大气科学概论PPT课件

大气科学概论
16.09.2020
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❖ 绪论 ❖第一章 地球大气的成分及分布 ❖第二章 大气的分层和结构 ❖第三章 大气静力学 ❖第四章 大气的热力学过程 ❖第五章 地面和大气中的辐射过程 ❖第六章 空气的水平运动 ❖第七章 大气边界层 ❖第八章 空气污染气象
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绪论
❖一 现代大气科学的研究内容 ❖二 大气科学的研究特点 ❖三 大气科学的学科分支 ❖四 大气科学与其他学科的关系 ❖五 大气科学发展概略
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2、气候学 1）是一门研究气候的特征、形成和演变以及气候同 人类活动相互关系的学科。 2）研究内容主要包括气候特征、气候分类、气候区 划、气候成因、气候变化、气候与人类活动的关系、 气候预测和应用气候等。 20世纪70年代以来，全世界发生几次气候异常，不少 地区粮食产量大幅度下降，引起世人对气候的严重关 注。工业生产引起大气中二氧化碳和其他有温室效应 的气体(如甲烷、一氧化二氮等)含量逐年增加，若干 年后它们对地球气候将发生什么影响，是非常令人关 切的问题。 3）电子计算机的采用，促进了对气候变化物理因子 和气候模拟的研究，气候预测已不再是虚无飘渺的难 题，已成为一个具有战略意义的课题了
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❖ 5、大气物理学
1）是一门研究大气的物理现象、物理过程及 其演变规律的学科。
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பைடு நூலகம்
2、大气科学的研究对象
1）大气科学的研究对象主要是覆盖整个地球的大 气圈。
2）由于人类越来越认识到大气圈与水圈、冰雪圈、 岩石圈和生物圈之间相互作用和相互影响的重要 性，要了解大气变化过程就不能不深入到其他圈 层变化过程的研究。因此，大气科学的研究内容 越来越广泛，与其他学科之间的相互渗透也越来 越深入。
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❖ 4、动力气象学
1） 是一门应用物理学和流体力学定律及数 学方法，研究大气运动的动力和热力过程及 其相互关系的学科。
2） 研究内容主要包括大气热力学、大气动 力学、大气环流、大气湍流、数值天气预报 和数值模拟等。
3） 动力气象学的发展对更深刻地认识大气 运动的机理、掌握天气和气候的变化规律有 十分重要的作用，它是大气科学的理论基础 学科
8） 到了20世纪90年代，气象科学的概念，已逐渐被 大气科学的概念所取代。随着现代科学技术在气象学 中的应用，其研究范畴日益扩展，因而20世纪90年 代以来，“大气科学”术语得到日益广泛的应用，它 大大扩充了传统气象学的研究内容。
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3、天气学
1） 是一门研究大气中各种天气现象发生发 展的规律以及如何应用这些规律来制作天气 预报的学科。
2） 研究内容主要包括天气现象、天气系统、 天气分析和天气预报等。
气候学和天气学研究的成果，不但为大气科 学提供丰富的研究课题，而且还直接为国民 经济服务
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2、大自然是大气科学研究的实验基地
1）大气圈不是孤立的。各种大气现象也不是 孤立的。 2）长期连续的观测，获取资料 、历史文献等 资料 3）归纳出典型现象的模式特征 ，进行理论上 的演绎和模拟 4）经实践检验的理论才可指导实践
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3、国际合作 1）国际合作是推动大气科学发展的必要途径
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5）到20世纪初，气象学从地理学分出，逐渐发展而 成为地学的一个大的分支。
6） 20世纪20年代，地面气象观测网建立，30-40年 代高空气象观测网的发展，增进了人类对大气的认识， 加速了气象科学的发展。
7） 60年代以来，电子计算机、卫星、雷达等的应用， 使气象科学呈蓬勃发展之势，研究内涵日渐丰富，外 延不断拓展。
2）大气科学研究中的这种高度分散(观测站 点)、高度集中(资料迅速集中)、高度协调(观 测站址、观测仪器和方法)和高度合作(国际间 合作)的特点，是其他学科无法比拟的。
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三 大气科学的学科分支
❖ 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、 ❖ 应用气象学等。
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3、地球大气
1）整个地球的大气，质量约占地球总质量的百万 分之一
2）地球大气的组分以氮、氧、氩为主，它们占大 气总体积的99.96%
3）地球大气的密度、温度、压力、组成和电磁特 性等都随高度而变化
4）地球大气分层
5）地球大气的运动非常复杂
6）大气科学的主要研究对象—地球大气，无论其 组分、结构，还是它的运动，都存在着确定性和 不确定性两个方面
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二 大气科学的研究特点
1、大气科学研究范围 1）不仅限于大气圈。还包括水圈、冰雪圈、 岩石圈和生物圈。 2）研究大气运动的能源，大气中的物质循环、 能量转换和变化过程，大气环流及天气、气 候的变化，都必须考虑大气圈同其他圈层间 的相互影响和作用。 3）太阳辐射 、大气的组成、大地形 、海陆 分布
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1、大气探测
1）是一门研究探测地球大气中各种现象的方 法和手段的学科。
2）按探测范围和探测手段划分，大气探测有 地面气象观测、高空气象观测、大气遥感、 气象雷达、气象卫星等。
3）探测手段的飞跃往往带来难以预计的重大 发现，在大气科学的发展进程中，大气探测 起了十分重要的作用。
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一 现代大气科学的研究内容
1、历史概况 1）气象学(meteorology)一词源于希腊文meteoros和 logos，意为“上空的”和“推理”。 2）传统的气象科学，主要是研究大气中各种天气现象 的发生发展规律的科学。 3）在18、19世纪，气象学附属于地理学，作为其一 个分支而存在。 4）1854－1855年世界上出现第一张天气图，气象学 才开始了近代科学探索的历史。