第二章(第四节)大气温度的时空变化
《自然地理学》课程教学大纲
《自然地理学》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：自然地理学英文名称：Physical geography课程类别：专业基础课学时：128学 分：8.0适用对象：资源环境与城乡规划管理、地理科学、地理信息系统二、课程简介《自然地理基础》课程主要介绍自然地理学的研究对象和任务，地球的宇宙环境、地球的运动、地球的形状和结构，地壳及其运动、地质构造与地壳的演化，气候与气候资源，水文及水资源，地貌及地貌灾害与防治；植物及植物资源，动物及动物资源，土壤及土壤资源等地球表层各自然要素的性质和特点，各要素之间的相互联系和相互作用，自然地理环境的基本规律及其应用，人类与自然地理环境的关系等内容。
三、课程性质与教学目的自然地理基础是环境科学专业的专业基础课，它是研究地球表层（即自然地理环境）的科学，主要阐明地壳、气候、水文、地貌、植物、动物及土壤等各自然地理要素的特征、分布规律及其相互作用而形成的自然地理环境整体特征和规律，为学生今后开展自然地理学知识的教学和相关研究奠定基础。
课程的教学目的主要是培养具有自然地理学知识和能力的综合性人才，要求学生掌握自然地理学的基本知识、基本理论和基本技能，了解各自然地理要素的特征、发展变化和分布规律，进一步认识自然地理系统的整体性和区域差异性，并能在资源、环境以及城乡规划管理研究和应用中熟练地应用自然地理学知识和方法。
四、教学内容及要求第一章 绪论（一）目的与要求1.掌握自然地理学的研究对象2.了解自然地理学的分科3.熟悉自然地理学的任务（二）教学内容第一节 地理学的研究对象1.主要内容地理学的研究对象。
2.基本概念和知识点地理环境。
3.问题地理环境包括的三种环境及其含义。
第二节 自然地理学的研究对象1.主要内容天然环境和人为环境、自然地理环境的形成、自然地理环境的范围和边界、自然地理环境的组成、自然地理环境的基本特征。
2.基本概念和知识点天然环境、人为环境、地圈，自然地理环境的物质组成、自然地理环境的要素组成、自然地理环境的基本特征。
大气温度的时间变化和空间分布28页PPT
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
▪
谢谢！
28
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
大气的组成和分层知识点
第二章地球上的大气一、大气的组成（二）、降水1、降水形成的条件①空气中的水汽不断得到补充②空气作上升运动③空气中水汽含量达到过饱和状态④有凝结核（灰尘等固体）2、降水的种类（1）对流雨——空气受热对流上升形成降水（2）地形雨——风从海洋吹向陆地，由于地形的抬升而形成的降水（3）锋面雨——冷暖气团相遇，暖气团向上爬升形成的降水（4）台风雨（气旋雨）——热带气旋形成降雨（大风、暴雨）（三）人类活动对大气成分地影响1.温室效应（常见的温室气体：二氧化碳、甲烷、氟氯烃化合物和一氧化二氮；近百年来气温升高约0.4—0.8℃）①成因： A 化石（矿物）燃料燃烧产生的二氧化碳增多 B 森林减少（尤其热带雨林）破坏，导致对二氧化碳的吸收能力减弱②危害：<1>海面上升（10—20㎝）（冰川融化，海水受热膨胀），沿海及岛屿受到被淹没的威胁<2>中纬地区因蒸发强而变干旱形成草原，高纬地区变得湿润，而影响各国的经济结构。
<3>北大西洋暖流减弱，欧洲和北美东部冬季变冷（2008年广东卷）<4>全球台风发生频率增加③防治：采用新能源、清洁能源，提高能源利用率，保护、恢复植被，开展国际合作（《京都议定书》《维也纳公约》《蒙特利尔协定》）（2）臭氧层破坏（目前已下降3％）①分布：南极上空（9—11月份，春季）、北极上空和青藏高原上空②成因：（制冷剂）氟氯烃化合物通过光化学反应，消耗臭氧③危害：过量的紫外线到达地球，直接危害人体健康（皮肤癌），破坏生态环境和农林牧渔生产（鱼类白内障）④防治：A 国际合作逐步减少并禁止氟氯烃等物质的排放《维也纳公约》《蒙特利尔协定》B 积极研制新型制冷系统（3）酸雨（ph小于5.6，小于4.5为重酸雨）①成因：酸性气体（硫酸型和硝酸型）浓度（排放、扩散）和空气中的水汽结合。
②危害：A 土壤酸化（危害农、林生长） B 水体酸化（危害渔业）C 腐蚀建筑、古迹D 危害人体健康（伦敦烟雾事件，洛杉矶光化学烟雾） ③防治：A 调整能源结构，采用新能源及清洁能源，减少酸性气体排放 B 开展综合利用，化害为利 C 区域国际合作。
第二章第4节大气温度随时间的变化
1）影响气温变化有哪些因素？ 影响气温变化有哪些因素？ 2）气温的不同的纬度日变化与年变化有哪些区别？ 气温的不同的纬度日变化与年变化有哪些区别？
成都信息工程学院 CUIT
成都信息工程学院 CUIT
成都信息工程学院 CUIT
海洋与陆地气温变化的差异
由于海洋是热的导体，吸热后储存于海水中 由于海洋是热的导体， 200m左右的深度里 升温、降温非常缓慢。 200m左右的深度里，升温、降温非常缓慢。因此 左右的深度里， 最高气温、最低气温落后于陆地一个月。 最高气温、最低气温落后于陆地一个月。
成都信息工程学院 CUIT
主要内容
一、影响气温变化的四个因素 二、气温的周期性变化
成都信息工程学院 CUIT
一、影响气温变化的因素
1、 太阳高度角和日照时间 、
越大， 太阳高度角越大 单位面积上获得的太阳辐射能就越强， 太阳高度角越大，单位面积上获得的太阳辐射能就越强，气温 越高。 就越高。 日照是时间越长 地面上获得的太阳辐射能就越多，气温就 越长， 日照是时间越长，地面上获得的太阳辐射能就越多，气温就升 高。 因此，太阳高度角和日照时间有规律的变化， 因此，太阳高度角和日照时间有规律的变化，导致气温也有规 律的变化。 律的变化。
成都信息工程学院 CUIT
4.极地型 4.极地型
一年中也是一次最高值和一次最低值，冬季长而 一年中也是一次最高值和一次最低值， 夏季短而暖，年较差很大是其特征。 冷，夏季短而暖，年较差很大是其特征。
成都信息工程学院 CUIT
气温日较差与年较差
随着纬度的增高，气温日较差减小而年较差却增大。 随着纬度的增高，气温日较差减小而年较差却增大。 这主要是由于高纬度地区， 这主要是由于高纬度地区，太阳辐射强度的日变化 比低纬度地区小； 比低纬度地区小； 太阳辐射的年变化在高纬地区比低纬地区大的缘故。 太阳辐射的年变化在高纬地区比低纬地区大的缘故。
第2章 地球大气的成分及分布
2.1 行星大气和地球大气的演化
2.1.2 地球大气的演化
地球形成有46亿年的历史,过程漫长,只能依据地 层的化石结构和行星大气资料推算其不同时期的成分.
2.1 行星大气和地球大气的演化
2.1.2 地球大气的演化（★）
根据地层的化石结构和行星的大气资料来推断地
球大气的演化,三阶段：
原始大气 次生大气（还原大气） 现代大气（氧化大气）
2.2.5
硫的化合物
氮(nitrogen)的化合物
2.2.3
臭氧（O3）
什么是臭氧？
臭氧（O3），是氧气（O2） 的同素异形体； 在常温下，臭氧是一种有特 殊臭味的蓝色气体。 臭氧吸收太阳紫外辐射
（0.2-0.29um），防止其到
达地球。
2.2 干洁大气
2.2.3 臭氧（O3）（★）
1、分 布: 主要集中在10~50km的平流层大气中，极大值在 20~30km之间。 2、特 点： 臭氧对太阳紫外辐射（0.2~0.29μm)有强烈的吸收 作用．是最重要的微量成分之一。 3、作 用 一方面臭氧阻挡太阳紫外辐射到达地面，保护地球上 的生命．（生态学） 一方面臭氧吸收太阳紫外辐射使平流层大气增温，对 平流层的温度场和大气环流起着决定性作用．同时引 起对流层温度降低。如使地面平均温度降低１－２度。 （气象学）
1、除水星外的几大行星都被一层大气所包围； 2、类地行星和类木行星的大气表现出2种不同的类型； 在宇宙空间里，物质世界的化学元素丰度随元素原子量
的增加而减少，这样通过演化形成各不相同的行星大气。
2.1 行星大气和地球大气的演化
2.1.1 行星大气
综合表现：距离太阳近，由于温度高（地球除外)及太 阳风的作用行星原始大气消失较快；而距离太阳远，温度低， 行星原始大气消失缓慢。
农林气象学 第二章温度
（夜间或冬季）
图2.1 地表层热量收支示意图
箭头指向地面的是 收入项，表示地面得到 热量，为正值；箭头离 开地面是支出项，表示 地面损失热量，为负值。
白天：ΔQs=R-P-B-LE
夜间： -ΔQs = -R+P+B′+LE
2020/4/4 6
二、地面热量平衡方程 R-P-B′-LE=ΔQs -R+P+B′+LE= -ΔQs 由此二式推出： R=(B′+Δ Qs)+P+LE
进行的热量交换方式。是地面和大气热量交换的主要方式。 二、分子热传导
物质通过分子热运动，传导热量的方式。土壤中热量 交换的主要方式。
? 土壤表面与下层土壤间以分子热传导形式进行交换的
热量以土壤热通量B来表示。
2020/4/4 2
三 对流热交换：低层大气与高层大气热交换的主要方式 ?空气在垂直方向上有规律的升降运动称为对流。根 据其形成原因，分为两种：热力对流和动力对流。 ? 作用：使上下层空气混合，产生热量交换。 四 平流热交换：水平方向上热量交换的主要方式 ? 大规模空气在水平方向上的运动称为平流。 ? 作用：缓和地区之间、纬度之间温度的差异有很大作用。
有：
2 2
A0 ?
?5
A0 e
? ??
1 2
A0
?
? Z1
A0 e
? ??
求得Z1＝10cm ，则可得 到年振幅为地面1/2 的深 度为191cm 。
2020/4/4 24
四、土壤温度的垂直分布：
? 日射型：土壤温度随深度的增加而降低 。 ? 辐射型：土壤温度随深度
的增加而增加。
图2.4土壤温度垂直分布
大气温度的时间变化和空间分布
2006-9-30 17
辐射日总量 (J/m2·d)
地面太阳辐射日总量的时空分布
(设透明系数a=0.7，用数值积分法计算) 设透明系数a=0.7，用数值积分法计算)
纬度 0 10 20 30 40 50 60
18
70 90 80
2006-9-30
冬至
春分
夏至
秋分
冬至
•
年较差的影响因素： 年较差的影响因素： 1、纬度： 这是对气温年较差影响最大的 因素。一般来说，气温年较差随纬度的升 高而增大。 原因：太阳辐射的年变化幅度随纬度的 增高而增大。因为一年中昼夜长短的变化 幅度随纬度增大。 2、海陆分布 3、海拔 4、气候干 湿 5、雨季
2006-9-30
绝对不稳定 干中性 湿不稳
10
不稳定能量
• 不稳定能量就是气层中可使单位质量空气 块离开初始位置后作加速运动的能量。 • 气层能提供给气块的不稳定能可分为下述 三种情况：
2006-9-30
11
大气稳定度对大气污染的影响
• 大气稳定度对烟流扩散有很大的影响，不同稳定度导致从烟囱 排出的烟羽形状不同。下面是与稳定度有关的五种典型烟流：
F2006-9-30 = 0 → a = 0 ，中性状态。 1 −G
6
2006-9-30
7
∴ 判断大气是否稳定：
> 对于未饱和空气、干空气，可利用 γ − γ d = 0 来判断； < > 而对饱和空气而言，用 γ − γ m = 0 来判别， <
一般实验时用此法，但不实用，实际应用中常用另一种方法。 ②用位温梯度判别
2006-9-30
24
祝同学们假期快乐，注意安全! 祝同学们假期快乐，注意安全!
温度的地理和时间变化
2.冻害：温度降到冰点以下，植物组织发生冰冻而引起的伤害。
`
？原因：
冰点以下，细胞间隙形成冰晶，导致细胞失水而死亡。
东北林业大学森林资源与环境学院 *2024年3月14日
三、温度对植物的影响
温度与伤害
❖ 低温危害
3.冻举：又称冻拔。土壤反复冻融，使树苗被完全拔出土壤。
是寒冷地区更新造林的危害之一。
林内雨量=滴落量+径流量+穿透雨量 林外雨量：在连续降雨的一段时间内，林冠上部或旷地雨量。 树冠截留雨量=林外雨量-林内雨量
影响林冠截留雨量的因素：
树种特性，森林层次结构，降雨强度
入渗土壤的水
初渗率：在水分渗入土壤中时，在初期入渗速率很大，即初渗率。
终渗率：初渗率在短时间内即急剧下降，最后趋于稳定，即终渗率。
森林 森林草原 荒漠
湿润度（P/E）：年平均降水量（mm）与潜在蒸发量之比
干燥度（K）：可能蒸发量与同期降水量之比。
我国采用大于10℃的活动积温乘以0.16倍作为可能蒸发量。
`
计算公式： K=0.16∑t/r （100页表6-4）
干燥度
水份状况
自然植被
≤0.99
湿润
森林
1-1.49
半湿润
森林草原
1.50-3.99
东北林业大学森林资源与环境学院 *2024年3月14日
Water in the air vapor, cloud and mist
◆ It is in common use that denote the vapor in the air via relative humidity :A/B * 100%
东北林业大学森林资源与环境学院 *2024年3月14日
d1
Boltzman
） ） 定 玻 律 耳
基尔霍夫定律
在一定温度下，任何物体对于一定波长的放射能力 e（λ，t）和吸收率K（λ，t）的比为一常数E（λ，t） E（λ，t）= e（λ，t）/ K（λ，t）。 该常数E（λ，t）仅与波长和湿度有关，而与物体的性 质无关。
①对于不同物体而言，放射能力较强的，其吸收能力也强。黑 体的吸收率最大，所以它也是最好的放射体。
地-气系统的辐射差额随纬度的增高而由正值变为负值。 在S、N35°之间为正值，在此范围之外的中高纬地区为负 值。 也就是说在低纬地区有热量盈余，高纬有热量亏损。 如果高低纬之间没有热量交换，那么低纬地区的温度将因 为有热量盈余而不断升高，高纬则下降。但多年观测表明， 高、低纬地区的温度变化非常微弱。因此，高低纬间必然 存在着热量交换，其中热量输送者正是大气运动和海水运 动
太阳常数——就日地平均距离而言，在大气上界垂直于
太阳光线的1cm2的面积，1分钟获得的太阳辐射能。用IO来 表示。
太阳辐射在大气中的减少
大气对太阳辐射的吸收
水汽——主要集中在红外区。太阳辐射因水汽的吸收可以减 少4-15%。所以，大气因水汽直接吸收太阳辐射而引起的增 温并不显著。 臭氧——在可见光区、紫外区都有较强的吸收带，但因大气 中臭氧含量甚微，故大气因臭氧直接吸收太阳辐射而引起的 增温不显著。 CO2——对太阳辐射的吸收仅在红外区的4.3微米处，该区 域太阳辐射强度小，被吸收后对整个太阳辐射并无多大影 响。 结论：大气对太阳辐射的吸收带均位于太阳辐射光谱两端的低能 区，大气成分对太阳辐射的减弱并不明显。也即大气因直接吸收 了太阳辐射而引起的增温不明显。因此说，太阳辐射并不是低层 大气的直接热源。
第二章
大气的热能和温度
大气温度
四、空气绝热变化
空气干绝热变化 热力学第一定律 任一孤立系统由状态Ⅰ微小变化至状态Ⅱ时，从外 界吸收的热量dＱ，等于该系统内能的变化dＵ和对外作 功dＷ之和。
dQ dU dW
………… （4-11）
干绝热过程的几个概念 干绝热过程 空气是干空气或未饱和的湿空气（没有水汽凝 结），与外界之间无热量交换时（dQ=0）的状态变化 过程。 绝热增温 当空气块下降过程中，因外界气压增大，外界对 气块作功，在绝热的条件下，所作的功只能用于增加 气块的内能，因而气块温度升高。这种因气块下沉而 使温度上升的现象，称为绝热增温。
量最大，固体成分介于两者之间。 导热率（热导率） 定义及单位： 定义：指物体在单位厚度间、保持单位温度差时，其
相对的两个面在单位时间内通过单位面积的热
流量。
单位： J/（m· S· ℃）(或Ｗ/（m· ℃）) 热流量方程：
T Q Z
热流方向由高温指向低温。 方程的意义：
…………（4-4）
压的减小、温度的升高而减小。
五、大气静力稳定度
大气静力稳定度的概念 定义 处在静力平衡状态中的大气，空气因受外力因子的扰 动后，大气层结（温度和湿度的垂直分布）有使其返回或
远离原来平衡位臵的趋势或程度，称之为大气静力稳定度。
分类 假如有一块空气在外力的作用下，产生垂直运 动，但外力除去后： 稳定 若气块逐渐减速，趋于回到原位，这时气 块所处的气层，对于该气块而言是稳定的。
………… （4-10）
ΔZ：两高度高度差，ΔT两高度相应的气温差； 负号表示气温垂直分布的方向。 γ＞0，气温随高度的增加而降低； γ＜0，气温随高度的增高而升高(逆温)。
第四节 大气温度随时间的变化
第四节大气温度随时间的变化一、气温的周期性变化（一）气温的日变化1、大气边界层的温度主要受地表面增温与冷却作用的影响而发生变化。
2、大气中的水平运动与垂直运动都会引起局地气温的变化。
3、近地层气温日变化的特征：（1）在一日内有一个最高值（出现在14时左右）和一个最低值（出现在日出前后）。
（2）气温日较差的大小与纬度、季节和其他自然条件有关。
①日较差最大的地区在副热带，向两极减少。
②日较差夏季大于冬季。
③凹地地形的日较差大于凸地地形；干燥地日较差大于潮湿地；晴天日较差大于阴天。
（3）气温日变化的极值出现的时间随离地面的高度增大而后延，振幅随离地高度的增大而减小。
（地、气热量交换需要一个过程，垂距越大，耗时越长。
所以海拔较高处气温的极大值和极小值出现的时间延后。
离地高度越大，地面对大气温度的影响就越小，气温日变化的振幅（即日较差）也就越小。
）（二）气温的年变化1、一年中月平均气温有一个最高值和一个最低值。
2、北半球中、高纬度内陆地区的气温以7月为最高，1月为最低。
北半球海洋上的气温8月最高，2月最低。
3、从赤道附近到极地地区，气温年较差变大。
4、同纬度地区，陆地气温年较差大于海洋；内陆气温年较差大于沿海。
气温的年变化按纬度分为四种类型：1、赤道型特征：（1）一年有两个最高值（春分和秋分以后）和两个最低值（冬至和夏至以后）。
（2）年较差很小。
2、热带型特征：（1）一年有一个最高值（夏至以后）和一个最低值（冬至以后）。
（2）年较差不大。
3、温带型特征：（1）有一个最高值（陆7月海8月）和一个最低值（陆1月海2月）。
（2）年较差较大，且随纬度的增加而增大。
4、极地型特征：（1）一年有一次最高值和一次最低值。
（2）年较差很大。
二、气温的非周期性变化1、大气运动引起气温的非周期性变化。
2、通常情况下，气温日变化和年变化的周期性是主要的。
大气层温度场的时空变化分析
大气层温度场的时空变化分析自工业革命以来，人类的活动不断增加了大气中的温室气体含量，导致地球气候变暖成为全球性的大问题。
温室气体的增加会导致大气层中的温度场发生变化，进而对地球的生态系统和人类社会产生广泛影响。
本文将对大气层温度场的时空变化进行分析。
首先，大气层温度场的时空变化在不同地区存在差异。
根据气候带的划分，地球可以分为热带、副热带、温带和寒带四个气候带。
在热带地区，由于太阳直射辐照度高，温度普遍较高，尤其是近赤道地区。
而在寒带地区，由于太阳辐照度较低，温度相对较低。
另外，海洋和陆地的温度分布也存在差异。
海洋的温度分布比陆地更加均匀，海洋的温度梯度相对较小。
因此，地处于海洋环境的地区的温度变化相对较小，而位于陆地环境的地区的温度变化较为显著。
其次，大气层温度场的时空变化受季节和时间尺度的影响。
在不同季节中，大气层温度场存在明显的变化。
以中纬度地区为例，夏季气温相对较高，冬季气温相对较低。
这种季节性的温度变化可以通过地轴倾斜度的改变解释。
当地球轴倾斜向太阳时，所得的太阳辐射更集中，温度相对较高；而当地球轴离开太阳时，太阳辐射相对较弱，温度较低。
此外，大气层温度场的时空变化还受到时间尺度的影响。
例如，年际和年代际的气候变化，如厄尔尼诺现象和太平洋年代际振荡，会导致大气层温度场的变化。
再次，大气层温度场的时空变化对生态系统和人类社会产生深远影响。
首先，温度的升高会导致冰川和冻土的融化，进而引发海平面的上升。
这将对沿海地区造成严重的洪涝灾害，并且会使一些岛国面临消失的危险。
其次，大气层温度场的变化会引起气候事件的频率和强度的变化。
例如，极端气候事件（如暴雨、干旱、风暴等）的发生频率可能增加，对农业生产、水资源管理和城市规划等方面产生负面影响。
此外，温度的变化还会影响物种的分布和生态系统的稳定性，给生物多样性带来威胁。
综上所述，大气层温度场的时空变化是一个复杂的系统，受到多个因素的综合影响。
不同地区的温度场存在差异，季节和时间尺度也会影响温度场的变化。
【免费下载】气象学与气候学考研大纲
第三节 大气的增温和冷却 一、 海陆的增温和冷却的差异 二、 空气的增温和冷却 三、 空气温度的个别变化和面地变化 四、 大气静力稳定度
第四节 大气温度随时间的变化 一、 气温的周期性变化 二、 气温的非周期性变化
第五节 空气温度的空间分布 一、 气温的水平分布 二、 对流层中气温的垂直分布
第三章 大气中的水分
第一节 太阳辐射 一、 基本知识 二、 太阳辐射
第二节 地面和大气的辐射 一、 地面、大气的辐射和地面有效辐射 二、 地面及地一气系统的辐射差额
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资，配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
气象学
第一章一、气象与大气科学的定义气象：在地球大气中每时每刻都在发生着风、云、雨、雪、雷电、旱涝、寒暑等等各种各样的自然现象，这些现象统称为大气现象，简称为气象。
大气科学：研究大气中各种现象的成因和演变规律及如何利用这些规律为人类服务的科学。
二、大气的研究对象、气象与社会经科学济发展的关系研究对象大气圈及大气圈与水土岩石圈、生物圈之间的相互作用。
研究任务观测和研究各种各样的大气现象、大气层与下垫面之间的相互作用及人类活动所产生的气象效应；系统地、科学地解释这些现象、作用和效应，阐明它们的发生和演变规律；根据所认识的规律分析、诊断和预测过去、现在和未来的天气、气候，为国民经济和人们的日常生活服务；2从理论和实践上探索和模拟人为天气过程、人为气候环境，为人工影响天气和气候提供科学依据。
气象与社会经济发展的关系：气象与农业气象与林业气象与工业气象与渔业、海盐生产气象与航空气象与军事气象对人类健康的影响三、大气科学的主要分支学科（11个分支学科）普通气象学：研究气象学的基本理论和一般问题；大气探测与遥感学：研究对大气进行观测的方法与观测数据的计算，应用各种气象仪器设备和技术对地球大气层及地表浅层进行观测与探测，包括定期观测、运载仪器和常规仪器观测、地基遥感、空基遥感等；大气物理学：研究大气结构、大气热力学特征、大气光电声现象、云物理及人公影响天气等；大气化学：研究酸雨、气溶胶、碳循环、降水化学、大气成分、大气中化学过程等；天气与天气预报学：研究短期预报、中期预报、长期预报，一般天气学原理与方法、天气诊断等；气候与气候变化学：研究不同时期和不同区域的气候与气候变化、气候系统的年际变化预报、地球物理因子对气候的影响、气候影响评估、气候与气候变化预测的方法等；动力气象学：研究数值预报、大尺度大气动力学、气候数值模拟、非线性大气动力学等；边界层气象学：研究海上边界层、陆地边界层、大气湍流、边界层数值模拟、大气扩散与空气污染等；大气环流学：研究不同纬度的大气环流系统、热带大气环流与季风、海—气相互作用、大气环流与遥相关等；应用气象学：研究农业气象、林业气象、水文气象、医疗气象、局地气候与小气候、应用气候等；灾害气象学：研究灾害性天气（如气旋、台风、雷暴、阵雨、暴雨、龙卷、沙尘暴及积云对流、锋、飑线、中尺度对流等其他扰动产生的灾害效应）、灾害性气候及其损失评估等。
农林气象学 第二章温度讲解
第
热量交换方式
二
土壤温度
章
水体温度
温
空气温度
度
温度与农业生产
2019/5/28 1
第一节 热量交换方式
一、辐射热交换 任何温度在绝对零度以上的物体，通过放射和吸收辐射
而进行的热量交换方式。是地面和大气热量交换的主要方式。 二、分子热传导
物质通过分子热运动，传导热量的方式。土壤中热量 交换的主要方式。
水汽在相态变化时所进行的热量交换称潜热交换， 它影响下垫面和大气层的温度变化，是天气演变的 主角。
☺潜热交换的热量以潜热通量LE表示，其中L为蒸发或
凝结潜热，E为蒸发或凝结的量。
2019/5/28 5
第二节 土壤温度
一、土壤表层热量收支状况
R L
E
P
ΔQs B′
LR E
P
ΔQs
B′
箭头指向地面的是 收入项，表示地面得到 热量，为正值；箭头离 开地面是支出项，表示 地面损失热量，为负值。
其变化过程如下图所示:
2019/5/28 16
图2.3 地面温度变化与地面热量收支示意图
1．地面温度日变化曲线； 2．地面热量支出日变化曲线； 3．地面热量收入日变化曲线。 Tm：地面最低温度；TM：地面最高温度
2019/5/28 17
3.日恒温层：土壤温度日较差为零时的深度。
一般深度约为40～80㎝，平均为60㎝。
2019/5/28 22
定律三：温度振幅随深度衰减的速度与周期有关，若振幅 衰减同样的倍数，则相应的深度与其周期的平方根成正比。
Z1 τ 1
Z2
τ2
例3：已知某地段5cm深处温度日振幅为地面的 2 2
气温的时空变化规律
气温的时空变化规律一天中气温变化规律，主要由大气得到热量（地面辐射）和失去热量（大气辐射）的差值决定。
地面的热量主要来自太阳辐射；大气（对流层）的热量直接来着地面。
（2）地面辐射：当地地方时为12点时，地面获得的太阳辐射热量大于地面损失的辐射热量，地面热量盈余，地面温度仍在升高。
当地地方时大约午后1点左右，地面热量由盈余转为亏损，地面温度为一天中最高值。
（3）大气温度：当地地方时大约午后2点左右，地面已经通过辐射、对流、湍流等方式把热量传给大气，此时气温达到最高值。
随后，太阳辐射继续减弱，地面热量持续亏损，地面温度不断降低，气温随之也不断下降。
至日出后，地面热量由亏损转为盈余的时刻，地面温度达到最低值，气温也随后达到最低值。
因此气温最低值总是出现在日出前后。
2.气温的年变化规律由于地面吸收、储存、传递热量的原因，气温在一年中的最高、最低值，也并不出现在辐射最强、最弱的月份，而是有所滞后。
3.全球气温水平分布规律(2)南半球的等温线比北半球平直。
南半球物理性质比较均一的海洋比北半球广阔，气温变化和缓。
（3）北半球1月份大陆等温线向南（低纬）凸出，海洋上则向（高纬）凸出；7月份正好相反。
在同一纬度上，冬季大陆比海洋冷，夏季大陆比海洋热。
同一纬度的陆地与海洋，热的地方等温线向高纬凸出，冷的地方等温线向低纬凸出，即“热高冷低”。
（4）7月份，世界值热的地方是北纬20-30大陆上的沙漠地区，撒哈拉沙漠是全球炎热中心，1月份，西伯利亚是全球的寒冷中心，世界极端最低气温出现在南极洲大陆上。
二、等温差线1、气温的日变化(1)气温的日变化一天中气温随时间的连续变化，称气温的日变化。
在一天中空气温度有一个最高值和一个最低值，两者之差为气温日较差。
通常最高温度出现在14～15时，最低温度出现在日出前后。
由于季节和天气的影响，出现时间可能提前也可能落后。
比如，夏季最高温度大多出现在14～15时；冬季则在13～14时。
由于纬度不同日出时间也不同，最低温度出现时间随纬度的不同也会产生差异。
第四节 -第五节大气温度随时间的变化.
3）等温线南北排列：气温水平分布随纬度而异；
等温线东西排列：气温水平分布随海洋而异。
（二）地球表面平均温度的分布
1、1月海平面气温分布特征： 1）在北半球等温线比较密集，水平气温梯度较大；南半球比较稀疏。 2）等温线并不于纬圈平行。北半球的等温线大陆部分，凸向赤道； 在海洋上凸向极地。南半球由于海洋面积大，因而等温线平直。 3）地球各经线上平均最高气温各点的连线称为热赤道。热赤道并不在 赤道上，而在赤道以北。冬季在5—100N。
湍 流 混 合 层
形成：
图中AB是气层原来的气温分布，气温 的直减率比干绝热小。 经过湍流混合以后，气层的温度分布 接近于干绝热直减率。
A A A A| T | 空气上升使得上部空气比周围空气温度低，混合结果使得上部降温（由D 到 D ）；空气下沉使得下部空气比周围空气温度高，混合结果使得下部升温（由 | A到A ）； 气温的直减率变为A D，在湍流混合层上部DE层形成逆温层。
|
（三）平流逆温
形成：
暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，会发生接触冷却作用，愈接近冷表 面降温愈多，而上层空气受地面影响很小，于是出现逆温现象。
Z
暖平流
冷表面 T
（四）下沉逆温
形成：
由于空气的下沉压缩而形成的逆温，称为下沉逆温。 C h1=500m，h2=600m，h3=200m
γ
d
D t1=80C t2=100C
4）地球极端最低气温出现的地区称为冷极。南半球冷极在南极；北半球
冷极一个在格陵兰岛，一个在西伯利亚东部地区。
2、7月海平面气温分布特征： 1）在北半球等温线较冬季比较稀疏，水平气温梯度较小；南半球 水平梯度较大，等温线较夏季密集。 2）等温线并不于纬圈平行。北半球的等温线大陆部分，凸向极地； 在海洋上凸向赤道。南半球由于海洋面积大，因而等温线平直。 3）北半球夏季热赤道在200N附近。 4）南半球冷极在南极；北半球冷极出现北极地区。
气温的时空变化规律
气温得时空变化规律1、气温得日变化规律一天中气温变化规律,主要由大气得到热量(地面辐射）与失去热量(大气辐射）得差值决定。
地面得热量主要来自太阳辐射；大气(对流层)得热量直接来着地面。
(1)太阳辐射：最强时为当地地方时12时。
(2）地面辐射:当地地方时为12点时，地面获得得太阳辐射热量大于地面损失得辐射热量,地面热量盈余，地面温度仍在升高。
当地地方时大约午后１点左右，地面热量由盈余转为亏损，地面温度为一天中最高值。
（3）大气温度：当地地方时大约午后2点左右,地面已经通过辐射、对流、湍流等方式把热量传给大气，此时气温达到最高值。
随后,太阳辐射继续减弱，地面热量持续亏损,地面温度不断降低，气温随之也不断下降.至日出后，地面热量由亏损转为盈余得时刻,地面温度达到最低值，气温也随后达到最低值。
因此气温最低值总就是出现在日出前后。
２、气温得年变化规律由于地面吸收、储存、传递热量得原因,气温在一年中得最高、最低值,也并不出现在辐射最强、最弱得月份,而就是有所滞后。
3、全球气温水平分布规律(1)气温从低纬向各纬递减。
太阳辐射就是地面热量得根本来源，并由低纬向高纬递减.受太阳辐射、大气运动、地面状况等因素影响，等温线并不完全与纬线平行。
(2)南半球得等温线比北半球平直。
南半球物理性质比较均一得海洋比北半球广阔,气温变化与缓。
(３）北半球１月份大陆等温线向南(低纬）凸出,海洋上则向（高纬）凸出；7月份正好相反.在同一纬度上，冬季大陆比海洋冷，夏季大陆比海洋热。
同一纬度得陆地与海洋，热得地方等温线向高纬凸出,冷得地方等温线向低纬凸出,即“热高冷低”。
（4)7月份,世界值热得地方就是北纬２0－３0大陆上得沙漠地区,撒哈拉沙漠就是全球炎热中心，１月份,西伯利亚就是全球得寒冷中心，世界极端最低气温出现在南极洲大陆上。
二、等温差线1、气温得日变化(1）气温得日变化一天中气温随时间得连续变化,称气温得日变化。
在一天中空气温度有一个最高值与一个最低值,两者之差为气温日较差。
第四节 大气温度随时间的变化
第四节大气温度随时间的变化地表从太阳辐射得到大量热量，同时又以长波辐射、显热和潜热的形式将部分热量传输给大气，从而失去热量。
从长时间平均看，热量得失总和应该平衡，因此地面的平均温度维持不变。
但在某一段时间内，可能得多于失，地面有热量累积而升温，从而导致支出增加，趋于新的平衡。
反之，当失多于得时，地面将伴随着降温过程。
由于在这种热量收支平衡过程中，太阳辐射处于主导地位，因此随着日夜、冬夏的交替，地面的温度也会相应地出现日变化和年变化，且变化的幅度与纬度、天气及地表性质等影响热量平衡的控制因子有关。
此外地面温度的变化也会通过非绝热因子传递给大气，大气温度也会相应出现变化。
一、气温的周期性变化（一）气温的日变化近地层气温日变化的特征是：1、在一日内有一个最高值，一般出现在午后14时左右，一个最低值，一般出现在日出前后。
2、变化原因：一天中正午太阳高度角最大，太阳辐射最强，但最高气温却出现在午后两点钟左右。
（为什么？）这是因为大气的热量主要来源于地面。
地面一方面吸收太阳的短波辐射而得热，一方面又向大气输送热量而失热。
若净得热量，则温度升高。
若净失热量，则温度降低。
这就是说地温的高低并不直接决定于地面当时吸收太阳辐射的多少，而决定于地面储存热量的多少。
从图2•30中看出，早晨日出以后随着太阳辐射的增强，地面净得热量，温度升高。
此时地面放出的热量随着温度升高而增强，大气吸收了地面放出的热量，气温也跟着上升。
到了正午太阳辐射达到最强。
正午以后，地面太阳辐射强度虽然开始减弱，但得到的热量比失去的热量还是多些，地面储存的热量仍在增加，所以地温继续升高，长波辐射继续加强，气温也随着不断升高。
到午后一定时间，地面得到的热量因太阳辐射的进一步减弱而少于失去的热量，这时地温开始下降。
地温的最高值就出现在地面热量由储存转为损失，地温由上升转为下降的时刻。
这个时刻通常在午后13时左右。
由于地面的热量传递给空气需要一定的时间，所以最高气温出现在午后14时左右。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
b）世界气温分布特征 北半球等温线7月份比1月份稀疏，说明7 ① 北半球等温线7月份比1月份稀疏，说明7月份北半 球南北温差小， 月份北半球南北温差大。 球南北温差小，而1月份北半球南北温差大。 冬季北半球等温线在大陆上凸向赤道， ② 冬季北半球等温线在大陆上凸向赤道，海上凸向极 夏季相反，说明冬季大陆上温度较海上低， 地，夏季相反，说明冬季大陆上温度较海上低，夏季大陆 温度高于海洋。 温度高于海洋。 最高温度带在10 20° 附近，称热赤道。 10～ ③ 最高温度带在10～20°N附近，称热赤道。
二、气温的空间分布 1.气温的水平分布 1.气温的水平分布
a）等温线分布与温度场 等温线稀疏：表示温差小，温度分布均匀； ① 等温线稀疏 ： 表示温差小 ， 温度分布均匀 ； 反之 气温变化大。 气温变化大。 等温线平直：表示影响因素少，弯曲性大， ② 等温线平直 ： 表示影响因素少 ， 弯曲性大 ， 影响 因子多，分布复杂。 因子多，分布复杂。 等温线东西排列：表示温度随纬度而变， ③ 等温线东西排列 ： 表示温度随纬度而变 ， 纬度影 响为主。 响为主。 等温线与海岸线平行：表示主要受海洋影响。 ④等温线与海岸线平行：表示主要受海洋影响。 等温线凸向低温方向：表示暖舌： ⑤ 等温线凸向低温方向 ： 表示暖舌 ： 此处气高于周 围。 等温线凸向高温方向：表示冷舌： ⑥ 等温线凸向高温方向 ： 表示冷舌 ： 此处气温低于 周围。 周围。
思 考 题
名词：太阳常数；大气透明系数；大气质量； 1. 名词：太阳常数；大气透明系数；大气质量；大气 逆辐射；地面有效辐射；地面辐射差额；黑体；位温； 逆辐射；地面有效辐射；地面辐射差额；黑体；位温；干 绝热过程；湿绝热过程；大气层结稳定度。 绝热过程；湿绝热过程；大气层结稳定度。 太阳辐射经过大气时受到那些削弱？削弱规律如何？ 2. 太阳辐射经过大气时受到那些削弱？削弱规律如何？ 海陆热力差异表现在那几方面？ 3. 海陆热力差异表现在那几方面？对温度变化有何影 响？ 如何判断大气层结稳定度？ 4. 如何判断大气层结稳定度？ 何谓逆温？对流层中常见那几种逆温？ 5. 何谓逆温？对流层中常见那几种逆温？它们是如何 形成的？ 形成的？ 影响气温日变化、年变化的因子有那些？ 6. 影响气温日变化、年变化的因子有那些？ 7.为什么不同纬度、季节、时间到达地面的太阳辐射不 7.为什么不同纬度、季节、 为什么不同纬度 同？
பைடு நூலகம்
b.气温的年变化 b.气温的年变化
特征：一年有一个最大值， ① 特征：一年有一个最大值，一个最小值 ②年较差：最热月平均气温与最冷月平均气温之差。 年较差：最热月平均气温与最冷月平均气温之差。 影响年较差的因子： 影响年较差的因子： 纬度：随纬度增大，年较差增大。两极最大，赤道最小。 纬度：随纬度增大，年较差增大。两极最大，赤道最小。 地形： 凹地气温年较差大，凸地年较差小。 地形： 凹地气温年较差大，凸地年较差小。 地面性质：海洋小，陆地大。 地面性质：海洋小，陆地大。 天气情况：如雨季出现在天文最热月， 天气情况：如雨季出现在天文最热月，可使最热月温度 降低，从而减小气温年较差。 降低，从而减小气温年较差。 高度：随海拔增高，气温年较差减小。 高度：随海拔增高，气温年较差减小。
z z z z z
t
t
t
t
t
② 湍流逆温 出现高度：混合层顶部，距地面几百米附近。 出现高度：混合层顶部，距地面几百米附近。 形成原因：乱流混合的结果。 形成原因：乱流混合的结果 ③ 平流逆温 大规模的暖空气流经冷的下垫面上， 大规模的暖空气流经冷的下垫面上 ， 下层空气受地 面影响大降温多，而上层空气降温少故形成逆稳。 面影响大降温多，而上层空气降温少故形成逆稳。地面与 空气间温差愈大，逆温越强。 空气间温差愈大，逆温越强。 ④ 下沉逆温 下沉逆温多出现在高压区内，范围大，厚度大， 下沉逆温多出现在高压区内，范围大，厚度大，下沉 绝热增温使云消散，所以高压区内往往天气十分晴朗。 绝热增温使云消散，所以高压区内往往天气十分晴朗。 ⑤ 锋面逆温 锋面上方暖气团、下方冷气团。 锋面上方暖气团 、 下方冷气团 。 在锋面上往往形成逆 温。
第四节 大气温度的时空变化
一、气温的时间变化
1.气温的周期变化： 气温的周期变化： a. 气温的日变化 特征: ① 特征 可用正弦波描述，一昼夜有一个最 大值，一个最小值，分别出现在午后14-15时和凌 晨。 ②日较差 气温日较差是一日中最高气温与 日较差： 日较差 最低气温之差。日较差反映气温日变化的剧烈程 度。影响因子：
影响气温日较差的因子
纬度：气温日较差随纬度增加而减小。 纬度：气温日较差随纬度增加而减小。在低纬平均 12℃；60°附近6℃ 80°附近2℃ 6℃； 2℃。 12℃；60°附近6℃；80°附近2℃。 季节：日较差夏季大冬季小。 季节：日较差夏季大冬季小。 地形： 凸地日较差小。 地形：凹地日较差大 ，凸地日较差小。 下垫面性质影响：海洋气温日较差小， 下垫面性质影响：海洋气温日较差小，陆地大 天气情况：阴天日较差小，晴天大， 天气情况：阴天日较差小，晴天大，干燥天气比 潮湿天气大。 潮湿天气大。 高度：随高度增加，气温日较差亦迅速减小。 高度：随高度增加，气温日较差亦迅速减小。2~3 千米高度，气温日较差仅0.1~1℃ 0.1~1℃。 千米高度，气温日较差仅0.1~1℃。
第二章作业
1.已知某黑体最大放射能力对应的波长为0.5微米， 1.已知某黑体最大放射能力对应的波长为0.5微米，求 已知某黑体最大放射能力对应的波长为0.5微米 该黑体的温度。 该黑体的温度。 2.当地面温度为27℃时 地面放射的红外辐射为多少？ 当地面温度为27℃ 2.当地面温度为27℃时，地面放射的红外辐射为多少？ 并求地面辐射能极大值对应的波长。 并求地面辐射能极大值对应的波长。 3.已知干空气在500百帕处的温度为 已知干空气在500 ℃，求其位温。 3.已知干空气在500百帕处的温度为 - 24 ℃，求其位温。 15℃，气压为1013.3 1013.3百帕 4. 有一部分干空气从温度为 15℃，气压为1013.3百帕 的海平面上升， 上升到760百帕等压面上的温度， 760百帕等压面上的温度 的海平面上升，求：①上升到760百帕等压面上的温度， 空气的位温。 ②空气的位温。 5.若未饱和的湿空气流经3000米一座高山 若未饱和的湿空气流经3000米一座高山， 5.若未饱和的湿空气流经3000米一座高山，已知山脚处 温度 t0=20 ℃，对应的地面露点温度为 15 ℃， ℃， ℃， ℃/100米 试求① γm =0.5℃/100m ，γd =1 ℃/100米，试求①凝结高度 是多少？ 山顶温度是多少？ 是多少？②山顶温度是多少？ ③气流翻越高山后在背风 坡山脚处温度是多少？（提示： ？（提示 Z=123（ 坡山脚处温度是多少？（提示：凝结高度 Z=123（ t0 露点温度， 其始高度） td）+ Z0 ， td ——露点温度， Z0 ———其始高度） 露点温度 其始高度
世界１月海平 面气温分布
世界７ 世界７月海平面 气温分布
2. 对流层中温度的垂直分布
a. 对流层中温度的垂直分布有三种类型 ① 温度随高度递减。一般出现在晴朗的白天风不太 大时。 ② 温度随高度递增。这种现象一般出现在少云、无 风的夜晚。 ③ 温度随高度基本不变。这种情况常出现于多云天 和阴天。
逆温现象： b. 逆温现象： 大气温度随高度增加的现象。 大气温度随高度增加的现象。按形成过程的不同逆温 可分为五种。 可分为五种。 形成的有利条件：晴朗无风的夜晚， ① 辐射逆温 形成的有利条件：晴朗无风的夜晚， 逆温从地面开始，随着夜深不断向上扩展，黎明前达最强。 逆温从地面开始，随着夜深不断向上扩展，黎明前达最强。 日出后从地面开始，由下而上逐渐消失。 日出后从地面开始，由下而上逐渐消失。辐射逆温的生消 过程见图： 过程见图：