航海气象与海洋学课件全课件

对流层中三个主要特征
⑴ 气温随高度而降低。平均幅 度为-0.65℃/100m。 即 γ ＝0.65℃/100m 称γ 为 对流层中气温垂直递减率。
⑵ 具有强烈的对流和湍流运 动。是引起大气上下层动量、热 量、能量和水汽等交换的主要方 式。
⑶ 气象要素沿水平方向分布 不均匀。如温度、湿度等。
大气污染
大气污染：二氧化碳的逐年增多将导致地球变暖并引起
全球天气和气候的异常变化。导致极冰融化、海面上升、 一些陆地和港口将被淹没。另外，大气中的粉尘、二氧化 硫、一氧化碳、一氧化氮、硫化氢、碳氢化合物和氨等。 严重污染大气，对人类造成极大危害。
全球141个国家和地区签署的旨在遏制全球气候变暖的《京 都议定书》于2005年2月16日正式生效。
第一章 气象学基础知识
第一节 大气概况 第二节 气温 第三节 气压 第四节 空气水平运动--风 第五节 大气环流 第六节 大气湿度
第八节 云和降水 第九节 雾和能见度 第十节 船舶海洋水文气象观测
第一节 大气概况
基本概念和知识点：大气成分；大气污
染；大气垂直结构。
重点：大气中的易变成分及其作用；对流
根据大气运动的不同特征通常将对流层分为：
摩擦层(friction layer) ：摩擦层又称边界层，从地面到
1-1.5km高度。其厚度夏季高于冬季，白天高于夜间，大风和 扰动强烈的天气高于平稳天气。湍流输送是该层的基本运动 特点，多涡动，各种气象要素都有明显的日变化。该层水汽、 杂子含量多，因而低云、雾、霾、浮尘等出现频繁。
其中影响天气、气候变化的主 要大气易变成分为二氧化碳、 臭氧和水汽。
大气中的易变成分
1.二氧化碳:平均含量0.03%，二氧化碳能强烈地吸收和放
射长波辐射。
2.臭氧：主要存在于20-40公里气层中，又称臭氧层。臭
氧是吸收太阳紫外线的唯一大气成分
大气中的易变成分
3.水汽：水汽能强烈地吸收和放出长波辐射，并在
相变过程中吸收和放出潜热能。湿空气在同一气 压和温度下，只有干空气密度的62.2％。大气中 水汽含量范围在0～4％，它也是造成云、雨、雪、 雾等天气现象的主要物质条件。
4.杂质：悬浮在空气中的固体或液体微粒，主要包
括尘埃、烟粒、细菌、病毒、花粉和微小盐粒等。 它们主要集中在大气的低层，影响能见度，能吸 收部分太阳辐射，并对太阳辐射具有散射作用。 在水汽相变过程中，杂质可以作为凝结核。
层主要特征；摩擦层和自由大气。
大气概况
一、大气成分：主要由多种气体(氮、氧、氩、二 氧化碳和臭氧等)、水汽和悬浮的杂质构成。
干空气（Dry air）:除水汽和杂质以外的混合气 体。
干空气主要成分:氮（78.09%）、氧(20.95%）、 氩（0.93%）三项约占总体积的99.97% 。
高度迅速增加；空气处于高度电离状态，又叫电离层。
5. 逸散层（Exosphere）: 厚度： 热层顶以上。可高达
3000km，地球大气向宇宙空间逸散的过渡区域。
第二节 气温
基本概念和知识点：气温的概念；太阳、
地面和大气辐射；空气增热和冷却方式；气 温随时间的变化；气温的空间分布。
重点：常用的温标及其换算；气温的日年
特点：空气主要是水平运动；水汽含量少；气温随高度升高 而递增（20～40km气温突增，形成臭氧层）；气层稳定利 于飞机飞行。
3. 中间层（Mesosphere）：厚度：自平流层顶到85km左右。
特点：气温随高度迅速下降；又称高空对流层。
4. 热层（Thermosphere）：厚度：85-800km。特点：气温随
一般以物理现象发生的最高高 度为上界。极光发生在高纬度 不同高度上，最高达到10001200Km称为大气的物理上界。 由卫星探测的大气上界为 2000-3000Km。
大气垂直分层
根据气温、水汽的垂直分布、大气扰动程度和电离现象 等不同等特点，自下而上将大气分为五个层次。（P5）
1. 对流层（Troposphere）：下界为地面，上界随纬度和 季节变化，平均厚度10-12km。通常在高纬为6-8km，中 纬度10-12km，低纬度17-18km。夏季对流层的厚度比冬 季高。对流层集中了大气质量的80％和全部水汽，与人 类关系最为密切，大气中几乎所有的物理和化学过程都 发生在该层。对流层具有三个主要特征。
自由大气(free atmosphere) ：摩擦层以上称自由大气。摩
擦作用忽略不计，大气运动规律比较简单和清楚。自由大气 的基本运动形式是层流，气流多波状系统。 对流层顶：厚度约为1-2km，温度随高度呈等温或逆温状态。
2. 平流层（Stratosphere）：厚度：自对流层顶到大约55km。
次要成分:二氧化碳（0.03％）、氢、氖、氦、氪、 氙、氡、臭氧等稀有气体（ 0.01％）。
大气是可压缩气体，大气密度 随高度增加而迅速减少。
观测表明，10公里以内集中了 大气质量的75%，35公里以下则 达99%，近地面空气标准密度为 1.293kg/m-3, 大 气 的 总 质 量 为 5.3ⅹ 1018 kg，约为地球质量 的百万分之一。
2009年12月7—18日192个国家在丹麦首都哥本哈根召开 《联合国气候变化框架公约》第１５次缔约方会议，旨在 遏制全球气候变暖，温家宝总理出席会议。
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二、大气垂直结构
大气上界
大气上界的高度，常常因科学 家们根据和目的不同而结果相 差很大，因此要精确划定 大气 层上界的高度并为众人公认， 始终是科学研究的一个难题。
变化；气温的空间分布；气温垂直递减率。
一、气温的定义和温标
气温（Air Temperature）是大气的重要状态参数之一， 是天气预报的直接对象。气温的分布和变化与气压场、 风场、大气稳定度以及云、雾、降水等天气现象密切相 关。
1. 定义：气温是表示空气冷热程度的物理量。空气的冷 热程度，实质上是反映空气分子运动的平均动能。当空 气获得热量时，其分子运动的平均速度增大，平均动能 增加，气温升高。反之当空气失去热量时，其分子运动 平均速度减小，平均动能随之减少，气温就降低。气温 可以通过温度表或温度计直接测得。