气象与气候学课件 第一章

氮气（N2）：
存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。 作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。 自然条件下,氮气只能通过闪电雷暴作成形成,通过降水过程被植 物和土壤吸收利用。
氧气（O2）：
作用：
✓ 是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体； ✓ 积极参与大气中的许多化学过程； ✓ 对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。
天气
气候
周期
短
长
系统庞大（一个能源、五个子系统）、
区 别
系统 单纯反（气气旋旋) 、稳的因定多，，年即不统大能计气单的环纯累流将积、气，下候他垫作更面为强性天调质气它、资的人料成类
不稳定
活动长期作用下的某一时段内大量天 气过程的总和
联 系
1、二者存在着统计上的联系。 2、气候不仅包括多年来经常发生的天气状况，而且也包括 某些年份偶尔出现的极端天气状况。
气象学：研究大气现象和过程，探讨其演变规律和变化，并直接或间接用 之于指导生产实践为人类服务的科学。
（2）气候学
天气某: 一地区，在某一瞬时或某一短时间内大气中的大气状 态（如气温、气压、温度） 和大气现象（风、云、雾、降水 等）的综合。是瞬时的、多变的、不稳定的。
气候在：太阳辐射、大气环流（自身运动）、下垫面性质（海陆、 平原、高山）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。
(一)大气各组成成分及其作用
大气组成
主 要 作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
干 主要 N2
洁 成分 O2
空 气
次要 CO2
成分 O3
生物体的基本成分
维持生物活动的必要物质 植物光合作用的原料；对地面保温 吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害
水 汽 成云致雨的必要条件；对地面保温
固体杂质
成云致雨的必要条件
地球大气由三个部分组成
二、气象学的发展简史
气象学与气候学是来源于生产实践，又服务于生产实践， 并随着社会生产的发展，运用愈来愈进步的方法和技术而逐步 提高的。综观三千多年来气象学、气候学发展的历史，源远流 长。可以概括为以下三个时期：
1、萌芽时期
2、发展初期
3、发展时期
第二节气候系统概述 一、 大气圈概述
气候系统是一个包括大气圈（主体部分）、水圈、 陆地表面、冰雪圈和生物圈（下垫面部分）在内的，能 够决定气候形成、分布、变化的统一的物理系统。
（三）应用已发现的规律，采取有效措施，充分利用气候 资源，减少人类活动对气候的不利影响，防御或减少气候灾 害，为有关的生产建设服务。
（四）气象学、气候学与自然地理学、环境生态学和区域 地理等有密切的依存关系，在教学中还应注意为这些有关后 续课程奠定必要的基础。
在国民经济建设中的应用
1、天气预报：
是重要的经济信息。为工业、农业、能源、交通运输业、建 筑、林业、水利、海洋开发、环境保护、旅游、保险、文化、 体育、军事等400个行业进行有偿服务。可以通过报纸、电视、 电台、网站、寻呼台、手机短信进行预报。
大气的状态方程。
一、气象学、气候学的研究对象和任务 1、气象学、气候学的研究对象
（1）气象学 太阳辐射
大气圈
水圈 陆面 冰雪圈 生物圈
重要能源
舞台
下垫面
气象：大气圈中所发生的一切物理、化学现象和过程。这些物理现象和过 程时刻发生变化。即如风、云、雨、雷、电、雪、露、虹、晕、风暴等现 象及产生这些现象的过程都叫气象。
气象学与气候学主要任务
（一）通过实践，掌握气象观测、气候统计分析和气候调 查的方法，来记叙所观测到的气候现象，从定性和定量两方 面说明它们的特性。
（二）探讨它们的正确解释和研究它们的发展规律，特别 要掌握天气演变和气候形成的规律性，了解和解释各不同地 区的气候特征，弄清气候资源及其地理分布，进行气候分类 和气候区划，研究气候变迁的原因及其规律。
干洁大气（即干空气） 水汽 悬浮在大气中的固液态杂质
一、干洁大气
干洁大气的定义及其成分变化：
定义： 除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以
外的整个混合气体。
成分变化：
0~90km，主要成分和含量比例基本保持不变。 90km以上，氮稍有减少,氧稍有增多,氩和二氧化碳明显减少,其 中氧分子和氮分子开始离解 。
臭氧（O3）：
时空变化：
✓ 时间变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。 ✓ 空间变化：
水平：由赤道向两极增加。 垂直：
55～60km，含量极少。 20～25km，达最大值，形成臭氧层； 12～15km以上，含量增加特别显著； 从10km向上，逐渐增加； 近地面，含量很少；
（二）、大气的结构
1、大气的上界 A: 极光是大气中出现的最高的物理现象，1200km B: 人造卫星探测资料，按大气密度定为2000~3000km
第一章 引论
第一节 气象学、气候学的研究对象、任务和简史
一、气象学与气候学的研究对象和任务 二、气象学和气候学的发展简史
第二节 气候系统概述
一、大气圈概述 二、水圈、陆面、冰雪圈和生物圈概述
第三节 有关大气的物理性状
一、主要气象要素 二、空气状态方程
教学重点难点
气象、天气和气候的概念； 地球大气的组成和结构；
各种成分介绍：
各成分总体状况：
表2-1 干洁大气的成分（高度25km以下）
气体成分 氮 氧 氩
二氧化碳 臭氧
干洁大气
所占体积（%） 78.08 20.95 0.93 0.032
0.00006 100
临界温度（℃） -147.2 -118.9 -122.0 31.0 -5.0 -140.7
临界压强（大气压） 33.5 40.7 48.0 73.0 92.3 37.2
台风、暴雨、洪涝、干旱、龙卷、寒潮、霜冻、沙尘暴等都属 于气象灾害。
2、人工影响天气服务
人工增雨、人工消雹、消雨、消雾
为工业、农业、能源、交通运输业、建筑、林业、水利、 海洋开发、环境保护、旅游、保险、文化、体育等400个行业 进行有偿服务。专业有偿服务的合同数以十万计。
①农业与气象、气候关系最为密切 ②沿海的渔业生产和气象条件关系也十分密切。 ③城市建设 风的荷载力、雪压使建筑物既安全又节省材料， 公路、桥梁、水库、地下管道都需要当地降水强度来确定。 ④国防战争如三国的三次以少胜多的著名战役都是利用风来 实施火攻。——官渡之战、赤壁之战、吴蜀小亭之战（彝陵 之战）。二战时的偷袭珍珠港、利用西风带的定高气球。