气象与气候学绪论课件

气象学与气候学1气象学与气候学12

教学基本要求掌握气象、天气和气候的概念。

了解气象学和气候学研究的对象、任务和简史。了解地球大气的组成和结构，几种大气成分对生态

和气象的重要意义，对流层的主要特征。第一章绪论22教学基本要求第一章3

教学重点难点

气象、天气和气候的概念地球大气的组成和结构大气的状态方程。第一章绪论33教学重点难第一章绪论第一节气象学、气候学的研究对象、任务和简史第二节气候系统概述4第一章绪论第一节气象学、气候学的研究对象、任务和第一节气象学、气候学的研究对象、任务和简史

一、气象学与气候学的研究对象和任务二、气象学与气候学的发展简史5第一节气象学、气候学的研究对象、任务和简史一、气象学与气实况云图展示6实况云图展示6

一气象学、气候学的研究对象和任务

1、气象学、气候学的研究对象

舞台重要能源下垫面气象：大气圈中所发生的一切物理、化学现象和过程。这些物理现象和过程时刻发生变化气象学：研究大气现象和过程，探讨其演变规律和变化，并直接或间接用之于指导生产实践为人类服务的科学。

（1）气象学

太阳辐射大气圈水圈陆面冰雪圈生物圈7一气象学、气候学的研究对象和任务1、气象学、气候学的研（2）气候学：

某一地区，在某一瞬时或某一短时间内大气中的大气状态（如气温、气压、温度）和大气现象（风、云、雾、降水等）的综合。是瞬时的、多变的、不稳定的。在太阳辐射、大气环流（自身运动）、下垫面性质（海陆、平原、高山）和人类活动在长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合。天气:气候：8（2）气候学：某一地区，在某一瞬时或某一短联系：1、二者存在着统计上的联系。2、气候不仅包括多年来经常发生的天气状况，而且也包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。天气：周期短天气系统单纯（气旋、反气旋)不稳定气候：周期长气候系统庞大（一个能源、五个子系统）稳定所以不能单纯将气候作为天气资料的多年统计的累积，他更强调它的成因，即大气环流、下垫面性质、人类活动长期作用下的某一时段内大量天气过程的总和。区别：9联系：1、二者存在着统计上的联系。天气：周期短天气系统气象学与气候学的任务（一）通过实践，掌握气象观测、气候统计分析和气候调查的方法，来记叙所观测到的气候现象，从定性和定量两方面说明它们的特性。（二）探讨它们的正确解释和研究它们的发展规律，特别要掌握天气演变和气候形成的规律性，了解和解释各不同地区的气候特征，弄清气候资源及其地理分布，进行气候分类和气候区划，研究气候变迁的原因及其规律。（三）应用已发现的规律，采取有效措施，充分利用气候资源，减少人类活动对气候的不利影响，防御或减少气候灾害，为有关的生产建设服务。（四）气象学、气候学与自然地理学、环境生态学和区域地理等有密切的依存关系，在教学中还应注意为这些有关后续课程奠定必要的基础。10气象学与气候学的任务（一）通过实践，掌握气象观测、气候统计分气象学与气候学在国民经济建设中的应用

1、天气预报：天气预报是重要的经济信息。为工业、农业、能源、交通运输业、建筑、林业、水利、海洋开发、环境保护、旅游、保险、文化、体育、军事等400个行业进行有偿服务；还可以帮助减少经济损失，气象灾害（地质灾害）每年造成的损失2000亿元。台风、暴雨、洪涝、干旱、龙卷、寒潮、霜冻、沙尘暴等都属于气象灾害。2、人工影响天气服务

人工增雨、人工消雹、消雨、消雾11气象学与气候学在国民经济建设中的应用1、天气预报：11农业与气象、气候关系最为密切沿海的渔业生产和气象条件关系也十分密切。城市建设风的荷载力、雪压使建筑物既安全又节省材料，公路、桥梁、水库、地下管道都需要当地降水强度来确定。国防战争如三国的三次以少胜多的著名战役都是利用风来实施火攻。——官渡之战、赤壁之战、吴蜀小亭之战（彝陵之战）。二战时的偷袭珍珠港、利用西风带的定高气球。气候分析应用在服务上12农业与气象、气候关系最为密切气候分析应用在服务上12气象学的发展简史气象学与气候学是来源于生产实践，又服务于生产实践，并随着社会生产的发展，运用愈来愈进步的方法和技术而逐步提高的。综观三千多年来气象学、气候学发展的历史，源远流长。可以概括为以下三个时期：1、萌芽时期

2、发展初期3、发展时期13气象学的发展简史气象学与气候学是来源于生产实践，又服务于生产第二节气候系统概述一、大气圈概述二、水圈、陆面、冰雪圈和生物圈概述14第二节气候系统概述一、大气圈概述二、水圈、陆面、一、大气圈概述

气候系统是一个包括大气圈（主体部分）、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈（下垫面部分）在内的，能够决定气候形成、分布、变化的统一的物理系统。

15一、大气圈概述气候系统是一个包括大气圈（主体部分）(一)大气各组成成分及其作用一、大气圈概述16(一)大气各组成成分及其作用一、大气圈概述16成云致雨的必要条件主要成分次要成分水汽固体杂质生物体的基本成分维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害成云致雨的必要条件；对地面保温大气组成主要作用干洁空气O3N2O2CO217成云致雨的必要条件主要次要水汽固体杂质生物体的基

干洁大气（即干空气）水汽悬浮在大气中的固液态杂质一、干洁大气

地球大气由三个部分组成:干洁大气的定义及其成分变化：定义：除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。18干洁大气（即干空气）一、干洁大气地球大气由三个部分组

成分变化：

0~90km，主要成分和含量比例基本保持不变。

90km以上，氮稍有减少,氧稍有增多,氩和二氧化碳明显减少,其中氧分子和氮分子开始离解

。

各种成分介绍：各成分总体状况：表2-1干洁大气的成分（高度25km以下）气体成分所占体积（%）临界温度（℃）临界压强（大气压）氮78.08-147.233.5氧20.95-118.940.7氩0.93-122.048.0二氧化碳0.03231.073.0臭氧0.00006-5.092.3干洁大气100-140.737.219成分变化：0~90km，主要成分和含量比例基本保持氮气（N2）：存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。

作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。自然条件下,氮气只能通过闪电雷暴作成形成,通过降水过程被植物和土壤吸收利用。氧气（O2）：作用：

是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参与大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。

20氮气（N2）：存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体臭氧（O3）：时空变化：时间变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。空间变化：水平：由赤道向两极增加。垂直：

55～60km，含量极少。

20～25km，达最大值，形成臭氧层；

12～15km以上，含量增加特别显著；从10km向上，逐渐增加；近地面，含量很少；21臭氧（O3）：时空变化：时间变化：最大值出现在（二）大气的结构1、大气的上界

A:

极光是大气中出现的最高的物理现象,1200km

B:人造卫星探测资料，按大气密度定为2000~3000km2、大气的垂直分层（大气温度、成分、垂直运动、电离）对流层平流层中间层热层散逸层五层22（二）大气的结构1、大气的上界A:极光是大气中出现对流层平流层对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；高度增来温度减，只因热源是地面；天气复杂且多变，风云雨雪较常见气温初稳后升热只因层中臭氧多水平流动天气好高空飞行很适合上冷下热高空对流电离层电离层能反射无线电波，对无线电通讯有重要作用中间层热层23对流层平流层对流旺盛近地面，气温初稳后升热上冷下热电电离层能（二）大气的结构①气温湿度在垂直方向上的分布；大气的垂直分层的依据②大气中的扰动程度；③不同程度上的电离现象。24（二）大气的结构①气温湿度在垂直方向上的分布；大气的垂直分层大气的垂直分层25大气的垂直分层25对流层特点

对流层是大气的最下层，它的下界为地面，集中3/4大气，90%水汽，日常所见的大气现象均发生在此层，也是对人类生活、产生最有影响的层次。气温随着高度而降低空气具有强烈的对流、乱流运动气象要素水平分布不均匀26对流层特点对流层是大气的最下层，它的下界为地

上层：从6km高度到对流层顶。由于这一层离地面更远，受地表影响更小，水汽含量极少，气温常在0℃以下，各种云多由冰晶和过冷水滴组成。在中、低纬度地区上层，常有风速＞30m/s的强风带出现。

中层：从摩擦层顶到6km左右高度。这一层受地表影响较小，气流的状况基本上可以表征整个对流层空气运动的趋势。大气中的云和降水现象大都产生在这一层。下层：又称摩擦层或扰动层。它的范围自地面到2km高度。下层受地面强烈影响摩擦作用、湍流交换十分明显，各气象要素具有明显的日变化。由于本层的水汽、尘粒含量多，因而低云、雾、霾、浮尘等出现频繁。

27上层：从6km高度到对流层顶。由于这一层离地面更远，受温度随高度升高而增加没有强烈的对流运动水汽、尘埃含量很少平流层特征28平流层特征28气温随高度增加迅速降低：顶界温度可降至-83℃-113℃，几乎成为大气层中的最低温。其原因是这里没有臭氧吸收太阳紫外辐射，而氮和氧等气体所能吸收的波长更短的太阳辐射又大部分被更上层的大气吸收了。因此，这里的气温随高度是递减的。

有相当强烈的垂直运动：这种下暖上凉的气温垂直分布，有利于导致空气的垂直运动，又称“高空对流层”。该层的80-90km高度上有一个只在白天出现的电离层，叫做D层。中间层（平流层顶到85km）29气温随高度增加迅速降低：顶界温度可降至-83℃-

①温度随高度增加迅速上升：据探测，在300km高度上，气温可达1000℃以上，这是因为所有波长＜0.175μm的紫外线辐射，都被该层中的大气物质所吸收的缘故。

②空气处于高度电离状态：因而这层也称为电离层。由于空气密度极少，暖层中的N2、O2、O等气体成分在强烈的太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态。即E层和F层。它们都能反射无线电波，对无线电通讯具有重要意义。暖层（中间层顶到800km）30①温度随高度增加迅速上升：据探测，在300km高度上，气整个大气层的最外一层，是大气圈与星际空间的过渡地带，没有明显的边界。这一层的气温也随高度的增加而升高。由于气温高，且距地较远，受地球引力作用很小，所以大气质点中某些高速运动的分子不断地向星际空间散逸，散逸层也由此而得名。散逸层(外层)（800km高度以上的大气层）31整个大气层的最外一层，是大气圈与星际空间的散逸层(外列表归纳32列表归纳32小结气象学、气候学的研究对象、任务和简史气候系统概述33小结气象学、气候学的研究对象、任务和简史33练习巩固1、下列是关于大气对流层特点的描述：①气温随高度增加而递增；②空气对流运动显著；③低纬地区厚度大于高纬地区；④天气现象复杂多变。其中全部正确的一组叙述是（）A、①②③B、①②④C、②③④