但冬季的降水量仍然相对较少。
在这种气候下，大部分地区的植物和动物类群与温带湿润类型基本相同。
紧接着，温带湿润变干的气候类型也有着独特的特点。
它以夏季较热、冬季降水量减少为特点，是太平洋西岸地区的主要气候类型。
在这种气候类型下，植物和动物类群的数量和多样性表现出显著的差异。
接下来，温带干燥的气候类型也有着其独特的特点。
它以夏季气温高、冬季气温低、降水量较少为特点，是地中海沿岸、西半球中部和亚洲西部大部分地区的主要气候类型。
在这种气候类型下，植物和动物类群往往更偏向于较抗旱环境。
此外，温带夏季高温多雨的气候类型以夏季温度高、冬季温度低、降水量多为特征。
它是太平洋西岸地区的主要气候类型，植物和动物类群的特征受夏季气温高和多雨的影响较大。
再者，温带夏季高温少雨的气候类型也有着其独特的特点，它以夏季温度较高、冬季温度较低、降水量较少为特征。
这种气候类型是南美洲、中美洲、澳大利亚和亚洲西部大部分地区的主要气候类型，植物和动物类群属于少雨缺水类型。
此外，亚热带夏季雨量少的气候类型是亚洲西部、中美洲和南美洲大部分地区的主要气候类型。
它以夏季温度高、冬季温度低、雨量较少为特征，特征植物和动物生态系统以抗旱性较强的物种为主，如仙人掌等。
现代气候学_南京信息工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
现代气候学_南京信息工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下列哪些因素属于气候变化原因的自然因子？（）参考答案:太阳活动_火山爆发_地球轨道要素偏心率2.下列对气溶胶直接和间接效应描述正确的是（）参考答案:间接效应通过改变云微物理过程，从而降低地表温度。
_直接效应通过对太阳短波辐射进行反射，从而降低地表温度。
3.下列哪些属于温室气体？（）参考答案:甲烷_二氧化碳_水汽_臭氧4.以下哪些效应是由于城市化引起的？（）参考答案:城市雨岛_城市干岛_城市湿岛_城市热岛5.南北半球两支信风气流交汇形成的辐合地带称为。
参考答案:赤道辐合带##%_YZPRLFH_%##热带辐合带6.白天风从海洋吹向陆地，夜间风从陆地吹向海洋，这种风称为。
参考答案:海陆风7.影响北美东岸气候的暖洋流是。
参考答案:墨西哥湾暖流##%_YZPRLFH_%##北大西洋暖流8.中纬度冬季平均大气环流中，高空的低槽有、北美大槽和欧洲浅槽。
参考答案:东亚大槽9.影响东北亚气候的暖洋流是。
参考答案:黑潮##%_YZPRLFH_%##日本暖流10.北半球副热带高空急流，冬季比夏季强参考答案:正确11.中高纬度，海洋西岸比东岸更冷参考答案:错误12.北半球陆地和海洋都是7月温度最高参考答案:错误13.陆地增暖强于海洋将使东亚季风增强参考答案:错误14.三圈环流中，费雷尔环流是间接热力环流圈参考答案:正确15.海洋与陆地相比，更容易发生锋面雨与气旋雨参考答案:正确16.海洋上多发生平流雾，陆地上多发生辐射雾参考答案:正确17.下列哪个选项不是影响江淮梅雨的环流系统（）参考答案:阿留申低压18.海面与陆面降水特征的差异，正确的描述是（）参考答案:对流雨主要发生于海洋的冬季夜间和陆地的夏季午后19.当亚欧大陆为高压控制，北太平洋为低压控制时，我国大部分地区多吹（）参考答案:偏北风20.下列大气活动中心属于永久性的是（）参考答案:阿留申低压21.海陆热力差异引起的环流是（）参考答案:东亚季风、海陆风22.有关气温水平分布的描述，正确的是（）参考答案:冬季大陆等温线凸向赤道，夏季则凸向极地23.下列大气活动中心属于半永久性的是（）参考答案:亚洲低压24.不属于东亚夏季风主要成员的系统是（）参考答案:马斯克林高压25.副热带地区，年蒸发量（填大于、小于或等于）年降水量。
现代气候学-期中试题
《现代气候学》期中测试题
1 天气和气候的区别和联系？ （10分）
2 气候系统的组成及各子系统
物理属性特征？（10分）
3 论述太阳辐射在气候系统中能 量传输过程及其平衡？（10分）
4 简述气候系统水循环及其平 衡？（10分）
5 试述季风的形成因素（10分）
6 气候系统的反馈，正负反馈各 举两例(写出具体的反馈过程) （10分）
7 ENSO是海气相互作用的典型代表， 对全球和区域气候具有重要的影 响，请回答以下问题。（20分）
1）海洋大气相互作用基本含义（如何相互影 响）？ 2）从SST，风，降水，沃克环流，海面高度， 海平面气压，温跃层深度等方面，分析正常 年份，El nino和La nina各自的特点； 3）ENSO形成涉及不同的反馈机制，如 Bjerknes反馈，试述该反馈过程。
现代气象学中的气候模型和预测技术
现代气象学中的气候模型和预测技术气象学是天文学与物理学的交叉学科，研究大气的物理、化学、动力学、数学等方面。
气象学的一个重要分支就是气候学。
气候学是研究地球气候变化的学科，涉及到自然和人为因素对气候的影响。
随着科技的不断发展，气象学和气候学的技术在模型和预测方面都有了显著的进步。
气候模型是气象学和气候学中用来模拟气候系统变化的工具。
气候模型依赖于天气模型，它们之间的主要区别在于气候模型考虑的是长时间尺度内的变化。
气候模型采用热力学平衡原理和质量守恒定律，通过预测空气、海洋和地球表面的特征来预测气候。
气候模型有很多不同的类型，其中最常见的气候模型是全球气候模型。
这些模型主要是通过分析大气、海洋、海冰和陆地在全球各种气候现象中的相互作用来预测未来的气候变化。
气候模型使用多个参数，包括大气水汽、平流能力、云量、雨量和地球辐射平衡等，使得预测结果更加准确。
气候模型中的另一种模型是能量平衡模型。
它通过考虑太阳辐射、大气温度、地表反射率等要素，分析能量输入和输出来预测气候变化。
能量平衡模型最早由美国气象学家Sverre Petterssen于1945年提出，此后随着气象学和气候学的发展，能量平衡模型也不断得到完善。
除了气候模型之外，气象学家和气候学家还使用许多预测技术来预测气候变化。
其中，最常见的是统计模型。
这些模型基于统计学方法来建立与气候现象相关的历史数据之间的关系。
统计模型是一种简单但有效的预测方式，但它不适用于特别复杂的气候问题。
另外，气象学家也使用机器学习和人工智能等技术来提高气候预测精度。
在实际应用中，气候预测通常包括两种方式：季节性预测和长期预测。
季节性预测通常是在几个月内进行的，预测的是某一季节内的气候变化。
长期预测则是在较长时间范围内进行的，例如预测未来10到20年或更长时间内的气候变化。
在最新的气候预测中，气候学家们通常将很多气候模型和气象预测技术结合起来使用，以得到更加准确的预测结果。
现代气候学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
现代气候学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
1.下列哪个参数决定天文辐射的日变化（）
答案:
时角
2.下列哪个参数决定天文辐射的季节变化（）
答案:
太阳赤纬
3.长波辐射传输方程中，描述Z高度向上长波辐射的两个角度，天顶距和方
位角的变化范围分别是（）
答案:
0°~90°和0°~360°
4.北纬40°处，春分和夏至在中午时刻的太阳高度角分别为（）
答案:
50°和73.45°
5.下列随太阳高度角增大而减小的是（）
答案:
大气质量数
6.大气柱温室气体浓度增加，从大气顶到地表整个大气柱的光学厚度如何变化？
（）
答案:
增加
7.全球大气柱向下的大气逆辐射与向上的长波辐射通量密度的关系是（）
答案:
后者小于前者
8.大气柱中温室气体浓度增加，大气柱的净辐射和地-气系统净辐射的直接效
应是（）
答案:
前者减小，后者增加
9.以下四个因素：(1)日地距离，(2)太阳高度角，(3)经度，(4)日照时间中，
不是影响瞬时天文辐射的因素有（）
答案:
(3)(4)
10.下列因子：（1）日地距离；（2）太阳高度角；（3）大气透明度；（4）
大气质量数中，哪些对太阳直接辐射日变化有影响（）
答案:
(2)(4)。
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20世纪气候学理论研究成就 世纪气候学理论研究成就
八、ENSO预报 预报 凯思(cane)与兹比雅克 与兹比雅克(Zebtak) ，Z—C模式 凯思 与兹比雅克 模式 九、时滞振子理论 ENSO循环 循环 温盐环流(Thermohaline Circulation) 十、温盐环流 千年尺度气候突变的原因归之于THC的变化 千年尺度气候突变的原因归之于 的变化 十一、 十一、季平均环流预测
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气候重建方法及其原理
(1)树木年轮 树木年轮 (2)冰芯 冰芯 (3)孢粉 孢粉 (4)珊瑚 (4)珊瑚 (5)史料分析 史料分析
ห้องสมุดไป่ตู้
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20世纪气候学理论研究成就 世纪气候学理论研究成就
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4.海洋对温室效应具有缓解作用 海洋对温室效应具有缓解作用
海洋尤其是海洋环流，不仅减少了低纬大气的增热， 海洋尤其是海洋环流，不仅减少了低纬大气的增热，使得高 纬大气变暖，降水量也发生相应的改变， 纬大气变暖，降水量也发生相应的改变，而且由于海洋环流 对热量的极向热输送所引起的大气环流的变化， 对热量的极向热输送所引起的大气环流的变化，还使得大气 对某些因素变化的敏感性降低。例如，温室效应， 对某些因素变化的敏感性降低。例如，温室效应，就因海洋 的存在而被减弱。 的存在而被减弱。 海洋观测资料的欠缺。卫星和其他迢感技术的发展， 海洋观测资料的欠缺。卫星和其他迢感技术的发展，为改善 海洋上的观测状况提供了十分有力的工具，近年来， 海洋上的观测状况提供了十分有力的工具，近年来，国际科 学界相继联合开展了一系列大型的海洋观测活动， 学界相继联合开展了一系列大型的海洋观测活动，其中比较 有代表性的是TOGA计划和 计划和WOCE计划。 计划。 有代表性的是 计划和 计划
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中国气候特征
概略地说．我国气候有三大特点： 概略地说．我国气候有三大特点：一是季风气候 特征明显。主要表现为冬、 特征明显。主要表现为冬、夏盛行风向有显著的 变化，随着季风的进迟， 变化，随着季风的进迟，降水有明显的季节性变 化；二是大陆性气候强，表现为冬、夏两季的平 二是大陆性气候强，表现为冬、 均温度比同纬度其他地区和国家有较大的差异， 均温度比同纬度其他地区和国家有较大的差异， 冬季低下同纬度地区，夏季则高于同纬度地区， 冬季低下同纬度地区，夏季则高于同纬度地区， 气温年较差大；三是气候类型多种多样， 气温年较差大；三是气候类型多种多样，不仅地 跨寒、 热各种气候带，而且高山深谷、 跨寒、温、热各种气候带，而且高山深谷、丘陵 盆地使得往往在不大的水平范围内， 盆地使得往往在不大的水平范围内，形成不同尺 度的气候地带。 度的气候地带。
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冰雪圈对气候的影响
首先，通过较高的反射率和大的溶解潜热， 首先，通过较高的反射率和大的溶解潜热，冰雪圈 扮演着大气和海洋的有效热汇的作用， 扮演着大气和海洋的有效热汇的作用，全球冰雪分 布的变化对行星尺度反射率有着重要的影响， 布的变化对行星尺度反射率有着重要的影响，从而 进一步影响到全球气候。 进一步影响到全球气候。 其次，冰雪的热传导率低，是良好的绝缘体， 其次，冰雪的热传导率低，是良好的绝缘体，能减 少大气、海洋及陆地之间的热量交换。 少大气、海洋及陆地之间的热量交换。这种作用在 海洋上尤为明显， 海洋上尤为明显，海冰是冷的极地气团和冰下面相 对暖的海洋之间的绝缘层。 对暖的海洋之间的绝缘层。 第三，融冰化雪还能够吸收大量的热量。 第三，融冰化雪还能够吸收大量的热量。 最后， 最后，海水结冰时盐分的析出能够增加海洋上层的 盐度，而冰的融化则令表层海水盐度减淡， 盐度，而冰的融化则令表层海水盐度减淡，从而影 响海洋的层结稳定。高纬海域海水的下沉， 响海洋的层结稳定。高纬海域海水的下沉，与南极 底层水、北大西洋深层水的形成直接相关， 底层水、北大西洋深层水的形成直接相关，海洋层 结的改变，将最终影响到海洋环流结构。 结的改变，将最终影响到海洋环流结构。
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气候变化是指气候平均状态和离差 气候变化是指气候平均状态和离差( 距 是指气候平均状态和离差 平 )两者之一或两者一起出现了统计意 两者之一或两者一起出现了统计意 义上显著的变化。 义上显著的变化。 离差值增大， 离差值增大，表明气候变化的幅度增 大，气候状态不稳定性增加，敏感性 气候状态不稳定性增加， 也增大。 也增大。
2.海洋能够对全球水汽循环产生重 海洋能够对全球水汽循环产生重 要影响
97%、0.001%、1/30 、 、 蒸发86%、 降水 蒸发 、 降水78%
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3.海洋对大气运动具有重要的调谐作 海洋对大气运动具有重要的调谐作 用
海水具有巨大的热惯性．海水比热容大， 海水 海水具有巨大的热惯性．海水比热容大，1g海水 升温1℃所需要的热量为3． ，土壤升温1． 空 升温 ℃所需要的热量为 ．9J，土壤升温 ．9空 气3．9。是巨大的热存贮器。 ． 。是巨大的热存贮器。 海洋的热力学和动力学惯性相联系， 海洋的热力学和动力学惯性相联系，海洋的运动 和变化具有明显的缓慢性和持续性。 和变化具有明显的缓慢性和持续性。一方面使其 具有较强的“记忆”能力，可以通过海气相互作 具有较强的“记忆”能力， 把大气的变化信息贮存于海洋， 用，把大气的变化信息贮存于海洋，然后再对大 气运动产生作用； 气运动产生作用；另，海洋的热惯性使得海洋状 况的变化具有滞后效应。 况的变化具有滞后效应。
现代气候学基础
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气候系统是一个由大气圈、水圈、冰冻圈、 气候系统是一个由大气圈、水圈、冰冻圈、岩石 是一个由大气圈 陆面)和生物圈组成的高度复杂的系统 圈(陆面 和生物圈组成的高度复杂的系统，能决 陆面 和生物圈组成的高度复杂的系统， 定气候形成、 定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理 系统。 系统。
一、世界三大涛动 沃克(Walker)于1924—1937年6篇《世界 沃克 于 年 篇 天气》 天气》的论文 北大西洋上的冰岛低压与亚速尔高压中心 气压的变化NAO 气压的变化 北太平洋阿留申低压与复威夷高压之间的 涛动，称为北太平洋涛动(NPO)。沃克还指 涛动，称为北太平洋涛动 。 出，太平洋与印度洋气压变化相反，由于 太平洋与印度洋气压变化相反， 它主要发生南半球所以称为南方涛动(SO)。 它主要发生南半球所以称为南方涛动 。
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海洋与气候系统
海洋是全球气候系统的重要织成部分， 海洋是全球气候系统的重要织成部分， 其对大气运动和气候变化的影响， 其对大气运动和气候变化的影响，可归纳 个方面： 为4个方面： 个方面
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拉尼娜现象
正常年份 （瓦克环流） 瓦克环流）
厄尔尼诺现象
暖池
E风加强 表水面 暖池 E风 E风减弱 暖池东移
中 、 东 气 流 上 升
水温 表水面 29℃~30℃ 水温 东风异常加强下， 东风异常加强下， 23℃~25℃ 表层暖水向西输送 西太平洋海面抬升， 在平均风速下， 西太平洋海面抬升， 在平均风速下，沿 东太平洋表层海水 赤道太平洋洋面呈 辐散， 辐散，冷水强烈上 西高东低形势。 西高东低形势。 涌。
冰雪圈由地球表面大量的雪和冰构成。 冰雪圈由地球表面大量的雪和冰构成。它包括格 陵兰和南极地区范围很广的冰原、 陵兰和南极地区范围很广的冰原、海冰以及北美 和西伯利亚的永冻带及冰川等。 和西伯利亚的永冻带及冰川等。冰雪圈是地球上 最大的淡水储存库，据估计，全球水分的2％ 最大的淡水储存库，据估计，全球水分的 ％是冰 冻的。这种冰态水占全球可用淡水的约80%。 冻的。这种冰态水占全球可用淡水的约 。 冰盖占全球陆表的11％和海表的7％。 冰盖占全球陆表的 ％和海表的 ％。
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气 候
变 化 与 平 均 值 或 离 差 值 变 化 的 关 系
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3.气候异常 3.气候异常
指月、季、尺度气候状况与平均值的巨大 指月、 偏差。 偏差。 世界气象组织（WMO）把距平达到方差 世界气象组织（ ）把距平达到方差2 倍称为异常，大约2.3%概率，在实际中把 倍称为异常，大约 概率， 概率 30-40年一遇的现象称为异常。 年一遇的现象称为异常。 年一遇的现象称为异常
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中国气候特征--大陆性气候 中国气候特征 大陆性气候
大陆度又称大陆度指数。表示气候受大陆影响程 大陆度又称大陆度指数。 度的指数。气温、降水、 度的指数。气温、降水、湿度等气象要素都能在 一定程度上显示大陆影响的强弱， 一定程度上显示大陆影响的强弱，但其中以气温 年变化较为显著。 年变化较为显著。 波兰学者焦金斯基提出的大陆度指数D应用最为广 波兰学者焦金斯基提出的大陆度指数 应用最为广 其表示式为D＝（ ＝（1.7∆θ÷sinφ）－ ）－20.4，式中 泛，其表示式为 ＝（ ÷ ）－ ， ∆θ为气温年较差，φ为纬度，经验系数 是在假 为气温年较差， 为纬度 经验系数1.7是在假 为纬度， 为气温年较差 定纯海洋影响地区的大陆度为零、 定纯海洋影响地区的大陆度为零、而纯大陆影响 地区的大陆度为100的条件下得到的。 的条件下得到的。 地区的大陆度为 的条件下得到的 如按上式计算，北京、 如按上式计算，北京、上海和兰州的大陆度分别 为61.7、57.7和64.3。 、 和 。
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20世纪气候学理论研究成就 世纪气候学理论研究成就
五、沃克环流 皮叶克尼斯(Bjerknes)1969，ENSO研究里程碑。 研究里程碑。 皮叶克尼斯 ， 研究里程碑 六、温室效应 CO2浓度增加 倍时，地球表面的平均温度可能 浓度增加1倍时 浓度增加 倍时， 上升1.5—4.5 ℃ 上升 七、月平均环流预测 (Charney)于1960年就指出长期预报要作时间平 于 年就指出长期预报要作时间平 均预报。舒克拉(ShuNa，1986) 均预报。舒克拉 ， 用大气环流模式试作月平均环流预报