气象学知识点(修改版)

气象学知识点

天气：一个地方某一瞬间大气状态和大气现象的综合称为天气。

天气学：研究天气的变化规律并预测预报未来天气变化的学科称为天气学。

气候：某地长时期内大量天气过程的综合（季以上）。不仅包括该地多年平均天气状况，也包括偶发的极端天气状况。

研究气候的特征、分布、变化、形成及其与人类活动相互关系的学科（气候系统各成员之间、人与气候之间）。

气候是长期天气状况的综合，但不是天气状况的简单平均

天气过程——短期过程。

天气特征——瞬息万变的不稳定特性。

气候过程——长期天气过程。

气候特征——相对稳定特性。

气候虽具一定稳定性，但仍有变化

天气：变化快，周期短。

气候：变化慢，周期长。

气象学和气候学在生产生活中有何用途？

1.天气预报；防寒防暑等。

2.灾害预警；例如厦门台风预警。

3.提供旅游资源；例如云海。

4.军事战争；例如诺曼底登陆,草船借箭.....

气象学和气候学与林业有什么关系？

1.森林健康：干旱与树木死亡；

2.林木生长限制因子大多是气候因子；

3.植物小气候原理---城市行道树等；

4.森林对气候的影响：调节气候、净化空气、固碳释氧....

古代气象：

从人类有文字记载开始——17世纪末。

以原始的肉眼观测、简单的手工器械测定和不完整的甚至带有神秘色彩的文字记载为主。

大气的组成：干洁大气、水汽、气溶胶

除去水分和气溶胶以外的纯净大气，称为干洁大气。

按照浓度分类

主要成分：N2, O2, Ar,CO2，浓度>300ppmv

微量成分：如CH4，浓度在1～20ppmv之间

痕量成分：O3,H2,氮氧化合物，硫化合物及氟氯烃类化合物，浓度<1ppmv

按照平均停留时间分类

基本不变成分：N2, O2, Ar及Ne, Kr等惰性气体。

可变成分：平均寿命为几年到十几年，比例随时间、地点变化。有CO2, CH4, H2, N2O 等。

变化很快的气体成分:如碳、硫、氮等的化合物。

臭氧

臭氧的时空分布规律

空间变化特点：10km以下含量很少，20-25km（平流层）浓度最大，成为臭氧层

时间变化特点：春季最大，夏季最小

臭氧的作用：

1.能强烈地吸收太阳辐射中的紫外线

2.对人和地球上的生态系统起到了屏障和保护作用

3.对高层大气有“加热”作用，使10km至50km高度的气层温度增高

气候变暖原因：

1、二氧化碳排放（化石燃料燃烧、森林破坏）；

2、甲烷（沼气、石油等）温室效应是二氧化碳的25倍；

3、畜牧业（牛的反刍和打嗝排放甲烷）；

4、氟氯烃类物质破坏臭氧层。

气候变暖的后果

1.影响全球水分平衡，引发极端气候极端事件频繁发生，例如寒潮、热浪、暴雨、

龙卷风等。

2.冰川和冻土消融，海平面上升，威胁海岛或沿海地区；

3.生物的生态适应性发生变化；

4.影响农作物的产量和品质。

气候谈判的目的和实质：

减少碳排放、减缓全球变暖的速率，避免灾难性结果的出现。

对流层特点：（12km以下）

在赤道地区对流层顶的高度约18千米，中纬度地区约12千米，极地地区约8千米。夏季的对流层厚度大于冬季。

1.温度随高度的增加而降低，气温递减率Γ为6.5℃/km

气温垂直递减率Γ：高度每升高单位高度气温降低的度数。

2.对流层中的垂直运动显著。

3.集中了80%的大气质量和几乎全部水汽。

4.云雾降水均发生在此层

5.受地表影响最强烈，空气属性的水平分布很不均匀

平流层特点：（12km—55km)

1) 25km以下温度递减率接近零，25km左右温度随高度明显增加。每公里升温2°C。最高达到-3°C。（臭氧的作用）

2) 平流层气流运动主要以水平运动为主。

3) 水汽极少，颗粒物极少，能见度极好。

4) 大气污染物进入平流层后能长期存在。

温室气体：如果地球周围不被厚厚的大气层包围的话，地球表面的温度大约是－19℃;但实际观测到的地球表面温度约为15℃，远高于辐射平衡温度，这主要是由于大气的存在使地球表面的平衡的温度升高了。大气对太阳的短波辐射是透明的，而对地球表面的长波辐射不太透明，其性质如同温室的玻璃一样。我们把大气的这种保温作用称为“温室效应”，把具有温室效应的气体统称为“温室气体”。大气中的主要温室气体包括H₂O(水汽)，CO2，CH4，N2O，CFCs。

大气在垂直方向自下而上分为几层？各层中温度如何变化？

1）对流层：温度垂直直减，因大气热量主要来自地面辐射；

2）平流层：逆温现象，臭氧加热作用；

3）中间层：该层臭氧含量低，同时，能被氮、氧等直接吸收的太阳短波辐射已经大部分被上层大气所吸收，所以温度垂直递减率很大，对流运动强盛；

4）热层：逆温现象，这是由于波长小于0.175μm的太阳紫外辐射都被该层中的大气物质（主要是原子氧）所吸收的缘故。

5）散逸层：逆温现象，大气分子是因为吸收了来自太阳的短波辐射而被加热。

臭氧主要分布在哪一层次：

平流层。平流层中紫外线很强，且有一定量的氧气和氧原子存在，这些条件正是臭氧形成所必须的。

1. 逆温层：气温随海拔升高而增加称为逆温现象，发生逆温现象的气层即逆温层。

2. 大气透明系数：大气透明系数是表征大气透明度的特征量，是指透过一个大气质量的透射辐射与入射辐射之比。

3. 辐射通量密度：单位时间内、单位面积上所接受的辐射能量。

4.太阳常数：太阳常数是指在日地平均距离（1.5亿公里）上，大气上界（2000km）垂直于太阳光线的单位面积每秒钟接受的太阳辐射。

黑体辐射的四定律：

普朗克、基尔霍夫、斯蒂芬-波尔兹曼、维恩位移

大气辐射的作用：温室效应

原因：

1.大气对太阳短波辐射吸收很少，能让大量的太阳辐射到达地面

2.大气能强烈吸收地面的长波辐射，使地面失热不至于过多，同时又向地面放射大气逆辐射

由于大气的温室效应，使近地面的平均温度提高了38°C。

1）太阳短波辐射可以透过大气射入地面；

2）地面增暖后放出长波辐射；

3）地面长波辐射被大气中的二氧化碳等温室气体吸收；

4）大气温室气体就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。