十一种气候特征分布，气象学与气候学复习重点-定制服务-芸户汇

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气象气候复习要点

第一章简介

1天气与气候的区别

2气象学的发展历史气象仪器、无线电报、无线电探空仪、遥感探测、自动气象站

第二章大气基本条件

1大气成分

空气干燥、水分、悬浮杂质

2大气垂直结构

a对流层温度随高度增加而降低垂直对流运动气象要素水平分布不均匀主要大气现象发生在该层

层数粘附层、摩擦层、对流中间层、上对流层、对流层顶

b平流层25km以下，温度不变；25公里以上，气温随海拔升高明显升高。臭氧层可以吸收大量的太阳辐射

高温导致气温显着升高

空气运动以水平运动为主，无明显垂直运动。

水汽和灰尘含量很低，晴朗无云，大气透明，气流比较稳定，适合飞机航行。

c中层随着高度增加，温度迅速降低，垂直运动强烈。

d热层空气温度随着温度的升高而迅速升高；电离现象

外逸层

3气象要素温度、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度

a比湿度一团潮湿空气中水蒸气的质量与该质量空气总质量的比值；

b露点当空气中的水蒸气含量保持恒定且气压恒定时，空气达到饱和时的温度，称为露点温度。

当气压一定时，露点仅与空气中的水蒸气含量有关。水蒸气含量越高，露点越高；

实际大气中，空气往往处于不饱和状态，露点温度低于空气温度。

第三章辐射系统

1辐射通量和辐射通量密度的定义

辐射通量单位时间内穿过任意面积的辐射能量

辐射通量密度单位面积的辐射通量

2辐射规则

a基尔霍夫定律选择性吸收定律辐射能力强，吸收能力强

黑体吸收能力最强

同一物体在温度T下发射一定波长的辐射，并在相同温度下吸收该波长的辐射。

b斯蒂芬-玻尔兹曼定律物体温度越高，辐射能力越强

c维恩位移定律物体温度越高，最大辐射能量的波长越短。随着物体温度的持续升高，最大辐射波长会移至较短的长度。

太阳辐射是短波辐射；地面和大气辐射都是长波辐射。

3太阳辐射

u太阳辐射光谱可见光区、红外区、紫外区

u太阳常数是指在太阳与地平均距离下，在大气上边界、垂直于太阳光线的单位时间内单位面积获得的太阳辐射能量。值为1370W/m

1大气上边界的太阳辐射

a影响因素日地距离、太阳高度角、昼长

b天文辐射对热量分布的影响

世界上太阳辐射最多的地方是赤道，随着纬度的增加而减少。形成热带、温带、寒带等气候带。

夏季半年获得的天文辐射最大值在纬度2025区域，向两极递减，极小值在两极。

冬半年，北半接收到的最大天文辐射在赤道处。它随着纬度的增加而减小，在极端情况下达到零。高低纬度地区冬季温差较大。

由于太阳与地距离的影响，南北半天文辐射总量不对称。南半夏季各纬圈的日总辐射量均大于北半夏季相应纬圈的日辐射总量。

每日总辐射。相反，南半冬季各纬度圈的日总辐射量小于北半冬季相应纬度圈的日总辐射量。

2太阳辐射穿过大气层

a主要变化

总辐射能明显减弱

辐射能量随波长的分布变得极不规则

波长短的辐射能量减弱更明显

b散射效应

分子散射直径小于太阳辐射波长的空气分子引起的散射。波长越短，散射越强；比如蓝天

粗颗粒散射波长较长的灰尘和水滴。粗粒散射不具有选择性，并且光是可见的——灰色的天空。

为什么太阳在日出和日落时呈现红色？

由于太阳的高度不同，阳光穿过的大气层的厚度也不同；

大气层越厚，大气层的吸收、散射、反射作用越强，到达地面的太阳辐射就越少；

太阳高度越小，太阳光垂直投射时穿过的大气质量就越大；

日出和日落时，阳光穿过的大气质量最大，短波光的散射增强，阳光中红光的比例增加。

因此，太阳在日出和日落时呈现红色。

3太阳辐射到达地面

a影响因素

太阳高度角越小，相同量的太阳辐射散布的面积就越大，因此地表面单位面积获得的太阳辐射就越小；

太阳高度角越小，太阳辐射穿过大气层越厚，减弱越多，到达地面的直接辐射就越少；

b大气透明度系数穿过大气质量m=1后的太阳辐射强度S1与穿过前的太阳辐射强度S0的比值。

c太阳总辐射强度太阳直接辐射+散射辐射

影响因素太阳高度角太阳总辐射与太阳高度角呈正相关。

大气透明度如果大气透明度差，到达地面的直接太阳辐射就会减少，因此太阳总辐射就会减少。

大气质量大气质量越大，到达地面的总太阳辐射越少

纬度、海拔、坡向、云

4地面和大气辐射

a地面辐射从地面发射并射向大气的辐射。

b大气辐射

定义大气向外辐射

大气对长波辐射的吸收是有选择性的

大气窗

影响因素温度、绝对湿度和云状况、海拔高度

c大气与地面辐射的差异及特点

区别前者是选择性的；前者指向各个方向，后者指向上方

特点地面平均温度约为300K，对流层大气平均温度约为250K，因此其热辐射中95%以上的能量为

用量集中在3-120m范围内。其辐射能的最大波长在10-15m范围内，因此来自地面和大气的辐射为

辐射称为长波辐射。

d大气反向辐射

定义大气辐射射向地面的部分

功能隔热、减少温差

第4章大气的热力学过程

1热交换方式

非绝热的

传导当气团之间存在温差时，就会发生传导，进行热量交换。但地面和大气都是不良导体，因此通过传导交换的热量非常少。

辐射物体根据各自的温度通过辐射进行热交换。大气主要吸收地面发出的长波辐射来升温，同时也吸收大气发出的长波辐射，使它们不断地通过长波辐射进行热量交换。气团也是如此。

对流当暖轻空气上升时，周围的冷空气下降对其进行补充。这种提升运动是对流运动。通过对流，上下层空气相互混合，不断进行热量交换。对流层中热交换的主要方式。

湍流空气的不规则运动称为湍流，又称湍流。湍流交换是摩擦层中主要的换热方式。湍流交换也称为显热交换，因为它传递的热量直接导致空气温度升高。

蒸发和冷凝水蒸发时吸收热量。相反，水蒸气凝结并释放潜热。地面、大气和气团之间通过蒸发和冷凝发生潜热交换。水的蒸发和冷凝之间的热交换称为潜热交换。

u一般来说，温度变化通常受到多种因素的影响。地面与空气的关系主要是辐射，气团主要依靠对流和湍流，其次通过蒸发和凝结进行潜热交换。

B绝热

干绝热是指上升和下降的空气块内部不存在水相变化，不存在与外界进行热交换的过程。

湿气绝热饱和湿空气上升

绝热失效率空气块绝热上升单位距离时的温度下降值

干绝热失效率是空气团本身的冷却速率，近似为常数；气温递减率代表周围大气温度随高度的分布，有不同的值。

P78案例5

2确定大气的稳定性

a大气稳定性的定义指大气团受到任意方向扰动后返回或远离平衡位置的趋势和程度。它是衡量一个气团是否容易发生垂直运动的指标。

b判断方法相同气压条件下，冷气团较重，较稳定；相反，暖气团质量轻，容易上升且不稳定。

如果加速度方向与向上方向一致，则空气块不稳定；如果不一致，则气块是稳定的。

c反演

定义大气上层温度高于下层的现象。

作用阻碍空气垂直运动的发展，使大量烟尘、近地面的水汽凝结聚集在其下方，使能见度变差。

形成条件根据形成条件，逆温层可分为辐射逆温、湍流逆温、平流逆温、沉降逆温和锋面逆温。

3空气局部变化的原因

a原因空气平流引起的局部温度变化，气温个体变化

b影响因素平流运动

垂直运动正常情况下，dgt;，向上运动时，lt;0，气压减小，温度降低。

当发生沉降时，gt;0，气压增大，温度升高；

d=，空气的垂直运动不会引起局部温度变化；

非绝热换热

第5章大气中的水分

1饱和蒸气压

a概念在一定温度条件下，单位体积空气中水蒸气的含量有一定限度。如果水蒸气含量达到这个限度，空气就饱和了，称为饱和空气。饱和空气的蒸气压称为饱和蒸气压。

b影响因素温度

随着温度升高，饱和水蒸气压按指数规律迅速增加

饱和水蒸气压随温度的变化在高温下比在低温下更大。

蒸发表面特性

冰面和过冷水面的饱和蒸汽压

一般情况下，水在0度以下会结冰，但对云雾的实验和观察发现，水可以在0度以下的温度下存在而不结冰——过冷水。

冰面和过冷水的饱和蒸气压也呈指数变化。

冰表面的饱和水蒸气压小于过冷水的饱和水蒸气压；

冰是固体，冰分子挣脱水的束缚比水分子挣脱水的束缚更困难。

冰晶效应水滴会因不断蒸发而不断缩小，冰晶会因不断凝结而增大。这就是冰晶效应，对于降水的形成具有重要意义。

在云中，冰晶和过冷水滴有很多机会聚集在一起。如果当时的实际水蒸气压介于两者的饱和水蒸气压之间，冰和水之间就会发生水蒸气转移。在这种情况下，实际的水蒸气压小于水滴的饱和蒸气压，这意味着水滴是不饱和的，水滴会蒸发。但实际的水蒸气压大于冰晶的水蒸气压，对于冰晶来说过于饱和，冰晶上就会出现凝结。因此，水滴不断蒸发变小，冰晶因不断升华而增大。这种水蒸气在冰和水之间转移的现象称为冰晶效应。

有霜冻时，农作物不一定会遭受霜害。霜冻是指植物因气温急剧下降而被冻结的现象。

有霜或无霜均可出现霜

c雾凇雾凇是水蒸气在树枝、电线和地物的突出表面上形成的凝结。在寒冷和高湿度的天气条件下更常见。

d雨雨是在地物表面或迎风面形成的透明或毛玻璃状致密水层。

4、大气水蒸气凝结现象

一片雾

定义悬浮在空气中的小水滴或冰晶。当水平能见度低于1KM时，称为雾。

有利条件近地面空气中水蒸气丰富，冷却过程，凝结核；风力微弱，气氛稳定

分类辐射雾、平流雾、蒸发雾、上山雾、锋面雾

乙云

定义悬浮在自由大气中的水蒸气凝结物

形成条件充足的水蒸气、凝结核、绝热冷却