气象学与气候学的研究对象及应用

第一章引论教学重点：1、气象学、气候学、天气学的概念及所研究对象2、本学科与其他部门地理、区域地理学的关系§1-1气象学与气候学的研究对象及应用一、气象学与气候学的研究对象：二、天气与气候的区别：三、气象气候学与其他学科的关系四、气象气候学研究方法五、本学科在实践中的应用：一、气象学与气候学的研究对象和任务“气象学”、“天气学”、“气候”：气，即空气、大气。大气圈：由于地球引力的作用而聚集在地球周围的一个气体圈层。它广而厚，是我们人类地理环境的重要组成部分。地球大气圈太阳能，太阳辐射地表：下垫面物理过程、物理现象气象学：研究大气中物理现象和物理过程的科学。基本内容：（1）探讨大气的一般特性和状态；（2）研究其能量来源、性质及转化；（3）研究其本质；（4）探讨如何使之更适于人类的生活、生产分支，主要有：（1）大气物理学（2）天气学（3）气候学现在，“气象学”的含义、内容与当初不尽相同，主要指“大气物理学”。一、气象学与气候学的研究对象：（一）气象学：

1、定义：研究发生于大气中的的一切物理现象和物理过程，探讨其演变规律和变化，并应用于实践的科学。物理现象：大气中的风、云、雨、雪、雹、冷暖、干湿、光、电、声等现象。物理过程：增温、冷却、蒸发、凝结。

2、研究对象：地球上的四大圈层之一——大气圈主要研究内容：①大气的一般特性：大气的组成、范围、结构、温度、湿度、压力、密度等。②大气现象的发生、发展、及能量的来源。③探求大气现象的本质、巡求变化规律。④将大气现象中的规律应用于实践。（二）天气学：

1、定义：研究地球条件下不同的区域内所产生的天气过程、天气系统的成因、演变规律，并在天气预报上应用的科学。天气过程：天气系统的发生、发展、消失、演变的全过程天气系统：引起天气变化和分布的高压、低压、高压脊、低压槽等大气运动系统。天气预报：人们根据天气演变规律的认识，对未来一定时期内天气变化作出的主观、客观的判断

2、研究对象：地球上的大气（三）气候学：

1、定义：研究地球上气候的形成原因、分布类型、变化规律的科学。

2、研究对象：地球上的气候。§1-1气象学与气候学的研究对象及应用一、气象学与气候学的研究对象：二、天气与气候的区别：三、气象气候学与其他学科的关系四、气象气候学研究方法五、本学科在实践中的应用：二、天气与气候的区别：

1、概念：

天气：某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（温度、相对湿度气压等）和大气现象（风、云、雨、雪、降水等）的综合。属于短时间内的微观现象。

气候：是指在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合。不仅包括该地多年平均天气状况，也包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。属于长时间宏观现象。①某一时段：≥30年②不仅包括该地多年平均天气状况，也包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。例如：哈尔滨气候特点是：夏季多雨，炎热；冬季寒冷干燥。温度、降水的平均状况：T=3.5℃P=554mm

温度、降水的极端状况：Tmax=36.7℃

Tmin=-38.7℃2、变化周期：

天气：短期天气过程：活动时间≤5天中期天气过程：活动时间5—10天长期天气过程：活动时间10天—3个月特点是：天气变化快，周期短。

气候：周期分季际、年、十年、百年、千年、万年等。特点是：气候变化慢，时间长。3、各自研究的系统：天气：仅是大气中所产生的天气现象，是个单纯的系统气候：包括大气、水、冰雪、陆地、生物（动物、植物、人）五个子系统。是个庞大的系统，各个系统相互联系、作用、并决定着气候的长期平均状况。气候具有地方性的特点。“天气”与“气候”的区别1、时间尺度：天气—某一瞬时、某一短时间，微观气候—某一时段宏观2、性质：天气—不稳定性（变化快、周期短）气候—相对稳定性（变化周期较长）3、系统：天气系统—单纯的大气系统（锋面等）气候系统—庞大，五个子系统（大气圈、水圈、冰雪圈、陆地表面、生物圈）地理、资环专业开设本课程，落脚点是“气候”。§1-1气象学与气候学的研究对象及应用一、气象学与气候学的研究对象：二、天气与气候的区别：三、气象气候学与其他学科的关系四、气象学的发展历史五、本学科在实践中的应用：部门自然地理学

基础专业课：地质学、气候学、地球概论、地图学等（部门自然地理学）自然地理学：研究自然地理环境发生、发展及变化的科学。自然地理环境：由地球上的大气、水、岩石、生物圈组合的自然综合体。（一）与区域地理的关系：1、不同的自然地理环境形成不同的气候类型例：东亚：海陆热力差异最大季风气候。美国东岸：陆地面积小，受墨西哥湾流影响，形成冬季温暖、降水多，夏季凉爽潮湿的海洋性或大陆湿润性气候

2、气候条件不同，又改变着自然地理环境：

#潮湿地区：植物、动物种类多，土壤发育良好，形成多层次的生物圈。植物：直径1米的王莲、红木、从高大的乔木——低等的苔藓都有分布。动物：大象、猴、猿、鳄等

#干旱地区：动物、植物极其稀少，种类也单一。植物：耐旱的沙枣类。动物：穴居类、啮齿类、爬行类。（二）与部门自然地理学的关系

1、气候条件不同，地貌类型不同。

峰林孤峰2孤峰云南罗平喀斯特丘陵云南罗平冰斗横断山脉山谷冰川（二）与部门自然地理学的关系

1、气候条件不同，地貌类型不同。岩溶地貌：地质条件：碳酸岩类气象条件：高温、高湿、湿热天气。例如：广西桂林、云南路南石林、贵州黄果树地区

冻土地貌：气温要有周期性的变化，导致岩体破坏、位移。气候条件在地貌形成中的作用及其重要（如黄土高原形成的“风成说”—是强劲的偏北风将北方的沙尘带入该区的）。地貌也是气候形成的一个重要因素（青藏高原的崛起不仅它本身形成了独特的高原气候，发育了明显的垂直气候带，而且它又是气候分区的明显界限，同时它对于东亚季风的形成起着至关重要的作用）。

2、气候条件不同，土壤类型不同：气候是影响土壤形成过程的最基本因素之一。它影响着成土的过程、方向、强度分布等

热带雨林之下寒带针叶林之春温带草原

2、气候条件不同，土壤类型不同：气候是影响土壤形成过程的最基本因素之一。它影响着成土的过程、方向、强度分布等热带—砖红壤：高温多雨、潮湿腐殖质层

风化后的AL2O3（约有十几米厚）

母质层

温带—暗棕壤：冬季寒冷，夏季暖热多雨1、枯枝落叶层

2、腐殖质层

3、沉积层（约有2米厚）

4、母质层3、气象学与气候学和陆地水文学（1）气候条件直接影响地面水和地下水的运动和分布。特别是降水的强度、降水量的大小、降水的地理分布和季节分配直接影响河川径流的情况。另一方面，气温、风等对水文情况也有一定的影响。

“河流是气候的产物”。（2）下垫面的干湿、水体的分布又直接影响着各地的气候。§1-1气象学与气候学的研究对象及应用一、气象学与气候学的研究对象：二、天气与气候的区别：三、气象气候学与其他学科的关系四、气象气候学研究方法五、本学科在实践中的应用：四、气象气候学研究方法三、气象学的研究方法1、统计学方法2、动力学方法方法论：确定论随即论确定论的方法及其缺陷:一一对应的演化天气预报可以用确定模型来描述，动力学研究方法一个确定性系统内具有“内在随机性”随机论的依据：现象演化------一多对应

建立在气候的不确定性

统计学方法气象学研究方法：动力学方法---数学背景---一一对应的确定论统计学方法---数学背景---一多对应的概率论两种方法背道而驰§1-1气象学与气候学的研究对象及应用一、气象学与气候学的研究对象：二、天气与气候的区别：三、气象气候学与其他学科的关系四、气象气候学研究方法五、本学科在实践中的应用：五、在实践中的应用主要表现在三个方面：（一）提供气象观测资料，并加以整理分析，找出它们的规律和特性，供生产建设部门应用。（二）提供未来天气预报和气候变化趋势预报，做生产建设部门的参谋。（三）根据生产建设的需要，提供人工控制局部天气和改造小气候的条件。前二项应用最广8月4日傍晚，福州市闽清县被乌云笼罩。8月4日19时30分，2003年第9号强热带风暴“莫拉克”在福建省晋江市围头登陆。受其影响，福州市当晚乌云密布。福州市气象局的工作人员抓住这一机会，对福州市闽清县实施了人工增雨。此次人工增雨较好地缓解了当地旱情。

英文名Morakot，来源于泰国，在泰国语中的意思是“雷天使”

台风莫拉克：形成：2009年8月2日

消散：2009年8月11日

最高风速：155km/h（10分钟平均风速）；190km/h（1分钟平均风速）

最低气压：945hPa

财产损失：总共至少34亿美元

死亡人数：12死（菲律宾）；461死192人失踪（中国台湾）；6死3失踪（中国大陆）影响地区：菲律宾、中国在台风莫拉克下，菲律宾多处严重水浸五、本学科在实践中的应用：

1、农业方面积雪与农业：瑞雪兆丰年冬雪下三天，来年麦增产麦盖三次被，头枕馒头睡原因：①保温作用：当雪厚达5厘米时，地温高于雪上温度达3℃，而雪厚达10厘米时，则达5℃②增墒作用：春天雪化增加土壤湿度③除虫作用：冻死害虫、浸渍害虫④肥田作用：一升雪中含氮化物7.52毫克，比雨水高出５倍2、军事方面：

《孙子兵法》兵者，国之大事，

死生之地，

存亡之道，

不可不察也．故经之以五事,极之以计而索其情：一曰道，

二曰天，

三曰地，

四日将，五曰法．天者、阴阳、寒暑、时制也2、军事方面：草船借箭：赤壁之战正值隆冬，冬季夜间地面温度下降速度快,空气易达到饱和,多余的水汽就会冻结，形成水珠。夜越长,冷却作用持续时间长，加之长江低空空气水汽含量充沛，两岸大军操练兵马尘埃增多,空气中的凝结核多，一旦出现无云风小的天气，便会形成大雾。火烧连营：农历六月，梅雨天气过后锋面北移，长江中下游受单一的暧气团控制，在副高控制下形成炎热干燥的伏旱天气，蜀兵耐不得暑热，撤尽山谷在树荫浓密处避暑。树栅连营，纵横七百里。陆逊带领吴兵乘风猛之夜，四处顺风放火烧山，直杀的刘备七十万大军尸横遍野。1980年4月，美军曾动用100多名空中突击队员搭乘若干架运输直升机、运输机，营救被伊朗扣留的60多名人质，由于掌握气象信息不准确，加之没有考虑风沙对直升飞机造成的严重影响，行动地区当晚狂风大作，致使一架直升机和一架运输机相撞起火爆炸，使行动被迫停止。3、体育方面：

4、生活方面：

为什么会有白种人和黑种人呢？白种人：鼻子带钩，鼻梁高，鼻道长，鼻孔细小。在寒带、温带的高纬度地区，常年太阳不能直射，光照强度较弱，气温很低，严寒期又长黑种人：鼻子塌，卷发，手掌、脚掌汗腺粗而多。长期生活在光照强烈，气温又高的地区白露身不露，寒露脚不露提醒大家：白露节气一过，穿衣服就不能再赤膊