气象学与气候学PPT课件
气象学与气候学课件
气候敏感性
地球系统对温室气体增加 的响应是复杂的，不同气 候系统对气候变化的敏感 性不同。
极端气候事件
极端天气
生态影响
极端天气事件如暴雨、洪涝、干旱、 台风、暴风雪等频发。
极端气候事件对生态系统产生影响， 导致物种灭绝、生物多样性减少等。
极端气候灾害
极端气候事件可能导致自然灾害如地 震、火山喷发、海啸等。
雷暴与龙卷风
总结词
雷暴和龙卷风是两种极端天气现象，它们的形成和发展 机制以及所造成的危害各不相同。
详细描述
雷暴和龙卷风是两种极端天气现象，它们的形成和发展 机制以及所造成的危害各不相同。
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大气化学与污染
大气化学成分
主要成分
大气主要由氮气（约78%）和氧气（ 约21%）组成，还有少量氩气、二氧 化碳、水蒸气和微量其他气体。
臭氧层
平流层中的臭氧层能够吸收对生物有 害的紫外线，保护地球上的生命。
大气污染及其来源
人为污染源
工业排放、交通尾气、农业活动（如 化肥和农药使用）、生活排放（如燃 烧化石燃料）等。
自然污染源
火山喷发、森林火灾、风力扬尘等。
大气污染对气候的影响
01
02
03
温室效应
大气中温室气体的增加导 致地球表面温度升高，引 发全球变暖。
加强气候变化教育，提高公众 对气候变化的认识和应对能力 。
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气象学与气候学应用
气象灾害预警与防御
灾害恢复重建
气象灾害预警
通过气象观测和预测技术，及 时发布气象灾害预警信息，提 醒公众采取相应的防御措施。
灾害应急管理
建立气象灾害应急管理体系， 制定应急预案，组织应急救援 ，减轻灾害损失。
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干洁空气的组成结构
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④ 二氧化碳（光合作用；大气保温效应） ⑤ 臭氧（地球生命的保护伞：强烈吸收太阳辐射中的紫外线）
图大气臭氧浓度随高度的变化
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图各高度上氧和氮的组成比例
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2. 水汽（唯一发生相变的大气成分） （1）来源：陆面、水面蒸发和植物蒸腾 （2）含量: 占整个地球总水量的0.001% （3）重要性：产生天气变化的重要因素，直接影响地面和低
气象观测：地面观测、高空观测、遥感技术 天气与气候分析：天气气候图分析、四维分
析、统计分、诊断分析 天气与气候的数值模拟
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0.4 气象学与气候学的发展简史
1. 萌芽时期 ：十六世纪中叶以前 感性认识和经验形成阶段，萌芽时期我国和希腊是露过锋芒的，气象学与天文学 是混在一起的，可以说具有天象学的性质。
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2.3到达地面的太阳辐射
有两部分： 直接辐射：太阳以平行光线的形式直 接投射
到地面上。 散射辐射：经过散射辐射后自天空投射到地面
上。
二者之和称为总辐射。
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1、直接辐射：
太阳高度（角）、大气透明 度
（1）太阳高度角（h）： 太阳光线与水平面间的 夹
角；h不同， 地表单位面积上所获得的太
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1.2.3 中间层（55~80km） 气温随高度增加迅速降低； 对流运动强烈（又称为上对流层）。
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1.2.4 暖层（80~800km） 温度随高度增加而迅速增高； 空气处在高度电离状态（又称为电离层）。
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1.2.5 散逸层（暖层以上） 空气极其稀薄，温度高； 空气质点运动速度快，大气质点不断逃逸到
气候学气象与气候学教学课件
绪论1.气象学的定义和研究内容①定义：研究发生于大气中的的一切物理现象和物理过程，探讨其演变规律和变化，并应用于实践的科学。
②研究对象：大气圈。
主要研究内容：a.大气的一般特性。
b.大气现象的发生、发展、及能量的来源。
c.探求大气现象的本质、寻求变化规律。
d.将大气现象中的规律应用于实践。
2天气学定义：研究地球条件下不同的区域内所产生的天气系统、天气过程的成因、演变规律，并在天气预报上应用的科学。
3天气学研究对象：地球上的大气4气候学定义：研究地球上气候的形成原因、分布类型、变化规律的科学。
5气候学研究对象：地球上的气候。
6天气与气候的区别:①概念不同：a天气：某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（温度、相对湿度气压等）和大气现象（风、云、雨、雪、降水等）的综合。
属于短时间内的微观现象。
b气候：是指在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合。
不仅包括该地多年平均天气状况，也包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。
属于长时间宏观现象。
②变化周期不同： a天气：变化快，周期短。
b气候：变化慢，时间长。
③各自研究的系统不同：a天气：是个单纯的系统。
b气候：包括大气、水、冰雪、陆地、生物（动物、植物、人）五个子系统。
具有地方性的特点。
7大气：包围在地球表面的整个空气层，是一个连续的空气圈。
8大气的组成特点：气态：水汽、氮气、氧气等；液态：水、溶液滴；固态：冰晶、悬浮的杂质；低层大气（0-90km）：干洁空气、水汽、杂质；高层大气（90km以上）：氮、氧原子9根据大气中的温度、水汽、成分、垂直运动分为五层：①对流层②平流层③中间层④暖层⑤散逸层10气象要素：定性或定量描述大气物理现象和大气状态特征的物理量。
例如：气压、气温、湿度、云量、风、降水量、能见度、日照、辐射量等。
11表示湿度的方法：a水汽压(e)b绝对湿度(a)c饱和水汽压(E)d相对湿度(f)e比湿(q)f饱和差(d)g露点(Td)12风定义：空气的水平流动。
《气象学与气候学》第一讲38页PPT
绪论
第三节 气象学的内容和分支
一、气象学的研究任务
1、掌握观测、分析、调查的方法，说明气候现象特性 2、解释天气演变和气候形成的发展规律 3、应用规律，充分利用气候资源 4、为相关及后续课程奠定基础
水文与水资源工程专业 朱君君
绪论
第三节 气象学的内容和分支——分支
水文与水资源工程专业 朱君君
等等
水文与水资源工程专业 朱君君
准备知识——考核方式
平时成绩40% （1）期刊网的使用，提交综述，10%。9月24日 （2）自动气象站观测数据处理，10%。第7周 （3）课程论文提纲，10%。第10周 （4）课程论文及其PPT演示，10%。15周初稿、17周成稿 注：全班分10小组，6-7位同学一组；考勤算平时成绩 期末考试成绩60%，闭卷。19周
绪论
第四节 气象学与水文学的关系
大气圈水循环示意图
水文与水资源工程专业 朱君君
2012年“3.23”世界气象日-第52个
主题： 世界气象组织——天气、气象和水为未来增添动力 （宣传片）
水文与水资源工程专业 朱君君
第一章 大气的基本特征
第一节 大气的成分
基本概念： 干洁空气（干空气） 大气中固态、液态微粒（气溶胶粒子） 大气的污染物质：粉尘、CO, SO2, H2S, NO, NO2, 碳氢化合物 ，
时的那个温度，简称露点 符号：Td 单位：同气温
问题：已知100C时E＝12.3mb,180C时 E=20.6mb.某地第一天上午8时气温 T=230C,e=12.3mb;第二天8时 T=230C,e=20.6mb.求：1）两天8时的Td1和 Td2，以此说明Td高低直接与何因子有关？2）
哪一天的f较大？
《气象学与气候学》课件
气象学基本概念和定义
1 气象要素
介绍气温、湿度、气压等气象要素的基本概念。
2 气象现象
解释雷暴、云层和气象灾害等常见气象现象。
3 气象学方法
探讨气象数据收集和分析的方法与技术。
大气成分和结构
成分
描述大气中主要的气体成分， 如氮氧等。
层次结构
解释大气分为不同的层次， 如对流层、平流层等。
影响因素
探讨影响大气成分和结构的 因素，如人类活动与自然过 程。
《气象学与气候学》PPT 课件
本课件将介绍气象学与气候学的基本概念和应用，从大气成分到气候变化， 让您深入了解气象科学在我们生活中的重要性。
气象学与气候学的概述
1 定义与关系
2 历史演变
了解气象学与气候学的区别与联系。
探索气象学与气候学领域的发展历程。
3 现代应用
展示气象学与气候学在社会中的广泛应用。
人为因素
分析人类活动对气候变化产生的影响，如温室气体排放。
全球气候变化的趋势和研究进展
1
温度上升
解释全球变暖和气温上升的趋势。
2
海平面上升
探究冰川融化导致海平面上升的现象。
3
极端天气
讨论频繁发生的极端天气事件，如飓风和洪灾。
计进行观测。 使用湿度计进行观测。 采用气压计进行测量。
气象预报的基本原理和方法
1
气象观测
收集气象数据以了解当前天气状况。
2
气象模型
利用数学模型预测未来天气情况。
3
预报技术
介绍各种预报技术，如数值天气预报。
气候变化的原因和影响
自然因素
探讨太阳辐射、地球运动等自然因素对气候变化的影响。
绪论气象与气候学教学课件
第一节气象学简介1.气象学的定义和研究内容①定义：研究发生于大气中的的一切物理现象和物理过程，探讨其演变规律和变化，并应用于实践的科学。
②研究对象：大气圈。
主要研究内容：a.大气的一般特性。
b.大气现象的发生、发展、及能量的来源。
c.探求大气现象的本质、寻求变化规律。
d.将大气现象中的规律应用于实践。
物理现象：大气中的风、云、雨、雪、雹、冷暖、干湿、光、电、声等现象。
物理过程：大气中的增温、冷却、蒸发、凝结等过程。
2.气象学的发展分支①大气物理学、动力气象学、应用气象学、大气探测学、人工影响天气学等。
②天气学③气候学a天气学定义：研究地球条件下不同的区域内所产生的天气系统、天气过程的成因、演变规律，并在天气预报上应用的科学。
研究对象：地球上的大气天气系统：引起天气变化和分布的高压、低压、高压脊、低压槽等。
天气过程：天气系统的发生、发展、消失、演变的全过程。
天气预报：人们根据天气演变规律的认识，对未来一定时期内天气变化做出主、客观判断。
b气候学定义：研究地球上气候的形成原因、分布类型、变化规律的科学。
研究对象：地球上的气候。
c天气与气候的区别①概念不同：天气：某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（温度、相对湿度气压等）和大气现象（风、云、雨、雪、降水等）的综合。
属于短时间内的微观现象。
气候：是指在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合。
不仅包括该地多年平均天气状况，也包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。
属于长时间宏观现象。
②变化周期不同：天气：变化快，周期短。
气候：变化慢，时间长。
③各自研究的系统不同：天气：是个单纯的系统。
气候：包括大气、水、冰雪、陆地、生物（动物、植物、人）五个子系统。
具有地方性的特点。
3.本学科在生产中的应用:主要表现在三个方面:①提供气象观测资料，并加以整理分析，找出其规律性与特性，供生产建设部门应用。
②提供未来天气预报和气候变化趋势预报，做生产建设部门的参谋。
《气象学与气候学》PPT课件
T' T0 dT'
T T0 dT
将 d
dT' dZ
与
dT dZ
代入上式有：
T' T0 d dZ ，T T0 dZ （对于未饱和空气干空气按 γd 变化）
∴T T' ( d )dZ ………………………………………③
将③代入②式，得
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F1
G
d
T
dZm' g 精选ppt
3) 地形(geographical relief)：凸地变幅小，凹地 变幅大，因为凹地白天散热慢，夜间有效辐射强
4) 下垫面性质(features of underlying surface)： 水面上日较差小，陆地上大
5) 天气(weather)：晴天日较差大于阴天
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• (2)气温的年变化(annual variation)
特点：
回归线以外的地区为单波型：最高为7月, 最低为1月,海上落后一个月；
回归线之间赤道附近地区为双波型：最高 为4、10月，最低为7，1月。
原因：太阳直射点的季节变化，在赤道附 近地区，一年有两次太阳直射。
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稳定度的综合判定方法:
综合干空气和未饱和湿空气的判定方法，可归纳如下：
<m 绝对稳定 m < <d 对干空气稳定，湿空气不稳定，此为条件性
不稳定；
>d 绝对不稳定。
以上判定方法可用如下的数轴表示：
m 条件性不稳定 d
绝对稳定 干稳湿中性
干中性 绝对不稳定 湿不稳
第一章气象学与气候学 PPT
2、气候学研究的对象是地球上的气候。 气候和天气是两个既有联系又有区别的概念。 从时间尺度上讲,天气是指某一地区在某一 瞬间或某一短时间内大气状态(如气温、湿 度、压强等)和大气现象(如风、云、雾、降 水等)的综合。天气过程是大气中的短暂过 程。而气候指的是在太阳辐射、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。它不仅 包括该地多年来经常发生的天气状况,而且 包括某些年份间或出现的极端天气状况。
一、大气圈概述
㈠大气的组成 1、多种气体的混合物——三大类物质组成:干结空气、
水汽、气溶胶离子 2、干洁空气为主体 其中氮(N２)氧(Ｏ２)和氩(Ａr)三者合占大气总体积的
99、96％,其它气体含量甚微。除水汽外,这些气体在自然 界的温度和压力下总呈气体状态,而且标准状况下(气压 1013、25hpa温度0℃)。密度约为1293g/m³。
气象学领域广,其基本内容是:⑴把大气当作研究的 物质客体来探讨其特性和状态,如大气的组成、范围、 结构、温度、湿度、压强和密度等等;⑵研究导致大气 现象发生、发展的能量来源、性质及其转化;⑶研究大 气现象的本质,从而能解释大气现象,寻求控制其发生、 发展和变化的规律;⑷探讨如何应用这些规律,通过一 定的措施,为预测和改善大气环境服务(如人工影响天 气、人工降雨、消雾、防雹等),使之能更适合于人类 的生活和生产的需要。
生活造成严重的后果。 凝冻天气伴随着阴冷,不像北方雪后多晴,容易缓解。目
前我省的凝冻天气之强度和长度,面积和造成的灾害,是几 十年未遇的。我们正真实地鏖战凶猛的强敌。万众一心的 贵州人,一定能够取得这场历史性战斗的完全胜利！
重庆百年一遇特大旱灾为历史罕见
新华社特稿 2006-08-31
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绪论
一、 研究对象和分科 二、 大气、天气、气候、气候系统概念 三、 研究方法 四、发展简史
层大气的温度。
3. 固态、液态微粒（气溶胶粒子，影响大气和地面温度，但对成云
致雨起到重要作用）
4. 大气污染物质（粉尘、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、硫化氢等）
气象小常识：PM 2.5
PM2.5：指大气中 直径小于或等于2.5 微米的颗粒物，也 称为可入肺颗粒物
世界2001年至2006年PM 2.5平均值分布图
递减
离地面热源远 对流运动强
、氧少
烈
无线电通讯（D层）
递增
氮、氧吸收太 空气密度很 无线电通讯（ E、F层）、人
阳紫外线辐射
小
造卫星
散逸层
800以上
略有递 增
空气极其稀薄
空气质点运 动速度很快
受地球引力很小
气象学与气候学
云南今年遭遇50年一遇的特大旱灾， 2010年2月2日，昆明市石林县高石哨绿 塘子水库干旱的露出了池底。
由于旱情持续，截至2010年2月28日，云南 省蒙自县冷泉乡索本底等5个自然村近200户 人家只能靠本地接近干枯的山泉作饮用水和 生活用水。
2011年5月鄱阳湖成为大草原
11月4日，北京市气象台发布了暴雪红色预警信号。这是北京自有预警制度以来首个暴雪 红色预警。目前全市降水量平均值达到55.6毫米，最大降水量为99.6毫米，达到北京市有气 象记录以来“冬半年”最大值。持续时间超过40小时
3. 发展时期：二十世纪以来 早期：二十世纪五十年代前 气象学方面：锋面学说、长波理论、降雨学说 气候学方面：气候型、气候分类法
气象卫星
近期：二十世纪五十年代以后 电子计算机和新技术，如雷达、激光和人造卫星等的使用 气象学方面：大规模观测试验、数值模拟试验；气候学的科学革命 多普勒天气雷达站 我国气象学、气候学的奠基人竺可桢（1928年在南京北极阁建立气象台）。
联系：气候以天气为基础，是天气的综合；天气是以气候不同为背景 气候系统：由大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈组成的整个系统，以及
系统内各子系统之间一系列复杂的相互作用过程。
0.3 气象学和气候学的研究方法
气象观测：地面观测、高空观测、遥感技术 天气与气候分析：天气气候图分析、四维分
析、统计分、诊断分析 天气与气候的数值模拟
0.1 气象学与气候学的研究对象和分科
1. 大气科学的定义：研究大气中各种现象、过程的成因和时空分布规律，以及 如何利用这些规律为人类服务
2. 研究对象：主要是覆盖整个地球的大气圈； 研究内容：大气科学分支学科中大气探测学、大气物理学、大气化学、天气 学、气候学的基础知识。
3. 学科分支 主要分支学科有大气探测、气候学、天气学、动力气象学、大气物理学、大气 化学、人工影响天气、应用气象学。
0.4 气象学与气候学的发展简史
1. 萌芽时期 ：十六世纪中叶以前 感性认识和经验形成阶段，萌芽时期我国和希腊是露过锋芒的，气象学与天文学 是混在一起的，可以说具有天象学的性质。
我国发展：殷商的“卜旬”、涉及物候的典籍、汉唐观测天气的仪器； 国外发展：希腊亚里斯多德著《气象学》。
2. 发展初期：十六世纪中叶到十九世纪末 气象观测阶段：温度表（伽利略）、气压表（托里拆利） 主要研究成果：关于海平面上风压关系定律、气旋模式和结构、大气中光电现象和 云雨形成的初步解释，大气环流的若干现象解释等
氮+氧+氩=99.95%
干洁空气的组成结构
④ 二氧化碳（光合作用；大气保温效应） ⑤ 臭氧（地球生命的保护伞：强烈吸收太阳辐射中的紫外线）
图大气臭氧浓度随高度的变化
图各高度上氧和氮的组成比例
2. 水汽（唯一发生相变的大气成分） （1）来源：陆面、水面蒸发和植物蒸腾 （2）含量: 占整个地球总水量的0.001% （3）重要性：产生天气变化的重要因素，直接影响地面和低
1.2.3 中间层（55~80km）
气温随高度增加迅速降低； 对流运动强烈（又称为上对流层）。
1.2.4 暖层（80~800km）
温度随高度增加而迅速增高； 空气处在高度电离状态（又称为电离层）。
1.2.5 散逸层（暖层以上）
空气极其稀薄，温度高； 空气质点运动速度快，大气质点不断逃逸到
宇宙太空。
大气 分层
高度 (km)
对
流
0~12
层
平
流
12~55
层
中
间
55-80
层
暖层 （电离层） 80~800
大气分层结构比较
气温 变化
原因
气流运 动特征
与人类的关系
递减
地面为主要直 对流运动显 影响人类一系列的生产、生
接热源
著
活活动
递增
靠臭氧层吸收 以平流运动
紫外线增温
为主
人类生存环境的天然 屏障，利于高空飞行
竺可桢
卫星云图
副 高
云顶越高 温度越低
对流云
第1章 大气的成分、状态与结构
一、 大气的组成 二、 大气的垂直结构
1.1 大气的成分（干空气、水汽、气溶胶粒子和污染物质）
1. 干洁空气 （1）定义：指大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个
混合气体。 （2）成分（附图）
① 氮（地球上生命体的基本成分） ② 氧（维持生命的活动） ③ 氩（惰性气体）
灰霾天气
1.2 大气的垂直结构（按热力结构分层）
1.2.1 对流层（0~12km）
温度随高度递减（平均每100米下降0.65℃ ）； 有强烈的对流运动； 气象要素水平分布不均匀。
1.2.2 平流层（12~55km）
气温随高度增加而显著递增； 水汽、杂质极少，透明度好； 空气以平流为主，气流稳定。
0.2 大气、天气、气候、气候系统概念
大气：包围着地球的整个空气层 天气：指某一地区在某一短时间内大气中气象要素（如温度、湿度等）和天气
现象(如云、雾等)的综合。 气候：某地在太阳辐射、下垫面性质、大气环流和人类活动长期相互作用下所 产生的天气综合。
区别：时间尺度：天气短，气候长 天气变化多端，气候比较稳定少 变 气候具有显著的区域性，而天气不明显