大气科学复习资料
NJU大气科学概论复习版
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NJU大气科学概论复习版大气科学是一门研究大气现象和过程的学科,它涉及了大气结构、大气化学、大气物理学、气象学等多个方面的知识。
下面是NJU大气科学概论的复习版,总结了大气科学的基本概念和主要内容。
1.大气的结构和组成大气由大气圈中的不同层次组成,包括对流层、平流层、中间层、热层和外层等。
大气由气体组成,主要包括氮气、氧气、水蒸汽、二氧化碳等。
其中,气压和温度是大气结构的两个重要参数。
2.大气的辐射和能量平衡大气中的辐射主要分为短波辐射和长波辐射两种。
短波辐射是来自太阳的辐射,而长波辐射是来自地球表面的辐射。
大气辐射是大气能量平衡的重要组成部分,它通过吸收、散射、反射等过程来影响大气温度和循环。
3.大气水汽和降水大气中的水蒸汽是水循环的重要组成部分,它通过蒸发、凝结和降水等过程来影响大气水汽的含量和分布。
降水是大气中水蒸汽凝结形成的,在大气循环中发挥着重要作用。
4.大气的垂直运动和大气环流大气中存在着垂直运动,包括上升运动和下沉运动。
大气环流是大气运动的总体格局,包括赤道低压带、副热带高压带、中纬度低压带和极地高压带等。
大气环流的形成与地球自转、地球表面的不均匀加热等因素密切相关。
5.大气的天气现象和天气预报天气是大气短时间内的状态变化,包括气温、湿度、气压和降水等因素。
天气现象包括晴、阴、雨、雪、雷暴等。
天气预报是根据大气的变化规律和天气影响因素预测未来的天气状况,以帮助人们做出适应性的决策。
6.大气污染和大气环境大气污染是由于人类活动排放的废气和颗粒物质导致的大气质量下降的现象。
大气污染对人类健康和环境造成了严重的影响,包括酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等。
大气环境保护是保护大气质量和改善大气环境的重要任务。
以上是NJU大气科学概论的复习版,总结了大气科学的基本概念和主要内容。
通过对这些知识的学习和理解,我们可以更好地了解大气的结构、组成、能量平衡、水汽循环、垂直运动和环流等方面的内容,从而更好地理解和应用大气科学的知识。
大气科学基础必考内容
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大气水汽的作用:1,通过潜热交换来重新分配热量2,水蒸气凝结降水,为地球表面的提供所需的新鲜水的植物和动物。
3.通过温室效应使地球大气层加热。
影响温度变化的因子:1太阳辐射加热2冷暖平流3凝结、蒸发潜热4云覆盖●为什么低气压往往与降水等天气相伴随?而高气压区却总是晴朗天气?答:因为低气压区伴随着上升运动,而高气压区却总是下沉运动。
●为什么低气压往往伴随着上升运动?而高气压区却总是下沉运动?答:自由大气的大尺度运动是准地转运动,亦即是地转偏向力和气压梯度力的平衡。
在北半球,地转偏向力与风向垂直,且偏向右侧因此,在北半球,低气压对应着逆时针的气旋运动;高气压对应着顺时针的反气旋运动边界层摩擦作用使气旋区辐合上升,反气旋区辐散下沉鞍型气压场——鞍型气压场是指两个高压中心和两个低压中心交错相对的区域,是一种有利于锋生或锋消的典型变形场。
地球自转作用——三圈环流的形成赤道地区受热上升的气流,流向极地;在地球自转偏向力的作用下,逐步变为偏西气流,阻滞了空气的北上,在300附近积聚下沉;下沉到达地面后一支回流赤道,形成了Hadley (哈得莱)环流圈或信风环流圈(最强);另一支继续北上,与极地下沉的南流气流在600附近汇合上升;上升到高空一支南流形成中纬度Ferrel(费雷尔)环流圈(最弱);一支北流形成极地环流圈。
海陆风:在沿海地区的白天,近地面层风从海面上吹向陆地;在某一高度以上风又从陆地吹向海洋。
夜间近地面层风从陆地吹向海洋;在某一高度以上风又从海上吹向陆地,这种有明显变化的风系称为海陆风环流。
白天由海上吹向陆地的称为海风,夜间由陆地吹向海上的称为陆风。
山谷风:在山区,白天风从山谷吹向山坡,夜间风从山坡吹向谷底,这就是山谷风。
大气静力学是研究静止大气所受力的作用,以及在力的作用下质量和压强分布规律的科学。
多元大气:大气在垂直方向上温度的递减率为一常数标准大气:能够粗略地反映出周年、中纬度状况的,得到国际上承认的,假定的大气温度、压力和密度的垂直分布。
大气科学知识点总结
![大气科学知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/6ba82664e97101f69e3143323968011ca200f700.png)
大气科学知识点总结大气科学是一门研究大气的各种现象、变化规律以及与人类活动和环境相互关系的科学。
它涵盖了广泛的领域,从天气预测到气候变化研究,对我们的生活和社会发展都具有重要意义。
一、大气的组成大气主要由氮气(约占 78%)、氧气(约占 21%)以及少量的氩气、二氧化碳、水汽和其他微量气体组成。
氮气和氧气是维持生命活动的重要气体,而二氧化碳虽然含量较少,但对地球的气候有着重要的影响。
水汽是大气中变化最大的成分之一,其含量会随着地理位置、季节和天气条件的不同而发生显著变化。
水汽在大气的能量传递和天气过程中起着关键作用,例如形成云、降水等。
二、大气的垂直结构大气可以根据温度的垂直分布特征分为不同的层次。
对流层是大气最接近地面的一层,平均厚度约为 10 12 千米。
在对流层中,温度随高度的升高而降低,这是因为地面是大气的主要热源,热量主要通过对流的方式传递。
对流层集中了大气质量的约 75%和几乎全部的水汽,天气现象也主要发生在这一层。
平流层位于对流层之上,从对流层顶到约 50 千米的高度。
在平流层中,温度随高度的升高而升高,这是因为这里存在着臭氧层,能够吸收太阳紫外线辐射,使得大气温度升高。
平流层气流相对稳定,适合飞机飞行。
中间层从平流层顶到约 85 千米的高度,温度再次随高度的升高而降低。
热层位于中间层之上,温度随高度的增加而迅速升高。
外层是大气圈的最外层,其与星际空间逐渐过渡。
三、大气的热力过程大气的热力过程包括辐射、传导和对流。
辐射是大气获得和失去能量的重要方式。
太阳辐射是地球大气的主要能源,其中可见光部分是地球上生物能够感知和利用的主要能量来源。
大气中的气体和颗粒物会对太阳辐射进行吸收、散射和反射,从而影响到达地面的辐射量。
同时,地面和大气也会向外辐射能量,主要以红外线的形式。
传导是通过分子的热运动来传递热量,但在大气中这种方式的作用相对较小。
对流则是由于空气受热不均导致密度差异,从而引起空气的垂直运动,这是对流层中热量传递的重要方式。
大气科学复习资料
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大气科学复习资料一、大气科学的定义:大气科学是研究地球大气中各种现象的演变规律,(这些现象包括物理的、化学的以及人类活动对大气的影响),探讨如何利用这些规律为人类社会和经济的发展服务的学科。
二、地球大气的组成:大气是由多种气体组成的混合气体,包括N2、O2、Ar、CO2、CH4、O3、H2…水汽、大气气溶胶。
即大气是由干洁大气、水汽和大气气溶胶组成。
三、CO2的来源、特性、作用、目前状况:1、来源:人工源:地面燃烧、工业活动,生物体的呼吸和生物尸体腐化都排出CO2。
呼吸作用:[CH2O]n+nO2=nCO2+nH2O (包括动植物的呼吸,但白天植物的光合作用可使CO2还原)自然源:CO2分压大于大气CO2分压的海水。
(如热带和低纬地区的海洋是大气的源,放出CO2)人工汇:植物的光合作用减少CO2 光合作用:nCO2+nH2O=[CH2O]n+nO2 自然汇:CO2分压小于大气CO2分压的海水。
(如高寒冷地区的海洋是大气的汇,吸收大气中的CO2 )全球平均,是大气向海洋输送CO2。
深海的水流能把海水中的部分CO2从高纬流向低纬,部分CO2还变成碳酸盐矿物(贝壳)沉到大海。
因此,CO2是在地壳、大气层、海洋和生物圈之间循环的。
2、特性:CO2是一种无色无味,不可燃的气体。
约占空气体积的0.03%。
在自然界中,通过动植物之间的呼吸作用进行循环,CO2是植物成长不可缺少的元素。
CO2的重量约为空气的1.5倍,易溶于水生成碳酸溶液,并与其他物质反应,但在干燥状态下不活泼,几乎不与任何物质发生反应。
CO2的物理性质有:分子量44.1,气体密度为1.977kg/m(0°、1atm),液体密度为:1.030kg/m3(-20s℃),沸点194.7k3、作用:(温室效应)CO2吸收太阳辐射很少,却能强烈地吸收地面长波辐射,使地面和空气不致于因放射辐射而失热过多。
因此它们都有使空气和地面增温的效应。
这样一来,当浓度不断增加会改变大气的热量平衡,导致大气底层和地面的平均温度上升,而全球气候的变化将直接影响人类的生存环境。
大气科学概论知识梳理
![大气科学概论知识梳理](https://img.taocdn.com/s3/m/80007b2749d7c1c708a1284ac850ad02de8007f7.png)
大气科学概论知识梳理大气科学是研究地球大气系统的科学,它包括大气物理学、大气化学、大气动力学、气象学等多个学科。
以下是对大气科学的基础知识进行梳理。
1.大气的组成:大气主要由氮气(78%)和氧气(21%)组成,还包括少量的水蒸气、二氧化碳等气体。
其中,水蒸气是大气中最重要的温室气体之一2.大气的结构:大气可以分为四个不同的层次。
从地球表面向上分别为对流层(0-12公里)、平流层(12-50公里)、中间层(50-80公里)和外层层(80公里以上)。
3.大气的运动:大气的运动包括垂直运动和水平运动。
大气通过对流和平流两种方式进行垂直运动,水平运动则是由气压梯度力和科氏力驱动的。
4.大气的循环:大气循环是指大气中能量和物质的不断交换和运动。
其中,全球性的大气循环有海洋环流和大气环流两部分构成,这些循环起到了全球温度和气候的调节作用。
5.大气的辐射:大气与地面和太阳之间发生的辐射交换是大气科学中一个重要的研究内容。
大气光学是研究大气层对可见光和红外辐射的吸收、散射和透射特性的学科。
6.大气的热力学:大气的热力学是研究大气中能量和热量传递的学科。
其中,气候系统的热力学过程对了解气候变化和天气预报非常重要。
7.大气的化学:大气中的化学反应对于大气质量和气候变化具有重要影响。
例如,大气中的臭氧层对于过滤太阳紫外线的作用至关重要。
8.大气中的云和降水:云是大气中由水蒸气凝结而成的水滴或冰晶的集中表现,降水是指水滴或冰晶从云中下降到地面的现象。
云和降水对于气候和水循环有重要影响。
9.大气的天气:天气是大气瞬时状态的表示,主要包括温度、湿度、风向和风速等要素。
气象学是研究天气现象及其变化规律的学科。
10.大气的气候:气候是大气长期统计性质的表示,反映了一定地区一段时间内的天气变化情况。
气候学是研究气候现象及其变化规律的学科。
以上就是对大气科学基础知识的梳理,这些知识对于理解大气的构成、运动、循环以及与地球其他系统的相互作用至关重要。
大气科学概论复习课
![大气科学概论复习课](https://img.taocdn.com/s3/m/f75695b91eb91a37f1115cec.png)
S=m水/m干,其单位是g/g。
露点
露点(Td):在空气中水汽含量不变,气压一定下,使 空气冷却达到饱和时的温度, 称露点温度,简称露点。
含义:气压一定时,露点的高低只与空气中的水汽含量 有关,水汽含量越多,露点越高,所以露点也是反映空 气中水汽含量多少的物理量。 实际大气中,空气常处于不饱和状态,此时露点要比气 温低,即露点温度差(Td-T)<0。当Td=T时,空气饱和;当 Td-T<0时,空气不饱和;当Td-T≥0,空气过饱和。
对流层的主要特点:
①气温随着高度而降低, 每升高100m平均降温0.65℃ ②空气具有强烈的对流、乱流运动,大气污染主要发生在该层 ③温度和湿度等气象要素水平分布不均匀
平流层(Stratosphere, 自对流层顶到55km)
①温度随高度升高而增加
平流层这种气温分布特征是和它受地面温度 影响很小,特别是存在着大量臭氧能够直接吸 收太阳辐射有关。虽然30km以上臭氧的含量已 逐渐减少,但这里紫外线辐射很强烈,故温度 随高度增加得以迅速增高,造成显著的暖层。
饱和水汽压(E)saturation vapour pressure
定义:饱和湿空气中水汽的分压强。 反映空气的最大水汽容纳能力 饱和水汽压取决于温度(马格奴斯半经验公式)
影响因子: 温度 T E
相对湿度
相对湿度(f):表示空气中的实有水汽压(e)与同温 度下饱和水气压(E)的百分比。 即:f=e/E 100%
平流层
②没有强烈的对流运动
平流层内气流比较平稳,空气的垂直混合作用显著 减弱,不利于空气对流运动发展。所以叫平流层。
③水汽、尘埃含量很少
大气科学概论重点复习.docx
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大气科学概论重点复习1. 18页,第二段,常用混合比的表示方法。
第四段,平均滞留时间的定义。
19页,平均滞留时间的分类。
(三类)24,25页,大气的垂直结构(常用的分层法3种;)图2-1-3大气分层图重点分析5. 41页,云的分类;云族的分类;云族的特点;每一种云族都 有哪些云;6. 44页,降水的分类;7. 46页,雾和霾的区别8. 56页,大气热量传输(大气中,热量 传导,对流和辐射三 种方式传递)9. 56页,什么是潜热?为什么说潜热是大气能量的重要来源?10. 62页。
大气温室效应:由于大气对来自太阳的短波辐射及来 自地面的长波辐射具有选择吸收性,致使地表温度升高的现 2. 3. 30页,表征大气的基本要素(4个) 34页,几种表采腆勢腭产法:混合比:"干空气质量(他)+水汽质量(叫)水汽质量(y )Q = -------------------------------湿空气体积 (V 1 绝对湿度: 血工r 屮©、「丿相对湿度:4. 比湿:霜(露)点温度:° _卩 0.62198 + / _水汽质量(叫)' 干空气质量(m a ):水汽压(饱和水汽压) e sw 丿p,T•100%象,称为温室效应。
11.66页,解释天空为什么是蓝的;云为什么是白的;早晨和傍晚天为什么是红的;12.129页。
视程障碍现象的定义,其包括.......B. 140页,有关多普勒雷达,以及雷达为什么架在高塔上?多普勒雷达,就是利用多普勒效应进行定位,测速,测距等工作的雷达。
所谓多普勒效应就是,当声音,光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V 相对运动时,观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。
因为这i现象是奥地利科学家多普勒最早发现的,所以称之为多普勒效应。
由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移,它与相对速度V成正比,与振动的频率成反比14.166页,气象卫星的种类;15.201页,什么是气旋于反气旋;以及它们的特征和表示;16.209页,什么是台风;形成台风的条件和危害;17.217页,气团的概念;气团形成的条件;气团变性;18.220页,峰的概念及其分类;19.如何进行大气探测?大气探测的要求是什么?大气探测是一门研究探测地球人气屮各种现象的方法和手段的学科。
大气科学的知识点总结
![大气科学的知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/5adce4012a160b4e767f5acfa1c7aa00b52a9d81.png)
大气科学的知识点总结一、大气的物理特性1. 大气的成分大气由各种气体组成,其中主要成分包括氮气、氧气、氩气和水汽等。
氧气占大气的比例最高,约为21%,氮气的比例约为78%,其他气体的比例较低。
此外,大气中还含有少量的二氧化碳、氦气、氙气、氩气、甲烷、氧氟和二氧化氮等。
2. 大气的结构大气可以分为四个主要层次:对流层、平流层、中间层和大气外层。
对流层是最接近地球表面的一层,它的厚度约为8-16公里,这一层是气候变化的主要发生地;平流层在对流层之上,在此层中温度逐渐上升,厚度约为48公里;中间层位于平流层之上,厚度为54公里。
大气外层是最外面的一层,也是温度最高的一层,温度可达到数千摄氏度。
3. 大气中的光学现象大气中的光学现象包括折射、散射和吸收。
折射是光线在穿过大气层时的偏折现象,这一现象导致了日出和日落时的色彩;散射是当太阳光穿过大气时,光的波长被散射从而产生了天空呈现出的蓝色;吸收是指大气层中的气体和颗粒对光线的吸收作用。
二、大气的运动和循环1. 大气的水平运动大气的水平运动主要包括风和飓风等。
风是由地球自转产生的气压差和温度差引起的,风的方向和强度受地球自转、地形和气压分布等影响。
飓风是一种热带气旋,它的形成需要大量的热量,是由海洋表面的热能驱动的。
飓风的眼部压力低,飓风的风速非常高,飓风的路径是不规则的,通常会引发严重的灾害。
2. 大气的垂直运动大气的垂直运动主要包括对流、上升运动和下沉运动等。
对流是地球表面升温后,热空气升起,冷空气下降的过程。
上升运动是指大气中空气因受到外力作用而向上移动;下沉运动是指大气中空气因受到外力作用而向下移动。
3. 大气的热量传输大气中的热量传输主要包括辐射、对流和蒸发等。
辐射是大气中热量传输的主要方式,地球表面的热量通过辐射的方式传输到大气层。
对流是指地球表面受到热量影响后,空气发生垂直运动,热量从地面传到大气中。
蒸发是指地球表面的水蒸发成为水汽,然后水汽通过大气层的对流运动传输到其他地方。
大气科学概论复习
![大气科学概论复习](https://img.taocdn.com/s3/m/7883362d571252d380eb6294dd88d0d233d43ce3.png)
大气科学对于人类生产生活、天 气预报、气候变化研究等方面具 有重要意义,是地球科学的重要 组成部分。
大气科学的研究领域
气象学
研究大气中各种气象现象和过程的形成、演变和预测。
气候学
研究地球气候系统的形成、演变和变化,包括大气、 水圈、生物圈等多个圈层的相互作用。
大气物理学
研究大气中各种物理现象和过程,如云雾形成、降水 机制、大气辐射传输等。
飞机起降与气象条件
飞机起降对气象条件要求较高,大气科学通过提供准确的天气预报和气 象数据,保障飞机安全起降。
03
气候变化对交通的影响
气候变化可能导致极端天气事件增多,如暴雨、洪涝等,对交通基础设
施造成威胁,大气科学通过研究气候变化规律,为交通基础设施建设和
维护提供科学依据。
大气科学与健康
空气质量与健康
大气的组成与结构
02
大天 气现象的基础。
详细描述
大气主要由氮气(约78%)、氧气 (约21%)、氩气(约1%)等组成, 还有少量二氧化碳、水蒸气、甲烷等。 这些气体共同作用,影响地球的气候 和天气。
大气的垂直结构
总结词
理解大气的垂直分层是理解气候和天气变化的关键。
地理环境也对大气污染物的传输和扩 散产生影响,如地形、地貌、城市规 划等。例如,山谷地区容易受到污染 物在山谷中累积的影响;而城市地区 由于建筑物密集、交通拥堵等因素, 污染物容易在城市中累积。
大气污染的防治措施
排放控制
通过安装废气处理装置、加强排放标准和 法规的执行等措施,控制污染物排放。
A 减少污染物排放
气象灾害与农业
气象灾害如暴雨、干旱、冰雹等对农 业生产造成巨大损失,大气科学通过 监测和预警气象灾害,帮助农民采取 应对措施,减少损失。
大气科学导论复习重点
![大气科学导论复习重点](https://img.taocdn.com/s3/m/493f4111f02d2af90242a8956bec0975f465a4b0.png)
大气科学导论复习重点大气科学导论复习题第二周一、地球大气的主要成分及其演化历史?主要成分:浓度>1%,氮(N2,占78.08%v),氧(O2,占20.95%v),氩(Ar,占0.93%v)。
原生大气(天文大气圈)◆原生大气的成分是以氢和少量的氦为主(why?)。
大气伴随着地球的诞生就神秘地“出世”了。
也就是拉普拉斯所说的星云开始凝聚时,地球周围就已经包围了大量的气体了。
次生大气(地质大气圈)地球生成以后,由于温度的下降,地球表面发生冷凝现象,而地球内部的高温又促使火山频繁活动,火山爆发时所形成的挥发气体,就逐渐代替了原始大气,而成为次生大气。
次生大气形成时,水汽大量排入大气中,当时地面温度很高,大气不稳定对流的发展很旺盛,强烈的对流使水汽上升凝结形成液态水,出现江河湖海等水体,风雨闪电交加。
次生大气笼罩的时间大约46亿年前到20亿年前。
期间大量的CO2溶于原始海洋,最原始的生命在这个时期已经出现(大约35亿年前)。
大气圈成分20亿年前:N2CO2SO2H2O Ar20亿年后:N2O2Ar H2O CO2 含氧大气现代大气由次生大气转化为现在大气,同生命现象的发展关系最为密切。
1.植物的出现和发展使大气中氧出现并逐渐增多起来,动物的出现借呼吸作用使大气中的氧和二氧化碳的比例得到调节。
2.大气中的二氧化碳还通过地球的固相和液相成分同气相成分间的平衡过程来调节。
二、按照气温的变化特征,在垂直方向上,地球大气包括哪些层次?为什么会有这样的变化特征?根据温度的垂直变化,分为:对流层、平流层、中层、热层和外逸层等。
对流层(Troposphere)特点:1.气温随高度增加而降低,平均而言,减温率平均为γ=0.65℃/100米。
原因:阳光加热地面,而地面又加热它上面的空气。
包含了地球上我们熟悉的所有天气2.大气密度和水汽随高度迅速递减。
对流层几乎集中了整个大气质量的3/4,和水汽的90%。
3.有强烈的垂直运动。
大气科学考试题库和答案
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大气科学考试题库和答案一、单选题1. 大气科学主要研究的是()。
A. 地球大气层的物理、化学、生物和动态过程B. 地球大气层的物理和化学过程C. 地球大气层的物理和动态过程D. 地球大气层的生物和动态过程答案:A2. 大气科学中,大气压力的单位通常用()表示。
A. 帕斯卡(Pa)B. 千帕(kPa)C. 百帕(hPa)D. 标准大气压(atm)答案:C3. 以下哪个不是大气中的温室气体?()A. 二氧化碳(CO2)B. 甲烷(CH4)C. 臭氧(O3)D. 氧气(O2)答案:D4. 大气中的水汽主要来源于()。
A. 海洋蒸发B. 河流蒸发C. 湖泊蒸发D. 所有上述来源答案:D5. 以下哪个现象不属于大气环流?()A. 季风B. 极地环流C. 赤道低压带D. 地壳运动答案:D二、多选题6. 大气科学中,以下哪些因素会影响天气和气候?()A. 太阳辐射B. 大气环流C. 海洋流动D. 地形答案:A、B、C、D7. 以下哪些是大气科学中常用的观测工具?()A. 气象站B. 卫星C. 雷达D. 浮标答案:A、B、C8. 大气中的气溶胶可以由以下哪些来源产生?()A. 火山爆发B. 工业排放C. 森林火灾D. 海洋泡沫答案:A、B、C、D三、判断题9. 大气科学中的“对流层”是指大气的最底层,其特点是温度随高度增加而降低。
()答案:错误。
对流层是大气的最底层,其特点是温度随高度增加而降低,但这个描述不准确,因为对流层的温度随高度的变化并不是简单的线性关系。
10. 温室效应是指地球大气层中的某些气体能够吸收并重新辐射红外辐射,从而导致地球表面温度升高的现象。
()答案:正确。
四、填空题11. 大气科学中,大气的垂直分层包括对流层、______和平流层。
答案:平流层12. 地球的大气层主要由______、氧气和氩气等气体组成。
答案:氮气13. 大气中的______是水循环中非常重要的组成部分。
答案:降水14. 地球的大气层对太阳辐射的吸收和反射能力有限,但对地面辐射具有很强的______能力。
大气科学概论复习题
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《大气科学概论》复习题第一章绪论1、现代大气的主要组成成分及其作用2、理想气体的状态方程和流体静力方程3、按温度垂直分布的大气垂直分层及各层的主要特征4、大气减温率、逆温5、气象要素6、天气和气候的定义和区别第二章能量与温度1、大气中能量及能量传递的主要形式2、水的相态及三态之间的相变过程3、辐射的基本定律4、短波辐射和长波辐射5、太阳辐射在大气中传输的主要过程6、地气系统的辐射平衡温度及温室效应7、影响地面气温的支配因子第三章水汽1、饱和与过饱和2、湿度的各种表示方法3、水平能见度4、露、霜、霾、雾的定义5、雾的等级和种类第四章看云1、四种基本云形、三个云族、十属云2、云状、云量和云高3、地球静止气象卫星和极轨气象卫星的优缺点4、主要种类卫星云图的原理第五章云的形成1、干绝热过程和湿绝热过程2、抬升凝结高度LCL3、位温4、大气静力稳定度的判定和类型5、云生成的几种主要过程第六章降水1、液滴的曲率效应和溶质效应2、暖云降水的主要过程3、冷云降水的主要过程4、我国的主要降水类型5、人工降水的主要方法第七章气压和风1、等高面图和等压面图2、影响大气运动的几种主要的力3、大气边界层、埃克曼层、近地面层4、地转风、梯度风、旋衡风和边界层风各由哪几个力共同作用形成的5、风与气压的关系:白贝罗定律6、盛行风第八章大气环流1、运动尺度2、海陆风、山谷风和焚风的形成机制3、单圈环流模式和三圈环流模式4、哈德莱环流、费雷尔环流5、季风与季风指数第九章锋与气旋1、气团的概念和形成条件、贝吉龙分类法2、锋的概念及如何在地面天气图上确定锋3、四类锋的特征4、气旋、反气旋和锋面气旋的概念。
大气科学概论-分章节重点概括复习题总结(全)
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绪论1.*大气科学是研究地球大气中各种现象的演变规律,以及如何利用这些规律为人类服务的一门学科。
2.*大气科学的研究对象主要是覆盖着整个地球的大气圈,特别是地球表面的低层大气和地球的水圈、岩石圈、生物圈、是人类赖以生存的主要环境。
3.*大气科学的内容可概括成四个方面:①地球大气的一般特征(如大气的组成、范围、结构等);②大气现象发生、发展的能量来源、性质及其转化;③解释大气现象,研究其发生、发展的规律;④如何利用这些现象预测、控制和改造自然(如人工影响天气、大气环境预测和控制)。
4.大气科学研究的特点:①研究大气科学不能仅限于大气圈;②大自然是大气科学研究的实验基地;③国际合作是推动大气科学发展的必要途径。
学科分支:主要为气象学和气候学。
5.大气化学是研究大气组成和大气化学过程的学科。
研究内容主要包括大气的化学组成及演变、大气微量气体及其循环、大气气溶胶、大气放射性物质和降水化学等。
第一章大气概述一、问答题:1.说明“天气”和“气候”的定义和区别,答:天气描述的是一个特定时间与一个特定地点的大气状态和大气现象。
气候是指在影响天气的各因子(太阳辐射、下垫面性质、大气环流和人类活动等)长期相互作用下所产生的天气综合,不仅包括某些多年经常发生的天气状况,还包括某些年份偶然出现的极端状况。
也就是说,气候是在一定时段内由大量天气过程综合平均得出的,它与天气之间存在着统计联系。
2.大气中二氧化碳成分增加的原因及其可能的后果是什么?答:大气中二氧化碳成分增加的原因归因于化石燃料(如煤炭、石油、天然气等)燃烧量的不断加大。
后果是低层大气的温度会由此而升高,从而引起全球气候的变化。
3.为什么水汽和尘埃是大气的重要成分?答:水汽是云和降水的源泉。
水汽是唯一能在常态中以三种相态存在的物质(固态、液态、气态)随着大气的垂直运动,空气中的水汽会发生凝结或凝华,形成雨滴或冰晶,进而产生云和降水。
尘埃可以作为大气中水汽凝结或冻结的核心,是形成云、雾和降水的重要条件;它们能吸收和散射太阳、大气和地面的辐射,改变地球的辐射平衡;使大气能见度和空气质量变坏。
大气科学基础知识点总结
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大气科学基础知识点总结大气科学听起来就很酷炫呢,它可是研究大气的各种现象和过程的学科哦。
一、大气的组成。
大气可不仅仅是我们呼吸的空气那么简单啦。
它主要由干洁空气、水汽和杂质组成。
干洁空气里氮气和氧气占了绝大部分,氮气大概占78%,氧气占21%呢。
这就像是大气这个大家庭里的两个主要成员,氮气比较低调,氧气就比较活跃啦,毕竟我们呼吸就靠它呢。
水汽可就很有趣啦,它的含量虽然不多,但是变化可大了。
有时候空气里水汽多,就可能形成云啊雾啊雨啊的。
杂质呢,就像一些小捣蛋鬼,有灰尘啦、花粉啦之类的,别看它们小,对大气的影响也不小呢。
二、大气的垂直分层。
大气可以分为好多层呢。
最下面的就是对流层啦,这可是我们最熟悉的一层,因为我们就生活在这一层里。
对流层里的空气就像调皮的孩子,老是在上下翻滚,这就是对流啦。
这里也是天气现象发生的主要场所,刮风下雨打雷闪电都在这儿呢。
对流层上面是平流层,平流层里的空气比较安静,是飞机喜欢飞行的地方,因为这里气流平稳呀。
平流层里还有个很重要的东西叫臭氧层,它就像一个保护罩,挡住了很多紫外线,不让紫外线伤害到我们,真的是很伟大呢。
再往上就是中间层啦,中间层温度随高度降低得很快,这里的空气又开始活跃起来啦。
再往上还有热层和散逸层,热层温度可高啦,散逸层的空气分子很容易就跑到外太空去啦。
三、大气的受热过程。
大气受热过程也很有意思哦。
太阳辐射是大气热量的根本来源,就像一个大火球把能量源源不断地送给地球。
但是呢,地球表面会把太阳辐射吸收一部分,然后再以地面辐射的形式把热量传给大气。
大气可挑剔啦,它对太阳辐射是有选择性吸收的,像水汽和二氧化碳就比较喜欢吸收地面长波辐射,然后大气又会以大气逆辐射的形式把热量还给地面,这就像大气给地面盖了一层小被子,让地面在夜晚也不会太冷,是不是很贴心呢。
四、大气运动。
大气运动就像一场大型的舞蹈秀呢。
有水平运动和垂直运动。
水平运动就是风啦,风是怎么形成的呢?那是因为不同地方的气压不一样,空气就像水往低处流一样,从高压流向低压,就形成了风。
《大气科学基础》复习大纲教学内容
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《大气科学基础》复习大纲《大气科学基础》复习大纲大气动力学基础作用于空气的力:重力、气压梯度力、地转偏向力、摩擦力其中)(-k zp j y p i x p p ρρρ∂∂+∂∂+∂∂-=∇地转偏向力:V C ρρρ⨯Ω-=2科里奥利系数:φsin 2Ω=f 科里奥利力在各方向的分量:φφφφ cos u 2 z cos u 2 - y cos w 2 - sin v 2 x Ω=Ω=ΩΩ= 忽略摩擦,标准坐标系的动量方程为:g - cos u 2 z p 1 - dt dw sin u 2 - yp 1- dt dv cos w 2 - sin v 2 x p 1 - dt du φρφρφφρΩ+∂∂=Ω∂∂=ΩΩ+∂∂= 简化后:ρρρρg - p g - z p 1 - 0fu - yp 1 - dt dv fv x p 1 - dt du =∂∂∂∂=∂∂=+∂∂=z 连续方程:00)(0)(=∇+=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∇+∂∂v dtd zw y v x u z w y v x u t V t ρρρρρρρρρρρ 速度散度的意义:dt d dt d v z w y v x u v ααρρ11-==∇∂∂+∂∂+∂∂=∇ρρ,ρα1=为比容单位时间质量的变化率:,流出辐散,质量减少,,流入辐合,质量增加,0000>∇<<∇>v dtd v dt d ρρρρ 单位时间体积的变化率:,缩小辐合,体积减少,,膨胀辐散,体积增加,0000<∇>>∇>v dtd v dt d ρραα 水平速度散度和垂直速度的关系: 对不可压缩大气有:0=dtd ρ,即0=∇v ρ 则:zw y v x u z w y v x u ∂∂=∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂-0,有,加强上升运动,垂直速度随高度增大,水平辐合,,减弱上升运动,垂直速度随高度减小,水平辐散,0000>∂∂<∂∂+∂∂<∂∂>∂∂+∂∂z w y v x u z w y v x u 大气中的平衡运动:地转风:在水平气压梯度力与水平地转偏向力达到平衡的风,无加速度、无摩擦的空气水平运动梯度风是水平气压梯度力、水平地转偏向力和惯性离心力三者相平衡时的风。
天津市考研气象学复习资料大气科学与气象灾害防治重点知识点归纳
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天津市考研气象学复习资料大气科学与气象灾害防治重点知识点归纳【天津市考研气象学复习资料】【大气科学与气象灾害防治重点知识点归纳】一、大气科学基础知识1. 大气的组成和结构大气由氧气、氮气、水蒸气等组成,分为对流层、平流层、中间层和热层等不同层次。
2. 大气的物理特性包括气体的压力、温度、密度、湿度等,这些特性对于气象学的研究和预测具有重要意义。
3. 大气的运动特征大气的运动包括垂直上升和下沉运动、水平气流的切变和平行等,影响天气变化和气候形成。
4. 大气辐射大气辐射可分为太阳辐射和地球辐射,影响天气和气候的变化与形成。
二、天气预报与气象灾害防治1. 天气预报的原理与方法天气预报利用大气物理学、数值模拟、卫星遥感等技术手段,通过观测和分析大气参数,预测未来的天气情况。
2. 天气现象的分类与特征包括晴雨、云雾、风、温度变化等各种天气现象的分类和特征。
3. 天气预报的技术指标包括天气现象的概率、强度、范围等指标,用于描述和评估天气预报的准确性。
4. 气象灾害的防治措施防止和减轻气象灾害的措施包括气象监测、预警发布、应急响应等方面。
三、天气系统与气候变化1. 大气环流系统大气环流包括全球风系统、经向环流、纬向环流等,控制了天气和气候的分布和变化。
2. 气候变化的机制与影响包括自然因素和人类活动对气候的影响,如全球变暖、海洋环流变化等。
3. 气溶胶与气候气溶胶是大气中的微粒子,对云和气候变化有着重要的影响。
4. 天气与气候模拟利用气象模型和计算机仿真等方法,模拟和预测不同时间尺度的天气和气候变化。
四、气象观测与数据处理1. 气象观测的方法和仪器包括气象站、卫星遥感、雷达探测等多种观测手段和设备。
2. 气象数据的收集与分析气象数据的收集包括实时观测和历史记录,数据的分析用于天气预报和气候研究。
3. 气象数据处理的技术与方法包括数据的质控、插值、统计分析等方法,保证数据的准确性和可靠性。
五、天气灾害与防护措施1. 暴雨洪涝灾害防治包括暴雨预报、排水系统建设、应急管理等方面的措施。
大气科学概论加答案
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大气科学概论复习题——选择题、填充题、简述题1.通常北半球各个纬度地区盛行风。
答:0°-30°低纬:东北信风;30°-60°中纬:盛行西风(西南风);60°-90°高纬:极地东风(东北风)2.地球的冷热极。
答:冷极:南极乔治峰,最低气温-90°热极:索马里境内,最高温为63°3.干洁大气中的成份答:干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体,简称干洁空气。
它的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等,其容积含量占全部干洁空气的99.99%以上。
其余还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等。
(P20)4.一天中太阳高度角变化,最小、最大。
答:变化:0°~90°最小:最大:正午5.通常一天中相对湿度最值最有可能出现时间。
答:白天温度高,蒸发快,进入大气的水汽多,水汽压就大;夜间相反。
每天有一个最高值出现在午后,一个最低值出现在清晨,在海洋上,或大陆上的冬季,多属于这种情况。
但是在大陆上的夏季,水汽压有两个最大值,一个出现在9~10时,另一个出现在21~22时。
在9~10时以后,对流发展旺盛,地面蒸发的水汽被上传给上层大气,使下层水汽减少;21~22时以后,对流虽然减弱,但温度已降低,蒸发也就减弱了。
与这个最大值对应的是两个最小值,一个最小值发生在清晨日出前温度最低的时候,另一个发生在午后对流最强的时候。
而相对湿度的大小,不但取决于水汽压,还取决于温度。
气温升高时,虽然地面蒸发加快,水汽压增大,但这时饱和水汽压随温度升高而增大得更多些,使相对湿度反而减小。
同样的道理,在气温降低时,水汽压减小,但是饱和水汽压随温度下降得更多些,使相对湿度反而增大。
所以相对湿度在一天中有一个最大值出现在清晨,一个最小值出现在午后。
6.大冰期一般持续时间。
答:全球已出现过3次大冰期和2次大间冰期。
大冰期持续时间约1,000万~2,000万年,气温和雪线下降;大间冰期持续时间约3亿年,气候变暖,冰川退缩,气温和雪线上升,中纬度温度变化幅度高达10℃。
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3.大气科学的定义:大气科学是研究地球大气中各种现象(包括物理和化学现象以及人类活动对它的影响)的演变规律,以及如何利用这些规律为人类服务的一门学科。
7.大气科学的基本内容可概括为四个方面:研究地球大气的一般特性,如大气的组成、范围、结构等; 研究大气现象的能量,大气现象发生和发展的能量来源、性质及其转化; 研究大气现象的本质,解释大气现象,研究其发生、发展和变化的规律; 探讨如何利用这些现象预测、控制、改造自然,准确预测天气和气候变化,人工影响天气,大气环境预测和控制.9.大气成分的组成:大气是由多种气体组成的混合气体,包括N2、O2、Ar、CO2、CH4、O3、H2…水汽、大气气溶胶11.干洁大气的定义:通常把除水汽、大气气溶胶以外的其余大气称为干洁大气,简称干空气。
13.CO2:(1)来源:人工源:地面燃烧、工业活动,生物体的呼吸和生物尸体腐化都排出CO2。
呼吸作用:[CH2O]n+nO2=nCO2+nH2O(包括动植物的呼吸,但白天植物的光合作用可使CO2还原)自然源:CO2分压大于大气CO2分压的海水。
(如热带和低纬地区的海洋是大气的源,放出CO2)(2)CO2的含量变化:大气中主要原因是由燃烧煤、石油、天然气,化学燃料等燃料引起,次要原因是火山爆发及碳酸盐矿物、浅地层里释放CO2 ,原子武器试验把放射性碳带进大气等。
(3)3、作用:CO2吸收太阳辐射很少,却能强烈地吸收地面长波辐射,使地面和空气不致于因放射辐射而失热过多。
因此它们都有使空气和地面增温的效应。
(温室效应)这样一来,当浓度不断增加会改变大气的热量平衡,导致大气底层和地面的平均温度上升,而全球气候的变化将直接影响人类的生存环境。
CO2增多引起的温室效应,使两极冰川融化,致使海平面升高,危及沿海城市,使海岸地区土地盐碱化,增加开发难度,温度升高还使一些山顶的积雪融化,使以积雪融化为水资源的河流水量减少,甚至发生断流现象,影响这些地区的生产活动6.臭氧虽然臭氧在大气中所占的比例极小,但因它对太阳紫外辐射(0.2—0.29μm)有强烈的吸收作用,所以臭氧是大气中最重要的微量成份之一。
臭氧的作用:1臭氧层阻挡强紫外辐射到达地面,是地面上生命的保护伞。
3臭氧层吸收的太阳紫外辐射能量使平流层大气增温,对平流层的温度场和大气环流起着决定性的作用臭氧的空间分布:◇在近地面层臭氧含量很少◇从10km高度开始逐渐增加◇在12-15km以上含量增加得特别显著,在20-30km高度处达最大值◇再往上则逐渐减少,到55km高度上就极少了。
造成这一现象的原因:由于在大气的上层中,太阳短波的强度很大,使得氧分子解离增多,因此氧原子和氧分子相遇的机会很少,即使臭氧在此处形成,由于它吸收一定波长的紫外线,又引起自身的分解,因此在大气上层臭氧的含量不多。
在20—30km高度这一层中,既有足够的氧分子,又有足够的氧原子,这就造成了臭氧形成的最适宜条件,故这一层又称臭氧层。
◇北半球,大部分地区臭氧层的厚度春季变大,秋季变小。
高纬的季节更明显,最大臭氧带靠近极地。
◇南半球,各纬度的季节变化比较小。
最大臭氧带在春季的中高纬地区。
7.干空气状态方程m R T=T*R=T*nR=PVMm令比气体常数为M *R =R 即RT =P V m 写成ρRT =P(式中P,V ,T,m,n,R*, M,R,ρ分别为混合气体的压强、体积、温度、质量、摩尔数、普适气体常数、平均摩尔质量、比气体常数,空气密度。
)90km 以下干空气的平均摩尔质量Md=28.97g/mol 干空气的比气体常数是K 287J/k g =R d ⨯ 令干空气的密度为ρd,则干空气的状态方程可以写成以下形式:T R ρ=P d d 水汽和干空气组成的混合理想气体称湿空气 , 表示湿空气中水汽含量的物理量称为空气湿度湿空气的状态方程:)378.01(R T ρR =P d v d p e T +=ρ 虚温Tv : Tv = T(1+0.608q) =T (1+0.608*0.622e/p)=T (1+0.378e/p)8.水汽压e水汽压e 是大气中所含水汽的分压强。
单位:hpa饱和水汽压es :达到相态平衡时空气中的饱和水汽产生的水汽压 饱和水汽压es 随温度增加 相对湿度f (Uw) 在一定的温度和压强下,水汽压和饱和水汽压之比成为相对湿度。
%100⨯=E e f对于一定质量的空气,若令其定压冷却,q,r,e 都将保持不变,而esi(T)却因温度的降低而减少。
当esi(T)=e 时,空气达到饱和。
如果是对于冰面饱和,则湿空气定压降温达到饱和时的温度称为霜点Tf 。
露点Td对于一定质量的空气,若令其定压冷却,q,r,e 都将保持不变,而es(T)却因温度的降低而减少。
当es(T)=e 时,空气达到饱和。
湿空气定压降温达到饱和时的温度称为露点Td 。
露点虽然是温度,但露点差T – Td 却反映了湿度的大小: T – Td 越大,空气越干燥; T – Td 越小,空气越潮湿, T – Td =0时,空气达到饱和。
经验公式在精度要求不高的情况时,可采用经验公式来计算es :tb at s s e e +⨯=100 式中t 是摄氏温度,a 和b 是常数:对水面:a=7.5,b=237.3,对冰面:a=9.5,b=265.5由上经验公式可知,同温度下,es 水面>esi 冰面,且在t=-12℃ 时, es -esi 最大。
水汽密度(ρv)水汽密度表示单位体积湿空气中含有的水汽质量,也称为绝对湿度。
在常温常压下,纯水汽可以看成理想气体,由状态方程得:e=ρvRv T 即T R e v v =ρ 其中 Rv=R*/Mv ,Mv 为水的比气体常数,单位g /m39大气气溶胶大气中含有悬浮着的各种固体和液体粒子,例如尘埃、烟粒、微生物、植物的孢子和花粉,以及由水和冰组成的云雾滴、冰晶和雨雪等粒子。
所以可以把空气看成是一种气溶胶。
习惯上大气气溶胶是指大气中悬浮着的各种固态和液态粒子(霾、飘尘、烟雾、冰晶、云雾滴、雨滴、雪花、霰、冰雹等)。
气溶胶粒子的来源:(1)土壤、岩石风化及火山喷发的尘埃(2)烟尘及工业粉尘人类活动产生的气溶胶粒子的浓度有明显的日变化:◇清晨,浓度最大;◇中午前后,浓度最小◇黄昏,浓度又增加;◇夜间,浓度再次减小。
(3)海沫破裂干涸成核海沫破裂产出海盐水滴,蒸发干涸形成巨核和爱根核。
(4)气-粒转化爱根核由大气中微量气体转化而来。
如so2经光化学氧化作用,高温下能生成硫酸盐微滴,蒸发后成为硫酸盐质点。
(5)微生物、孢子、花粉等有机物质点(6)宇宙尘埃如流星气溶胶粒子在大气过程中的作用一、在云雾降水中的作用气溶胶粒子起着凝结核、冰核、凝冻核、凝华核的作用,使云雾滴能够产生并长大,形成云雾降水。
二、对大气辐射过程的影响气溶胶粒子能吸收和散射太阳辐射,削减到达地面的能量,减低低层大气的温度。
另一方面,气溶胶粒子吸收了太阳能量,本身得到增温,并通过大气运动传输热量,提高高层大气的温度。
10大气的分层和结构按热力结构分层就是根据大气的温度垂直递减率Γ的正负变化,把大气层分为:对流层、平流层、中间层、热层。
温度垂直递减率Γ指在垂直方向上,高度每升高100米,温度改变的数值。
)对流层1、高度:赤道附近和热带:15-20km极地和中纬:8-14km2、主要特点:◇大气温度随高度增加而降低。
(Γ=0.65℃/100m=6.5K/Km)◇有强烈的垂直对流运动,垂直混合作用强。
◇气象要素水平分布不均匀。
对流层气象要素水平分布不均匀会形成气团和锋。
◇气团:通常把水平方向上温度、湿度相对比较均匀、天气现象比较类似;垂直方向上气象要素的变化近于相同的大范围地区的空气,划分为一个气团。
气团的水平范围约几百km--几千km,垂直厚度约几km—十几km◇锋:指两种性质不同的气团相遇,在它们之间形成一个狭窄的气象要素(温度、气压、湿度、风向、风速等)急剧变化的过渡带。
通常把锋看成是一个几何面,称为锋面。
锋面是一倾斜曲面,坡度约1/200—1/50,宽度约几十km,长度可延伸几百km—几千km。
锋面与地面的交线称为锋线。
锋面和锋线统称为锋。
对流层顶在对流层的最上层,介于对流层和平流层之间,还有一个厚度为数百米到1—2km的过渡层,称为对流层顶(Γ≤0.2℃/100米)◇主要特征:气温随高度的增加突然降低缓慢,或者几乎不变,成为等温层。
对流层顶的气温在低纬地区平均为-83℃,在高纬地区约为-53℃。
◇主要作用:该层可阻挡对流层中的对流运动,从而使下边输送上来的水汽微尘聚集在其下方,使该处大气的混浊度增大。
大气上界通常有两种划法:眼于大气中出现的某些物理现象,根据观测资料,在大气中极光是出现高度最高的现象,它可以出现在1200km的高度上,因此可以把大气的上界定为1200km。
这种根据在大气中才有,而在星际空间没有的物理现象确定的大气上界,称为大气的物理上界。
◇另一种是着眼于大气密度用接近于星际的气体密度的高度来估计大气的上界。
按照人造卫星探测资料推算,这个上界大约在2000—3000km高度上。
大气压力是指单位面积上直至大气上界整个空气柱的重量。
若大气处于流体静力平衡状态,则合力为零:0)(=-∂∂+-mg dz Z P P P 将m=ρdz 代入上式,整理得:g Z P =∂∂-ρ1因为ρ是正值,所以气压总是随高度递减。
由于大气在水平方向分布均匀,在一定的范围内可以认为P=P(Z), 则上式可以写出大气静力学方程的主要形式gdZ dp ρ-=程说明:气压随高度递减的快慢取决于密度(ρ)和重力加速度(g )的变化。
重力加速度随高度的变化量一般很小,因而气压随高度递减的快慢主要决定于空气的密度。
由于气象观测不直接测量密度,利用湿空气状态方程得流体静力平衡状态时,气压、温度与高度的关系 :dZ T R g p dP v d -=垂直气压梯度和单位气压高度差◇垂直气压梯度GZ 是指每升高(或降低)单位距离,气压减少(或增大)的数值。
v v d z T P T R gP g dZ dP G 42.3≈==-=ρ单位:hpa/100m 负号表垂直气柱中气压随高度升高而降低◇单位气压高度差h 是指在垂直方向上,气压每降低(或升高)1hpa 时,需要升高(或降 低)的高度。
P t Pg T R g dP dZ h v v d )1(80001αρ+≈==-=单位:m/hpa (α=1/273,tv 是摄氏温度)由公式可知:◇ Gz 低层大气>Gz 高层大气◇ Gz 干冷空气> Gz 暖湿空气◇h 高层大气>h 低层大气◇h 暖湿空气> h 干冷空气所以,暖气团中的气压比冷气团变化缓慢,高层大气中的气压比低层大气变化缓慢。