海洋水文气象要素
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（压强P，密度ρd ，T温度， Rd气体常数）
2）水汽：随着时间地点和气
象条件的不同有教大的差异 变化范围在0%～ 4%水汽 是在一般的自然界的温度和 压力条件下可以转变成水滴 和冰晶，可以发生相变的的 唯一成分
水汽的状态方程：
ε=αR α T (ε水汽压强， α水汽密度，
R α水汽的比气体常数） ρw= ρd+α
对流层中气温随高度的升高 而降低，平均上升100m下降 0.65℃。
气象要素（温度、湿度）在 水平方向分布不均，存在气 团和锋。
根据大气运动的不同特征： 对流层分为摩擦层和自由大 气
摩擦层：在对流层底部贴近 地表的气层，空气运动受地 面摩擦和空气分子的湍流粘 滞作用显著。 自由大气：在摩擦层上距地表 远空气密度小，摩擦作用小通 常可以不忽略。
地——气系统的热收支：大气和 云层与粉尘吸收太阳总辐射的 19%地球表面吸收51%，剩下的 30%被陆地、海面云层和大气反 射回宇宙。
二、空气的增热和冷却
三、空气的日变化、年变化
1. 辐射：地面和大气之间主要是通 过辐射进行热量交换的。
1、气温的日变化：有一个最高 值和一个最低值。陆地上夏
2. 对流与平流：有热力对流和动力
第一章 海洋水文气象要素
气象要素：气温、气压、湿度、风、云、雾、能见度等
都是表征大气状态的物理量或物理现象的要 素统称。
水文要素：表层水温、海浪、海流、海冰等。但也可以
是认为是广义的气象要素。
天气：是一定区域内在较短的时间内各种气象要素的综合
表现。
气候：是某一区域各种气象要素的多年平均特征，其中包
1）干洁空气：除水汽和液 体，固体杂质以外的整 个混合气体称为干空气。
主要成分：氮78.09%、氧 20.95%、氩0.93%
次要成分：二氧化碳0.03%、 （氢、氖、氦、氪、氙、 氡、臭氧25）占0.01%
90公里下的干洁空气作为分子
量28.966的单一成分理想气体
干空气状态方程：
p=ρd Rd T
潮波系统。
海水密度为1.01~1.03克/厘 米
洋：占海洋总面积的89%
深度为2~3km.世界大洋是 互相沟通的。有独自的潮 波系统和强大的洋流系统。
海湾：洋或海的一部分延
伸入大陆，其深度和宽度逐 渐减小的水域成为湾。
海峡：海洋中相邻海区之
间宽度较窄的水道称为海峡。
三、大气和海洋污染
1. 大气污染：主要是一氧化碳和二氧化硫的释放到大气
括极值。
天气表示大气运动的瞬时状态，气候则表示长时间统计的平均结果
§1.1 大气和海洋概况
一.大气的成分和垂直结构
1、大气
环绕地球表面的整个空气 层称为大气层。地面附近 空气密度的数值1293g/m³. 大气的质量75%集中在 10km以下,99%集中在35km 以下
2、大气的成分
干洁空气、水汽和杂质
（干空气密度+水汽密度）
水汽密度/干空气密度=0.622
3）杂质：大气中的杂质有
利于水汽的凝结，称为 凝结核，大量的悬浮空 气的杂质聚集在一起的 时候会形成雾，烟、沙 尘的天气现象
3、对流层和平流层
自上而下将大气划分为对流 层、平流层、热层、散逸层 五个层次
1）对流层
平均高度10km 下界：地表 上界：中纬度10~12公里
理量，通常采用摄氏温标℃ 和
辐射。物体的温度越高放射能力 越强，辐射出的波长越短，温度
绝对温标K，
越低放射能力越弱，辐射的波长
T=273+t
越长。
t=T-273
2.
华氏温标与摄氏温标的关系：
C=5/9（F-32）
3.
F=9/5C+32
太阳辐射、地面辐射和大气辐射： 太阳表面为6000K，地面和大气 温度为300K
3. 乱流：当空气通过粗糙的下垫面
的时候也能造成空气的无规则运动
4. 水相变化：下垫面水分蒸发时吸
2、气温的年变化
收下垫面的热量当这些空气中的水 最高值：大陆7月，海洋8月
在对流层中部（500百帕等压
面）的气流状况可以代表整个 空气系统的基本运动趋势是考 虑天气预报时备受关注的主要
2)平流层
平流层：从对流层向上到大约 55km高度之间的气层
平流层下层的温度随高度变化
气层。
很小或不变称为同温层。到
20km以上温度随高度的升高而
对流层顶：在对流层和平流层
显著增加出现逆温层。
中。由人类活动使局部甚至全球范围大气成分发生有害 于人类和各种生物的变化过程称为大气污染。
2. 海洋污染：主要是降水和江河径流、大气环流、水流、
涨落潮给海洋带来大量污染物。
§1.2 气温和海温
一、太阳、地面和大气的辐射
气温是重要的大气状态参数
之
1.
一，是表示空气冷热程度的 物
辐射的基本特性：自然界中一切 温度高于绝对零度的物体，都在 时刻不停地以电磁波的形式向外 传递能量，这种能量的方式称为
低纬度17~18公里 高纬度6~8公里 （随着纬度和季节不同有所变化， 夏季比冬季高） 对流层集中了全部大气质量的 80%和几乎全部的水汽，云雾雨 雪都发生在这层 对流层中有强烈的对流和乱 流运动，有利于上下层间热 量和水汽的交换。
对流层中有强烈的对流和乱 流运动，有利于上下层间热 量和水汽的交换。
展使水汽和杂质保持在对流层
电离层
而不易向高处散逸
二、海洋的划分
地球上广大的连续水体成 为海洋构成了地球的水圈。 海洋占地表总面积的70.8%， 海水质量占地球质量10/00
海：大洋靠近大陆边缘部
分由岛弧或半岛所隔离或居 于两陆中间或由陆地包围的 部分称为海。占海洋面积的 11%没有独立的海流系统和
对流。 热力对流：由于下垫
面受热不均匀而引起空气有规律的
升降运动。 动力对流 ：在外力的
季：14~15，冬季13~14达到 最高。海洋上最高气温出现 的时刻比大陆上早在12：30
影响下如气流受地形阻挡或另一气 日较差：一昼夜内最 高气温
流冲击而形成的对流，称为动力对
与最低气温之差值称为气温
流。
的日较差。
之间一个厚度为1~2km过度层。 臭氧主要存在20~40km的气层
特征：气温的垂直递减率突然
变小或几乎不变，甚至气温随 高度增加而上升
中称为臭氧层，臭氧大气中能 强烈地、直接吸收太阳紫外线 的唯一成分。
最上是热层大气由于受强烈的
太阳紫外辐射和宇宙射线的作
逆温层能有效地抑制对流的发
用而处于高度电离状态，称为
2）水汽：随着时间地点和气
象条件的不同有教大的差异 变化范围在0%～ 4%水汽 是在一般的自然界的温度和 压力条件下可以转变成水滴 和冰晶，可以发生相变的的 唯一成分
水汽的状态方程：
ε=αR α T (ε水汽压强， α水汽密度，
R α水汽的比气体常数） ρw= ρd+α
对流层中气温随高度的升高 而降低，平均上升100m下降 0.65℃。
气象要素（温度、湿度）在 水平方向分布不均，存在气 团和锋。
根据大气运动的不同特征： 对流层分为摩擦层和自由大 气
摩擦层：在对流层底部贴近 地表的气层，空气运动受地 面摩擦和空气分子的湍流粘 滞作用显著。 自由大气：在摩擦层上距地表 远空气密度小，摩擦作用小通 常可以不忽略。
地——气系统的热收支：大气和 云层与粉尘吸收太阳总辐射的 19%地球表面吸收51%，剩下的 30%被陆地、海面云层和大气反 射回宇宙。
二、空气的增热和冷却
三、空气的日变化、年变化
1. 辐射：地面和大气之间主要是通 过辐射进行热量交换的。
1、气温的日变化：有一个最高 值和一个最低值。陆地上夏
2. 对流与平流：有热力对流和动力
第一章 海洋水文气象要素
气象要素：气温、气压、湿度、风、云、雾、能见度等
都是表征大气状态的物理量或物理现象的要 素统称。
水文要素：表层水温、海浪、海流、海冰等。但也可以
是认为是广义的气象要素。
天气：是一定区域内在较短的时间内各种气象要素的综合
表现。
气候：是某一区域各种气象要素的多年平均特征，其中包
1）干洁空气：除水汽和液 体，固体杂质以外的整 个混合气体称为干空气。
主要成分：氮78.09%、氧 20.95%、氩0.93%
次要成分：二氧化碳0.03%、 （氢、氖、氦、氪、氙、 氡、臭氧25）占0.01%
90公里下的干洁空气作为分子
量28.966的单一成分理想气体
干空气状态方程：
p=ρd Rd T
潮波系统。
海水密度为1.01~1.03克/厘 米
洋：占海洋总面积的89%
深度为2~3km.世界大洋是 互相沟通的。有独自的潮 波系统和强大的洋流系统。
海湾：洋或海的一部分延
伸入大陆，其深度和宽度逐 渐减小的水域成为湾。
海峡：海洋中相邻海区之
间宽度较窄的水道称为海峡。
三、大气和海洋污染
1. 大气污染：主要是一氧化碳和二氧化硫的释放到大气
括极值。
天气表示大气运动的瞬时状态，气候则表示长时间统计的平均结果
§1.1 大气和海洋概况
一.大气的成分和垂直结构
1、大气
环绕地球表面的整个空气 层称为大气层。地面附近 空气密度的数值1293g/m³. 大气的质量75%集中在 10km以下,99%集中在35km 以下
2、大气的成分
干洁空气、水汽和杂质
（干空气密度+水汽密度）
水汽密度/干空气密度=0.622
3）杂质：大气中的杂质有
利于水汽的凝结，称为 凝结核，大量的悬浮空 气的杂质聚集在一起的 时候会形成雾，烟、沙 尘的天气现象
3、对流层和平流层
自上而下将大气划分为对流 层、平流层、热层、散逸层 五个层次
1）对流层
平均高度10km 下界：地表 上界：中纬度10~12公里
理量，通常采用摄氏温标℃ 和
辐射。物体的温度越高放射能力 越强，辐射出的波长越短，温度
绝对温标K，
越低放射能力越弱，辐射的波长
T=273+t
越长。
t=T-273
2.
华氏温标与摄氏温标的关系：
C=5/9（F-32）
3.
F=9/5C+32
太阳辐射、地面辐射和大气辐射： 太阳表面为6000K，地面和大气 温度为300K
3. 乱流：当空气通过粗糙的下垫面
的时候也能造成空气的无规则运动
4. 水相变化：下垫面水分蒸发时吸
2、气温的年变化
收下垫面的热量当这些空气中的水 最高值：大陆7月，海洋8月
在对流层中部（500百帕等压
面）的气流状况可以代表整个 空气系统的基本运动趋势是考 虑天气预报时备受关注的主要
2)平流层
平流层：从对流层向上到大约 55km高度之间的气层
平流层下层的温度随高度变化
气层。
很小或不变称为同温层。到
20km以上温度随高度的升高而
对流层顶：在对流层和平流层
显著增加出现逆温层。
中。由人类活动使局部甚至全球范围大气成分发生有害 于人类和各种生物的变化过程称为大气污染。
2. 海洋污染：主要是降水和江河径流、大气环流、水流、
涨落潮给海洋带来大量污染物。
§1.2 气温和海温
一、太阳、地面和大气的辐射
气温是重要的大气状态参数
之
1.
一，是表示空气冷热程度的 物
辐射的基本特性：自然界中一切 温度高于绝对零度的物体，都在 时刻不停地以电磁波的形式向外 传递能量，这种能量的方式称为
低纬度17~18公里 高纬度6~8公里 （随着纬度和季节不同有所变化， 夏季比冬季高） 对流层集中了全部大气质量的 80%和几乎全部的水汽，云雾雨 雪都发生在这层 对流层中有强烈的对流和乱 流运动，有利于上下层间热 量和水汽的交换。
对流层中有强烈的对流和乱 流运动，有利于上下层间热 量和水汽的交换。
展使水汽和杂质保持在对流层
电离层
而不易向高处散逸
二、海洋的划分
地球上广大的连续水体成 为海洋构成了地球的水圈。 海洋占地表总面积的70.8%， 海水质量占地球质量10/00
海：大洋靠近大陆边缘部
分由岛弧或半岛所隔离或居 于两陆中间或由陆地包围的 部分称为海。占海洋面积的 11%没有独立的海流系统和
对流。 热力对流：由于下垫
面受热不均匀而引起空气有规律的
升降运动。 动力对流 ：在外力的
季：14~15，冬季13~14达到 最高。海洋上最高气温出现 的时刻比大陆上早在12：30
影响下如气流受地形阻挡或另一气 日较差：一昼夜内最 高气温
流冲击而形成的对流，称为动力对
与最低气温之差值称为气温
流。
的日较差。
之间一个厚度为1~2km过度层。 臭氧主要存在20~40km的气层
特征：气温的垂直递减率突然
变小或几乎不变，甚至气温随 高度增加而上升
中称为臭氧层，臭氧大气中能 强烈地、直接吸收太阳紫外线 的唯一成分。
最上是热层大气由于受强烈的
太阳紫外辐射和宇宙射线的作
逆温层能有效地抑制对流的发
用而处于高度电离状态，称为