第三章,大气圈与气候系统
《地球科学概论》第三章 大气圈
二、气象要素-气温
（一）气温周期变化
气温：大气热力状况的数 量度量，是空气分子平均 动能大小的体现。
气温的日变化
气温的年变化
气温日较差：一天之内最高 温与最低温之差；
气温年较差：年内最热月与 最冷月平均气温之差。
1.气温日较差的影响因素：
1）纬度：低纬＞高纬； 2）下垫面：陆上＞海上； 3）季节：夏季＞冬季（中纬度最明显）； 4）地形：凹地＞平地； 凹下地形（盆地和谷地），白天比平地高，夜晚比平地低。 5）天气情况：晴天＞阴天；干燥地区＞潮湿地区。
自平流层顶至85km左右高空的大气层。 ① 由于没有臭氧吸收太阳辐射的紫外线，气温随高 度增大而迅速下降，至中间层顶界气温降至-83℃~113℃； ② 由于下热上冷，再次出现空气的垂直运动； ③ 顶部出现弱电离现象。
（4）热层（电离层）
从中间层顶到800km高空的大气层。
① 空气很稀薄，质量占大气圈总质量的0.5%； ② 在太阳辐射和宇宙高能粒子作用下，温度迅速 升高，再次出现温度随高度增加而升高的现象， 到500km高空处温度高达1201℃；
② 中纬环流与高纬环流
两极大气冷却收缩，形成“极地高压带”； 在南纬与北纬60°附近形成一个相对的“副极地低
压带”； 从极地高压带到副极地低压带之间形成“极地东风
带”，从副热带高压带到副极地低压带之间形成 “盛行西风带”； 极地东风与盛行行西风在副极地低压带相遇时形成 上升气流，构成中纬环流和高纬环流。
（2）大气中的凝结现象（雾）：漂浮在近地面层的乳白色微小水滴
或冰晶。
（3）高空水汽凝结现象：云。
（三）大气降水
降水形成：从云层中降落到地面的液态或固态水。 条件：一是雨滴下降速度超过上升气流速度；二是雨滴从云
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。
第三章大气圈与气候系统
有关辐射的基本规律
辐射能力强的物体，其吸收能力也强，黑体 的吸收率最大，故它是最好的放射体； 对于 同一物体，如果在温度为T时，它放射某一 波长的辐射，那么在同一温度下，它也吸收 同样波长的辐射； 任何物体在向四周放射能 量的同时，也吸收能量； 高温物体在单位面 积上放射的能量比低温物体多。斯蒂芬—波 尔斯曼定律：E=δ.T4 .δ=5.67×10-8W （m2.K4） 、大气上界太阳辐射：（可看作 黑体辐射） 太阳表面温度高达6000K左右， 是炽热的气态球体。
地表温度有一定影响；其含量多少，还直接影响到大 气能见度的好坏。
（注意）
1、由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多，人类社 会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增加了一 倍，再加上大量砍伐森林，减少了绿色植物通过光合 作用吸收二氧化碳的能力，大气中二氧化碳的浓度在 过去三十年里增长了12％。
2、氯氟烃是一种人工合成的化合物，主要用于制冷 剂、火箭推进剂等，到了80年代中期为止，全球氯氟 烃的年消费量已达到100万吨。
臭氧的含量下降。
（2）空气以垂直运动为主。但由于空气稀 薄，所出现的天气现象已不如对流层复杂。
（3）在80km处白天出现一个电离层。
4、暖层的特征
高度：中间层至800km处
特征：
（1） 空气质量小，空气稀薄，空气密度只角空气总 质量的0.5%，在120km高空，空气密度小至声音都 难于传播。
3·臭氧 主要分布在10～40km的高度处， 极大值在20～25km附近，称为臭氧层。臭氧 虽在大气中的含量很少，但具有强烈吸收紫 外线的能力。研究表明，人们大量使用氮肥 以及作冷冻剂和除臭剂使用的碳氟化合物 （氟利昂）所造成的污染是平流层的臭氧遭 到破坏。臭氧层的破坏能引起一系列不利于 人类的气候生物效应，因而受到广泛关注。
环境地学赵烨第3章
图3-2 经过大气圈到达地表的太阳辐射图解 （据M. J. Pidwirny，2002年资料）
3-大气圈子系统
8
3.2.2 地表辐射平衡
太阳辐射通过星际空间到达地球，实际上 大气层顶单位面积的表面所接受到的太阳辐射 能并不均等于太阳常数，而是随时间和空间不 同而变化，其变化受日地距离、太阳高度角和 日照时间三个因素所制约。
3-大气圈子系统
13
太阳辐射的分布规律尽管受到其他因素的 干扰，从全球范围来看，热量分布总趋势仍然 与纬度大致平行，由低纬向高纬呈带状排列， 形成地球上的热量带。热量带的划分有着不同 的标准。
3-大气圈子系统
14
W/m2
图3-5 地表年接受的太阳辐射量
（据M.J. Pidwirny，2002年资料）
22
海拔/m
气压/hPa
图3-9 气压随高度变化曲线示意图
（据M. J. Pidwirny，2002年资料）
3-大气圈子系统
23
一般情况下气压场基本形式有如下几种： ➢ 低气压(简称低压) ➢ 高气压(简称高压) ➢ 低压槽和高压脊 ➢ 鞍形气压区
3-大气圈子系统
24
快速气流
慢速气流 图3-10 高气压(简称高压)图解（气压/hPa）
3-大气圈子系统
9
到达地面的太阳辐射包括：一是太阳以平行 光线的形式直接投射到地面上的辐射即太阳直接 辐射；二是太阳辐射经过大气层的散射后自天空 投射到地面的辐射即散射辐射。地球是个球体， 正午太阳光线的高度角因纬度而不同，地球表面 不同纬度地区接受的太阳辐射能是不同的。
3-大气圈子系统
10
图3-3 到达地表的太阳辐射差异图解
层
年 资 料 ）
自然地理学习题集
自然地理学习题集绪论1、地理学是研究地理环境的科学，即研究地球表层这一部分人类环境。
自然地理学的英文名称为主要是研究2、地球表层3、地理环境可分为三类。
自然地理环境分为二部分。
4、地理学的“三三三”原则。
5、部门自然是自然地理学与相邻科学之间的边缘学科。
第一章地球1、宇宙中常见的天体有：2、天文单位，量度天体距离的单位。
3、太阳系包括：个行星，个卫星，万个小行星，少数慧星。
4、类地行星与类木行星的分类，特点。
5、太阳系中行星及卫星运动的共同特征。
6、冥王星为什么被降为矮行星，而不算为行星。
7、太阳系中质量最大的行星是，公转周期比自转周期短的是，卫星数最多的是，自转方向与公转方向不同的是8、慧星大多由、、和组成。
慧核是由组成。
彗尾是由彗核在的作用下抛出的尘埃和气体组成，哈雷彗星的周期是年。
9、小行星的位置。
10、朔望月与月相图；黄白交角与月上中天；（分析与理解）。
11、梨状地球为什么是错误的。
12、地球的形状与大小各有什么意义。
13、如何证明地球是自转与公转的。
自转与公转各自的方向，周期。
各自带来什么样的地理意义。
14、解释地球的自转为什么使北半球作水平运动的物体发生右偏，南半球的发生左偏。
15、什么是岁差，什么是章动，什么是极移。
16、纬线是圆；经线是圆。
17、固体地球的内部分为：它们各自的分界面是18、七大洲各自的界线。
19、大陆的成对与出现，各大际轮廓特征。
20、岛屿分为和二类。
海洋岛又分为和能清楚认识我们身边常见岛的类别归属。
21、二十四节气与闰年、闰月。
第二章地壳1、地壳上大陆与海洋各自的平均厚度，地壳的“双层结构”，化学组成。
2、名词解释：丰度，矿物，岩石3、矿物形成的主要方式，辨认矿物主要从哪些方面进行。
摩氏硬度与1-10的矿物。
4、说出主要造岩矿物。
花岗岩的组成。
5、岩浆岩的分类，产状、结构与典型代表。
6、沉积岩具有层理与层面构造，富含次生矿物、有机质，并有生物化石。
7、沉积岩的主要类型与典型代表。
首都师范大学考研资源环境与旅游学院(833自然地理学+601高等数学)十二年真题及答案
1、试述陆地湖相沉积物与黄土沉积物在恢复古气候方面的差异？ 【地学考研中心自然小组解析】：本题较难。属于课外知识，课本中没有直接答案，需结合 书本和课外知识按要求总结回答。 【参考答案来源】：参考文献《古地磁学在研究湖泊沉积物中的应用》、《湖泊沉积物的磁 化率、频率磁化率及其古气候意义》等。
黄土沉积物在恢复古气候方面：黄土-古土壤剖面的磁化率变化特征非常明显，黄土层 和古土壤层分别对应磁化率曲线的波谷和波峰，并且与沉积物的粒度和古气候变化具有很好 的相关关系。磁化率值较低时反映出气候比较干冷，该地区进行黄土堆积，粘土粒级组分含 量相对较低；磁化率值较高反映出该地区气候比较温和湿润，黄土堆积颗粒变细，粘 ……………………
新生体是指土壤发育过程中形成的新的物质（物质重新淋溶淀积的生成物）。根据新生 体的性质和形状可判断出土壤类型、发育过程及历史演变特征。新生体包括化学起源的和生 物起源的两种。前者有易溶盐类，石膏，碳酸钙，二氧化硅粉末，三二氧化物和锰化
……………………
【展示细节 2】：参考书未详述部分，地学考研中心予以补充
三、 研究生学长对《自然地理学》科目的总结
（1）考试范围和重点（地学考研中心提供）
1、题型方面（首师大资源环境与旅游学院考研群 306642939）
从下表中可以看出，首师自然地理学出题从 07 年采用“名解+简答+论述”的形式，只
不过各年各题型的数目和分值不尽相同，大体保持“5×6+4×15+2×30=150”的分布格局。 题型
（2）出题特点和趋势（地学考研中心提供）
首师自然出题有以下几大特点，具体来说： （1）首师总体出题中规中矩，很少出现难、偏、怪题。 （2）首师出题不难，偏向基础知识的考察，题目大多来自参考书。 （3）历年出题重复率较高，常考点非常多，比如“克拉克值”、“地质构造”、“地 转偏向力”、“局地环流”、“气候成因”、“成冰作用”、“地下水分类”、“水情要素”、 “径流形成过程”、“地貌成因”、“成土因素”、“成土过程”、“生态系统”、“生物 多样性”、“地域分异规律”、“自然区划”、“人地关系”等等。 （4）各章节出题分布不均，每章都有侧重。这个在上文及具体笔记中都有详细说明。 ………………
自然地理解答题(张志敏)
第一章地球一、试分析自然地理环境的特点。
1. 海陆分布特点：a分布不均匀，海洋面积大，陆地面积小。
在5.1×108km2的地表面积中，海洋（主体：连续广阔的水体）面积3.6×108km2，约占71％；陆地（被海洋环绕，突出于海洋面以上的部分，大陆是陆地的主体，岛屿是陆地的组成部分）面积1.49×108km2，约占29％。
b 海陆分布的对蹠现象（地球上两头相对的现象）。
2. 大陆：周围被海洋环境突出于海洋面以上的部分中较大的部分a 七个大陆中，除南极洲外，所有的大陆成对出现b 每个大陆的轮廓都是北部较宽广，向南逐渐变窄。
c 南半球大陆西边向里凹进，东边向外凸出3. 岛屿：被海洋所环绕，但面积比大陆小的小块陆地。
a 大陆岛：位于大陆附近并在地质构造上与相邻大陆有密切联系。
例如马达加斯加岛，我国的台湾岛，海南岛等。
b 海洋岛：面积比大陆岛小，与大陆在地质构造上没有直接联系，也不是大陆的一部分。
按其成因可分为火山岛和珊瑚岛两类。
4.海陆起伏曲线a 泛对称现象大陆面积越大，平均海拔越高；海洋面积越大，平均深度越深。
b 海陆起伏曲线为了形象地表示地球上各种高度和深度的对比关系，可以根据陆地等高线和海洋等深线图，计算各高度陆地和各深度海洋所占面积或占全球面积的百分比，绘出的曲线5.地球表面的基本特征a 太阳辐射集中分布于地表，太阳能的转化亦主要在地表进行。
b 固态，液态，气态物质同时并存于地表，使海洋表面成为液－气界面，海底成为液－固界面，陆地表面成为气－固界面，而沿岸地带成为三相界面。
c 地球表面具有其特有的，由其本身发展形成的物质和现象，如生物，风化壳，土壤层等d 相互渗透的地表各圈层之间，进行着复杂的物质，能量交换和循环，如水循环，地质循环等，并且在交换和循环中伴随着信息的传输。
e 地球表面是人类社会发生，发展的环境，尽管随着科学技术的发展，人类已有可能潜入深海或上升至宇宙空间，但地表仍然是人类活动的基本场所。
自然地理学复习资料
《自然地理学》复习要点第一章地球一、名词解释✓恒星日：如果取春分点为标准，则春分点连续两次通过同一子午面的时间，叫做一恒星日。
✓太阳日：如果取太阳为标准，则地球上同一地点连续两次通过地心与日心连线所需的时间，叫做一个太阳日。
✓交点月：月心连续两次通过黄道与白道两交点之一需时27 d 5 h 0 min 35.8 s ，则称交点月。
✓朔望月：月心连续两次通过地心与日心连线的时间称为朔望月，时间是29 d 12 h 44 min 3 s 。
✓开普勒定律：单位时间里，行星与其中心天体连线在行星轨道面扫过的面积相等。
✓岁差：当地球自转轴旋进时，春分点西移，故地球自转不到一周即可两次经过春分点。
✓极移：由于地球质量分布不均匀，真正的极点位置常常发生变化，因此自转轴又将围绕新极点旋转。
这种现象就是极移，实际上也就是地球的自转章动，或按发现者的名字称为钱德勒章动。
✓泛对称性：大陆面积愈大，其平均海拔愈高，面积和高度拟合曲线的相关系数可达0.9。
这是泛对称现象作为一种普遍规律在海陆分布上的表现。
二、简答1、类地行星和类木行星分别有哪些特点？水星、金星、地球和火星，体积小而平均密度大，自转速度慢，卫星数少，称为类地行星（terrestrial planets）；木星、土星、天王星和海王星，体积大，平均密度小，自转速度慢，卫星数多，叫做类木行星（jovian planets）。
2、肉眼可看到的彗星大多由哪几部分组成？彗核、彗发、彗云和彗尾。
3、地球自转的地理意义是什么？地球绕轴自转这一事实是确定地理坐标的基础。
如果没有这两个极点，就几乎不可能建立统一的地理坐标。
地球自转的地理意义还表现在以下这几个方面：1）地球自转决定昼夜更替，并使地表各种过程具有昼夜节奏。
2）地球自转使所有在北半球作水平运动的物体都发生向右偏转，在南半球则向左偏转。
3）地球自转造成同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间。
4）月球和太阳的引力使地球发生弹性形变，在洋面上则表现为潮汐。
伍光和《自然地理学》第四版 第三章 重点总结
第三章大气圈与气候系统1、通常把除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体称为干洁空气。
它是地球大气的主体，主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳。
2、只要发生在最大高度上的某种现象与地面气候有关，便可定义这个高度为大气上界。
3、从观测高度到大气上界单位面积上（横截面积1cm2）垂直空气柱的质量为大气压强，简称气压。
气象学把温度为0℃、维度为45°的海平面气压作为标准大气压，称为1个大气压，相当于1.01Kpa。
根据各地同一时刻的海平面气压值，在地图上用等压线绘出高、低气压的分布区域，就是水平气压场。
气压随高度升高而降低。
地面暖区气压常比周围低，而高空气压往往比同高度的临区高。
4、按照温度和运动情况，大气圈可以分为5层。
5、表示太阳辐射强弱的物理量，即单位时间内垂直投射在单位面积上的太阳辐射能，称为太阳辐射强度。
6、在日地平均距离（D=1.496×108km）上，大气顶界垂直于太阳光线的单位面积上每分钟接受的太阳辐射称为太阳常数。
7、大气获得能量的具体结构为？1）对太阳辐射的直接吸收。
大气中吸收太阳辐射的物质主要是臭氧、水汽和液态水，占大气体积99%以上的氮和氧对太阳辐射的吸收微弱。
2）对地面辐射的吸收。
地表吸收了到达大气上界太阳辐射能的50%，变成热能使本身温度升高，而后再以大于3um的长波（红外）向外辐射。
地面长波辐射几乎全被近地面40-50m 厚的大气层所吸收。
3）潜热输送。
海面和陆面的水分蒸发使地面热量输送到大气中。
4）感热输送。
陆面、水面温度与底层大气温度并不相等，因此地表和大气间便由感热交换产生能量输送。
8、大气获得热能后依据本身温度向外辐射，称为大气辐射。
其中一部分外溢到宇宙空间，一部分向下投向地面，后者称为大气逆辐射。
大气逆辐射的存在使地面实际损失的热量略少于以长波辐射放出的能量，因此地面得以保持一定的温暖程度。
这种保温作用，通常称为“花房效应”或“温室效应”。
9、把地面直到大气上界当做一个整体，其辐射能净收入就是地气-系统的辐射平衡。
伍光和《自然地理学》配套题库-课后习题(大气圈与气候系统)【圣才出品】
第3章大气圈与气候系统1．大气的主要成分是什么？它们各有什么作用？答：大气的主要成分包括干洁空气、水汽以及固、液体杂质。
（1）干洁空气干洁空气是指除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体，主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等。
①氮气对太阳紫外辐射具有选择性吸收。
②丰富的氧气是动植物赖以生存、繁殖的必要条件。
③二氧化碳的存在是光合作用发生的必要条件。
④臭氧具有强烈吸收太阳紫外辐射的能力，保护人类健康。
（2）水汽水汽主要来源于水面蒸发和植物蒸腾，大气中水汽是唯一能发生相变的大气成分，同时，水汽能吸收和放出长波辐射能，在相变过程中释放和吸收热量。
（3）固、液体杂质固、液体杂质易使水汽凝结，是成云致雨的重要条件，但也有可能破坏地球的辐射平衡。
2．大气圈在垂直方向上可分几层，各层性质如何？人为什么最关心对流层？对流层的主要特点及其成因是什么？答：（1）大气圈在垂直方向上分层及性质①对流层，是指从地面0km至距离地面8～18km的气层，赤道地区的对流层厚度最大，两极地区最小。
平均高度为11km。
因地面长波辐射是重要的热量来源，故近地面层的大气温度较高。
由于地表物质组成、性状及其接受的太阳短波辐射具有明显的差异性，使得低层大气受热不均匀，易发生垂直对流运动。
在地表和大气的热交换影响下，气温随高度增加而降低，平均每升高100m下降0.65℃。
对流层集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽，主要天气现象都发生在此层。
②平流层，是指从距地面8～18km至50～55km之间的气层，该层气体状态非常稳定，在距地表25km以下的平流层下部，气温随着高度的升高保持不变或稍有升高。
从25km 开始往上，气温随着高度的增加而升高，顶部气温可接近0℃。
平流层无气体只有平流运动，且水汽和尘埃含量均很少，几乎无云、雨等天气现象，大气透明度也很好。
③中间层，是指从距地面50～55km至85km的天空。
该层气温随着高度的升高而降低，顶部气温可达－92℃左右，垂直温度分布特征与对流层相似，由于层内热量仅靠其下部的平流层提供，因而下热上冷，故空气垂直运动相当强烈。
自然地理名词
第二章地壳1、克拉克值：各种元素在地壳中的平均含量之百分数。
2、矿物：单个元素或若干元素在一定地质条件下形成的具有特定物理化学性质的单质和化合物，是构成岩石的基本单元。
3、浅成侵入岩：岩浆喷出地表形成喷出岩，在地壳深处冷凝形成深成侵入岩，在浅层冷凝形成浅层侵入岩。
4、整合侵入体：指岩浆岩侵入体沿周围岩石的层理或片理侵入的岩体。
按侵入体的形态不同可分为岩床、岩盆、岩盖等。
5、不整合侵入体：切穿周围岩石的层理或片理的侵入岩体。
它们往往沿着切穿层理或片理的裂隙、断裂贯入而形成,如岩墙、岩栓、岩瘤、岩株及岩基等。
6、构造运动：主要是地球内动力引起的地壳机械运动，但经常涉及更深的构造圈。
7、沉积建造：彼此有共生关系的地层或岩相的组合，或岩性大致相同的沉积物的组合。
8、地质构造：岩层或岩体经构造运动而发生的变形与变位，引起地址构造的力主要有压应力、长应力和扭应力三种。
9、丹霞地貌：以陡崖坡为特征的红层地貌。
成因以流水侵蚀作用为主。
10、雅丹地貌：泛指干燥地区一种风蚀地貌，河湖相土状沉积物所形成的地面，经风化作用、间歇性流水冲刷和风蚀作用，形成与盛行风向平行、相间排列的风蚀土墩和风蚀凹地地貌组合。
第三章大气圈与气候系统1、逆温：一般情况下，在低层大气中，气温是随高度的增加而降低的。
但有时在某些层次可能出现相反的情况，气温随高度的增加而升高，这种现象称为逆温。
出现逆温现象的大气层称为逆温层。
近地面因夜间辐射降温而形成的逆温层称为辐射逆温；较暖的空气流到较冷的地面或水面上时，形成的逆温叫平流逆温；此外还有锋面逆温和下沉逆温。
2、焚风效应：指当气流经过山脉时，沿迎风坡上升冷却，在所含水汽达饱和之前按干绝热过程降温，达饱和后，按湿绝热直减率降温，并因发生降水而减少水分。
过山后空气沿背风坡下沉，按干绝热直减率增温，故气流过山后的温度比山前同高度上的温度高得多，湿度也显著减少。
3、雨影区：是指山脉的背风面降雨量较少的地区。
现代气候学第三章气候系统的热力过程
(某一天日地距离) (日地平均距离)
日地平均距离：14960万km 近日点日地距离：14710万km 远日点日地距离：15210万km
太阳光线
第 2)太阳高度
一 节
地球水平面
hA
A
hB
B
hB
太阳光
大气上界 地球表面
第 一 节
•太阳高度角: 太阳光线与地球水 平面的夹角
Ｄ１
A1B1C1D1面: 垂直于 太阳光线的平面
0
称为光学路径（只与大气有关？）
第 一 节
•大气质量:太阳光投射到地面所经路程中, 单位截面积空气柱的质量.
•大气质量数(m):实际投射条件下的大气质 量与垂直投射下的大气质量的比值.
m dl dz
引入均质大气高度H0和密度 0
dz0H0 m dl
0H 0
第 一 节
m dl dz
天顶距
dl(h30)sec
dz
h
大 阳 高 90 60 30 10 5 3 1 0 度 （ h ）
大气质 1 量数 （m）
1.1 2.0 5.6 10. 15. 27. 35.
5
4404
• 大气透明度
描述大气对太阳辐射衰减的程度,常用透明 系数表示
如果介质的光学性质是均匀的, k 为常数
I I0 e 0 lk d lI0 e k 0 ld lI0 e k m 0 H 0
在紫外光区的吸收可表示为
Aou (x)(11 1.03 .68 xx 8)02 .80 510 (1 .00 .6 6x3)5 3 8
由低能级跃迁到高能级的过程称为吸收。
两能级的差就是大气吸收的辐射能量
值．
2）主要吸收气体 •氧(O2): 发生在高层大气,波长小于0.26 m
自然地理学名词解释
自然地理学名词解释第一章地球：1.光年：光在一年中传播的距离（94605*10^8km）,是量度天体距离的单位。
2.一个天文单位:地球和太阳的平均距离。
（14960×105km=1.5亿千米）。
3.恒星日：取春分点为标准，则春分点连续两次通过同一子午面的时间，叫做恒星日。
（注：真正周期，23h56’4”,360°）4.太阳日：取太阳为标准，则地球上同一地点连续两次通过地心与日心连线所需的时间，叫做太阳日。
（平均太阳日：24h,360度59分）第二章地壳：1.地壳：是地球硬表面以下到莫霍面之间由各类岩石构成的壳层，在大陆上平均厚度35km,在大洋下平均厚5km。
2.克拉克值：（克拉克与华盛顿依据来自世界各地的5159个岩石样品首次测定了）16km厚度内地壳中的63种化学元素的平均质量百分比级元素的丰度，所获数值后被命名为克拉克值。
3.矿物：单个元素或若干元素在一定地质条件下形成的具有物理化学性质的单质或化合物，是构成岩石的基本单元。
4.岩石：造岩矿物按一定的结构集合而成的地质体称为岩石，依成因分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三类。
5.变质作用：固态原岩因温度、压力及化学活动性流体的作用而导致矿物成分、化学结构与构造的变化，统称变质作用。
6.构造运动：在地球内力作用下引起的岩石圈的岩石发生变形、变位的机械作用，它反映在地表表现为地形高低变化，海洋、陆地范围的改变，岩石圈的改变及地震等。
7.岩相：岩层形成环境的物质表现，是沉积物的特征及其生成环境的总和。
8.不整合接触：又称角度不整合，指上下两地层产状既不一致，时代也不连续，其层有地层缺失。
表明老地层沉积后曾发生褶皱与隆升，沉积一度中断而后再下沉接受新沉积。
9.假整合：又称平行不整合，指两相邻地层产状平行但时代不连续。
表明曾发生上升运动致使沉积作用一度中断，而后下沉堆积了上覆新地层。
10.地质构造：岩层或岩体经构造运动而发生的变形与变位称为地质构造。
伍光和《自然地理学》(第四版)课后思考题答案+-+副本之欧阳学创编
第一章地球1.2.宇宙的天体分为哪几种？P5答：恒星、行星、卫星、流星、彗星、星云等。
3.太阳系包含哪八大行星？可分为哪两组？P6答：地组行星：水星、金星、地球、火星；(体积小，密度大，自转速度快，卫星数少)木组行星：木星、土星、天王星、海王星。
(体积大，密度小，自转速度快，卫星多)4.度量天体距离的单位？P9答：天文单位：14960×410千米，光年：94600×810千米。
5.行星的运动特征。
P6答：（1）所有行星的轨道偏心率都很小，近乎圆形（2）各行星轨道面都近似位于一个平面上对地球轨道面即黄道面的倾斜也都不大（3）所有行星都自西向东绕太阳公转；除金星和天王星外其余行星自转也自西向东（4）除天王星外其余行星的赤道面对轨道面的倾斜都比较小（5）绝大多数卫星的轨道都近似圆形，其轨道面与母星轨道面也比较接近（6）绝大多数卫星包括土星环内，公转方向均与母星公转方向相同6.简述地球自转的意义。
P15-16答：①地球自转决定了昼夜的更替，并使地表各种过程具有一昼夜的节奏；(节奏)②由于地球自转的结果，所有在北半球作水平运动的物体都发生向右偏转，在南半球则向左偏；(偏移）③地球自转造成同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间；（时差）④由于月球和太阳的引力，地球体发生弹性变形，在洋面上则表现为潮汐。
而地球自转又使潮汐变为方向与之相反的潮汐波，并反过来对它起阻碍作用；（潮汐）⑤地球的整体自转运动，同它的局部运动，例如地壳运动、海水运动、大气运动等，都有密切的关系。
大陆漂移、地震、潮汐摩擦、洋流等现象都在不同程度上受到地球自转的影响；（流体运动）⑥当地球自转加快时，离心力把海水抛向赤道，可以造成赤道和低纬区的海面上升，而中高纬度区海面则相应下降。
6.什么是黄赤交角？其地理意义？P17答：地球自转产生的赤道面与地球公转产生的黄道面之间的夹角为黄赤交角，为23度27分。
地理意义：（1）产生四季更替；（2）产生五带7.简述地球圈层构造，外圈层对自然环境的意义。
第三章大气的运动-高中地理全册必背章节知识清单
第一节常见天气系统知识点1：锋与天气1．气团(1)概念：水平方向上温度、湿度等物理性质比较均匀，垂直方向上物理性质也很相似的大范围空气。
(2)分类及天气①分类：温度比移经地区气温高的气团叫暖气团，比移经地区气温低的气团叫冷气团。
①天气：单一冷气团或暖气团控制的区域，天气现象单一，多晴朗天气。
2．锋面(1)概念：当冷、暖两种性质不同的气团接触时，它们之间就会出现一个交界面，叫作锋面，如图中B。
锋面与地面相交而成的线，叫作锋线，如图中C。
一般把锋面和锋线统称为锋。
(2)天气特征锋面两侧的温度、湿度、气压差别很大，锋面附近常伴有云、大风、降水等天气现象。
知识点2：锋的类型根据锋面两侧冷、暖气团的移动方向，可把锋分为冷锋、暖锋、准静止锋等。
冷锋暖锋准静止锋概念冷气团主动向暖气团方向移动的锋暖气团主动向冷气团方向移动的锋冷、暖气团势力相当，使锋面移动幅度很小的锋符号剖面示意图气团位置冷气团密度大，在锋面下；暖气团密度小，在锋面上锋面坡度较大较小很小雨区位置天气特征过境前单一暖气团控制，温暖晴朗单一冷气团控制，低温晴朗单一气团控制，天气晴朗Chapter 3第三章大气的运动知识点1.低气压(气旋)（1）低气压：在等压线分布图上，凡等压线闭合，中心气压低于四周气压的区域，叫作低气压，简称低压。
（2）气旋：在水平气压梯度力的作用下，低压的气流由四周向中心流动，受地转偏向力影响，低压的气流在北半球向右偏转，按逆时针方向流动(南半球相反)，大气的这种流动叫气旋。
（3）天气：低压中心形成上升气流，常出现阴雨天气。
2.高气压(反气旋)（1）高气压：在等压线分布图上，凡等压线闭合，中心气压高于四周气压的区域，叫作高气压，简称高压。
（2）反气旋：高压气流由中心向外流出，在北半球按顺时针方向旋转流出(南半球相反)，这种环流系统与气旋相反，叫反气旋。
（3）天气：高压中心形成下沉气流，天气晴朗。
一、我国东部锋面雨带的推移规律(1)锋面类型北进过程主要是暖锋，南退过程主要是冷锋，6月江淮流域主要是准静止锋。
第三章 大气圈与气候系统 一
▪ 这里说对流层里上冷下暖有利于空气对流，意思是它并不一定形成大气对流 运动，还需要在水平方向上冷热分布不均，才能产生对流运动。因此，对流 层里大气的对流运动，是由于大气温度在垂直方向上递减和水平方向上冷热 不均所造成的。
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气象学的研究内容：
➢研究大气的特性和状态：包括大气的组成、范围、结构、 湿度、温度、压强和密度等等。
➢研究导致大气现象发生、发展的能量来源、性质及转化。
➢研究大气现象的本质，解释大气现象发生、变化的规律。
➢讨论如何利用这些规律，通过一定的措施，更好的满足 人类的生活和生产的需要。
➢ 循环：来源于江河湖海及潮湿物体表面的水分蒸发和植物 蒸腾，特别是海洋蒸发；借助空气对流垂直上升凝结后又 以降水的形式降到陆地和海洋。
➢ 循环周期：32次/年，11D/次。
➢ 水汽的变化：时间变化特征：夏季多于冬季。
空间变化特征：低纬度低空中水汽含量最大；高纬度寒冷 干燥陆面极少。
垂直方向，随高度的增加而减少。
➢ 规律：随纬度增加而减少，离海洋愈远水汽含量减少。
➢ 特性：唯一发生相变的大气成分，相变过程中释放和吸收 热量。
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水汽的循环过程（相位变化）
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1.3 固、液体杂质
大气悬浮固体杂质和液体微粒也可以称之为气溶胶粒子。
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气象学家认为，只要发生在最大高度上 的某种现象与地面气候有关，便可定义这 个高度为大气上界。因此，过去曾把极光 出现的最大高度（1200km）定为大气上界。 物理学家、化学家则从大气物理、化学特 征出发，认为大气上界至少高于1200km， 但不超过3200km，因为在这个高度上离心 力以超过重力，大气密度接近星际气体密 度。所以在高层大气物理学中，常把大气 上界定在3000km。
大气上界太阳辐射能量曲线及到达地表的典 型能量曲线
太阳辐射经过大气削弱后到达地面有两 部分：一是直接辐射，二是经大气散射后 到达地面的部分散射辐射，两者之和即为 太阳辐射总量，称为总辐射。 有明显的日变化和年变化 受云的影响（纬度变化）
到达地面的总辐射一部分被地面吸收转 变成热能，一部分被反射。反射部分占辐射 量的百分比，称为反射率。反射率随地面性 质和状态不同二者有很大差别
3· 潜热输送 海面和陆面的水分蒸发使地面热量得以输送到大气层 中。一方面水汽凝结成雨滴或雪时，放出潜热给空气；另 一方面雨滴或雪降到地面不久又被蒸发，这个过程交替进 行。全球表面年平均潜热输送约为2760MJ/m2,占辐射平 衡的84％，可见，地－气间能量交换主要是通过潜热输送 完成的。 4· 感热输送 大气获得热能后依据本身温度向外辐射，称为大气辐 射。其中一部分外逸到宇宙空间，一部分向下投向地面， 即为大气逆辐射。大气逆辐射的存在使地面实际损失略少 于长波辐射放出的能量，地面得以保持一定的温暖程度。 这种保温作用，通常称为“温室效应”据计算，如果没有 大气，地面平均温度将是－18oC，而不是现在的150C。
2· 二氧化碳 只占大气容积的0.03％，多集中在20km高度 以下，主要由有机物燃烧、腐烂和生物呼吸过程 产生。二氧化碳对太阳短波吸收很少，但能强烈 吸收地表长波辐射，致使从地表辐射的热量不易 散失到太空。对地球有保温作用，但近年来随着 工业的发展和人口的增长，全球二氧化碳含量逐 年增加，改变了大气热平衡，导致地面和低层大 气平均温度升高，引起严重的气候问题。
三、大气的分层
按照分子组成，大气可分为两层，即均质层和非均质层。
均质层为从地表至85km高度的大气层，除水汽有较大变 动外，其组成较均一。
85km高度以上为非均质层，其中又可分为氮层、原子氧 层、氦层和氢层按大气化学核物理性质，非均质层可分为光 化层和离子层。光化层具有分子、原子和自由基组成的化学 物质，其中包括约在20km高度处03浓度最大处的臭氧层。 离子层包含大量离子。又反射无线电波能力。从下而上，又 分为D、E、F1、F2和G层。
大气层保护着生物免受辐射，还为动植 物维持生命提供着需要。
第一节 大气的组成和热能
一、大气的成分
地球大气是多种物质的混合物，由干洁空气、 水汽、悬浮尘粒或杂质组成。 定常成分：N2 O2 Ar 和微量惰性气体 Ne Kr Xe He 等 可变成分（气体在大气中的比例随时间地点而 变）：水汽 二氧化碳 臭氧 碳、硫、氮的化合物 等
不同纬度辐射差额的变化
四、气温
气温是大气热力状况的数量量度。空气中 分子运动的平均动能与绝对温度T成正比。 气温的周期性变化 日变化 年变化
气温的水平分布
气温的垂直分布
第二节 大气水分和降水
• 大气湿度 • 蒸发和凝结
• 水汽的凝结现象
• 大气降水
一、大气的湿度
（一） 湿度的概念和表示方法
不同温度条件下水面上的饱和水汽 压/hPa
2·绝对湿度和相对湿度 单位容积空气所 含的水气质量通常以g/cm3表示，称为绝对 湿度（a）或水汽密度。绝对湿度不能直接 测定，但可间接算出。
a＝289e/T (g /m3) 式中，e为水汽压（mm）；T为绝对温度。大气的 实际水汽压e与同温度饱和水汽压E之比，称为相对湿度 （f），用百分数表示。 f＝e /T×100％ 由于E随温度而变，所以相对湿度取决于e和T，其中T 往往起主导作用。当e一定时，温度降低则相对湿度增大； 温度升高相对湿度减小。夜间多云、雾、霜、露，天气 转冷时容易产生云等都是相对湿度增大的结果
（二）水汽
（三） 固、液体杂质
大气悬浮固体杂质和液体微粒，也可称为气 溶胶粒子。除由水汽变成的水滴和冰晶外，主要 是大气尘埃和其他杂质。 大的水溶性气溶胶粒子最易使水气凝结，是 成云致雨的重要条件。气溶胶粒子能吸收部分太 阳辐射并散射辐射，从而改变大气透明度。它对 太阳辐射的影响和增大散射辐射、大气长波逆辐 射，都有可能破坏地球的辐射平衡。
2·气压的垂直分布 气压大小取决于所在水 平面的大气质量，随高度的 上升，大气柱质量减少，所 以气压随高度升高而降低。 其一般情况如图所示：
气压随高度的实际变化与气温和气压条件有关。再气 压相同条件下，气柱温度愈高，单位气压高度差 愈大，气 压垂直梯度愈小；在相同气温下，气压愈高单 位气压高度 差愈大，气压垂直梯度愈大。
北半球大陆各纬度平均蒸发量
（二）蒸发和凝结的条件
凝结是发生在f≥100%(e≥E)过饱和情况下的与蒸发相 反的过程，在地面和大气中均可以产生。大气中的水汽发 生凝结，需具备一定的条件，既要使水汽达到饱和或过饱 和，还需有凝结核。 大气降温过程主要有四种：绝热冷却、辐射冷却、平流冷 却以及混合冷却 凝结核主要起的作用:一是对水汽的吸附作用；二是使形 成的粒滴比单纯水分子形成的粒滴大，有利于水汽继续凝 结。
不同性质地面对太阳的反射率
（二） 大气能量及其保温效应
大气本身对太阳辐射直接吸收很少，而水、陆植被等下 垫面却能吸收太阳辐射，并经潜热和感热转化供给大气。 大气获得能量的具体结构为： 1·对太阳辐射的直接吸收 大气中吸收太阳辐射的物质 主要是臭氧、水汽和液态水。 2·对地面辐射的吸收 地表吸收了到达大气上界太阳辐 射能的50％，变成热能，温度升高，而后以大于3 m的长 波（红外）向外辐射。这种辐射能量的75％～95％被大气 吸收，只有少部分波长为8.5～12 m的辐射能通过“大气 窗”逸回宇宙空间。
第三章 大气圈与气候系统
大气的组成和热能 大气的水分和降水 大气运动和天气系统 气候的形成 气候变化
大气圈与气候系统
连续包围地球的气态物质称为大气，大 气是自然环境的重要组成部分和最活跃的 因素，在地理环境和能量转化中充当着十 分重要的角色，大气层中天气系统的生成 与消亡，以及发展和运动，是全球气候的 基础。
在气象学中按照温度和运动情况，将大 气圈分为五层
对流层 平流层
中间层
暖层
散逸层
大 气 的 垂 直 分 布
（四）、标准大气
人们根据高空探测数据和理论，规定了一种特性随高 度平均分布的大气模式，称为“标准大气”或“参考大气”。 标准大气模式假定空气是干燥的，在86km以下是均匀混 合物，平均摩尔质量为28.964kg/mol，且处于静力学平 衡和水平成层分布。在给定温度，高度廓线及边界条件 后，通过对静力学方程和状态方程求积分，就得到压力 和密度值。
（一） 干洁空气的成分及其性质
通常把除水汽、液体和固体杂质外的 整个混合气体称为干洁空气。简称干空气。 它是地球大气得主体，主要成分是氮、氧、 氩、二氧化碳等，此外还有少量氢、氖、 氪、氙、臭氧等稀有气体。
1· 氮和氧 N 2约占大气容积的78％。常温下，N 2 的化学性质不活泼，不能被植物直接利用 只能通过植物的根瘤菌，部分固定于土壤 中。N 2对太阳辐射远紫外区0.03～0.13 具有选择性吸收。02占地球大气质量的23 ％，按体积比占21％。除了游离态外，氧 还以硅酸盐、氧化物、水等化合物形式存 在。
大气从海洋、湖泊、河流以及潮湿土壤 的蒸发或植物的蒸腾作用中获得水分。水 分进入大气后，通过分子扩散和气流的的 传递而散布于大气中，使之具有不同的潮 湿度。常用多个湿度参量表示水气含量。
1·水汽压和饱和水汽压 大气压力是大气 中各中气体压力的总和。大气中水汽所产 生的那部分压力叫水汽压（e）地面的水汽 压随纬度的升高而减小。赤道平均26hPa， 350N约为13hPa，650N约为4hPa极低附近 约为1~2hPa。 水汽压随高度的变化经验公式 ez=e0×10 –bz
二、蒸发和凝结
蒸发面上出现蒸发还是凝结取决于实际 水汽压于饱和水汽压的关系。当e>E ，出 现蒸发；e<E，则出现凝结。饱和水汽压和 实际水汽压都是不断变化的通常饱和水汽 压变化更为明显和迅速。
（一）蒸发及其影响因素
1·影响蒸发的因素 其影响因素主要包括蒸发面的温 度、性质、性状、空气湿度、风等。 2·蒸发量 实际工作中，一般以水层厚度（mm）表示 蒸发速度，称为蒸发量。蒸发量的变化与气温变化一致， 一日内，午后蒸发量最大；日出前蒸发量最小。一年内， 夏季蒸发量大，冬季小。蒸发量的空间变化受气温、海陆 分布、降水量等因素的影响。
三、水汽的凝结现象
3· 臭氧 主要分布在10～40km的高度处，极大 值在20～25km附近，称为臭氧层。臭氧虽 在大气中的含量很少，但具有强烈吸收紫 外线的能力。研究表明，人们大量使用氮 肥以及作冷冻剂和除臭剂使用的碳氟化合 物（氟利昂）所造成的污染是平流层的臭 氧遭到破坏。臭氧层的破坏能引起一系列 不利于人类的气候生物效应，因而受到广 确定，大气质量却可 以从理论上求得。假定大气是均质的，则 大气高度约为8000m，整个大气柱的质量 为
m0＝p0 H＝1.125×10－3×8×105 ＝1013.3g/cm2
p0为标准情况下（T＝0oC，气压为 1013.25hPa）大气密度。
（二） 大气压力
1· 气压 定义从观测高度到大气上界上单位面 积上（横截面积1cm2）铅直空气柱的重量 为大气压强，简称气压。 地面的气压值在980～1040hPa之间变 动，平均为1013hPa。气压有日变化和年 变化，还有非周期变化。气压非周期变化 常与大气环流和和天气系统有关，且变化 幅度大。
（三） 地－气系统的辐射平衡
辐射平衡有年变化和日变化。在一日内 白天收入的太阳辐射超过支出的长波辐射， 辐射平衡为正值，夜间为负值。正转负和 负转正的时刻分别在日没前与日出后1小时。 在一年内，北半球夏季辐射平衡因太阳辐 射增多而加大；冬季则相反，甚至出现负 值。纬度愈高，辐射平衡保持正值的月份 愈少。