《北林气象学》PPT课件

第一章大气概述,本章要点,大气的组成成分大气的垂直结构大气的物理性状大气与森林植被,1大气的组成,干洁空气,气溶胶粒子,水汽,1.1干洁空气,干洁空气以氮、氧、氩最多，其容积含量约占全部干空气的99.97%，其余气体如二氧化碳、氖、氙、氪和臭氧等的总含量约占0.03%。干空气的分子量为28.966，与大气氮的分子量28.016相近。,1.1.1二氧化碳(carbondioxide,CO2),（1）来源：燃烧、有机物分解、生物的呼吸作用（2）空间分布：大气中的CO2主要分布在大气层20km以下，20km以上显著减少。地表CO2浓度：北半球南半球，城市农村。在大工业城市，大气中CO2的含量可达0.05%，甚至0.07%。（3）时间分布：冬季夏季，夜晚白天，阴天晴天。,（4）循环过程：,（5）气候效应CO2对太阳短波辐射吸收很少，但能吸收来自地面的长波辐射（特别是1317m波谱区），使得地表辐射的热量大部分被截留在大气层内，因而对地表有保温效应。在所有温室气体中，CO2对大气温室效应的贡献占到63%。（IPCC4）,现今大气中CO2的浓度已升至367ppmv，比前工业时代以前提高了25%。目前以每年1.5ppmv的速度增加。,1.1.2臭氧(ozone,O3),（1）来源主要是太阳紫外辐射作用形成有机物的氧化和雷雨闪电（2）形成：O2+hO+OO+O2+MO3+M,（3）O3的垂直分布在低层大气中，O3含量很小，而且很不固定；510km开始，含量增加;浓度最大在2030km，称为臭氧层;到60km附近O3含量已趋于零。,（4）空间分布同一季节，臭氧总量随纬度增加而增加。（春季最明显）（5）时间分布冬末春初最大，秋季最小。随着纬度增加，臭氧总量的季节波动越明显。,（5）气候效应平流层中，臭氧吸收太阳紫外辐射，最强吸收带在0.220.32微米区，是平流层大气的主要热源，使平流层大气温度随高度增加而上升。此种温度结构抑制大气垂直运动，使平流层只有水平方向运动。不利于生命存在的短波紫外辐射（高纬，沿海内陆，夏季冬季。空气中的水汽含量随高度的增高而减少。在1.52km高度上空气中水汽含量减为地面的一半，在5km高度上，减少为地面的1/10。,（2）水汽对天气变化的影响,含量虽少，但可在大气温度范围内进行相变，是天气变化的主要角色。水汽在相变中吸收和放出潜热；易吸收和放射长波辐射。所以大气中水汽含量的多少能直接影响地面和空气的温度，影响天气及天气系统的变化和发展。,1.3气溶胶,大气中悬浮的多种固体和液体微粒，0.001100微米固体微粒：是悬浮在大气中的烟粒、盐粒、花粉、微生物、细菌、病菌、孢子和尘埃等。液体微粒：是悬浮在大气中的水滴、过冷水滴和冰晶等水汽凝结物。,（1）时空分布城市农村，内陆沿海，冬季夏季。（2）气候效应水汽凝结核，成云制雨重要条件吸收和散射太阳、大气和地面辐射，改变地球辐射平衡改变大气能见度和空气质量,1.4大气污染物,（1）分类尘粒以固体或液体微小颗粒形式，存在于气体介质中的分散体。包括：飘尘、降尘。气体污染物主要有SO2、NO2、CO、CO2和O3等。,（2）环境问题温室效应与气候变化臭氧层的破坏酸雨（PH0:表示气温随高度升高而降低；0；当过饱和时，dtd时，空气未饱和；ttd时，空气过饱和；t=td时，空气饱和,干球温度表湿球温度表最高温度表最低温度表,E=Ew-AP(t-tw),双金属片温度计,4.风,风：空气的水平运动就叫风。风向：指风的来向。地面风向用16个方位表示；高空风向用方位度数（共分360）表示，以0（或360）表示正北，90表示正东，180表示正南，270表示正西。风速：单位时间内空气移动过的距离（m/s、km/h）,例如：南风4级八级西南风,5.云,云：是悬浮在大气中的水滴或冰晶混合的聚合体。底部不接触地面，并有一定的厚度。云的观测包括：云状、云量和云高,方法：将地平以上全部天空划分为10份，被云遮蔽的份数即为云量。（欧美将天空划为8份，以云占天空八分之几的面积计作云量）例：碧空无云：云量为0天空一半为云：云量为5遮空蔽日：云量为10,云量：云遮蔽天空视野的成数。,6.蒸发,蒸发：气象学中把液态水变为水汽称为蒸发。蒸发量：指在一定时段内，水分经蒸发而逸入空中的量，称为蒸发量。mm蒸发量用小型和E601型蒸发器测定。,7.降水,定义：从云中降落到地面的液态或固态水称为降水。表示方法：降水的形态、降水的性质、降水量和降水强度表示。测定仪器：降水量采用雨量器测定，单位mm降水量连续变化采用翻斗式遥测雨量计和虹吸式雨量计测定。,定义：指视力正常的人，在当时天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认出目标物的最大水平距离。单位:km,8.水平能见度,空气的状态可以用密度、体积、气压、温度来表示。状态方程：用来表示上述四个物理变量之间的关系或规律的方程。,3.2状态方程,Pd=dRdTd干空气的密度。在标准气压（1013.25hp）和温度（273K）d=