气象学与气候学 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/7/2 15:39:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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: (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。 二、天气与气候的区别: 1、概念不同:

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℃ Pmax= mm Pmin= mm

2、变化周期不同:

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、各自研究的系统不同:

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。

三、气象学与气候学与其它学科的关系:

中国经济地理 经济地理学 世界经济地理

综合经济地理 俄罗斯地理 中国自然地理 区域地理 世界自然地理 东北亚地理 地理学 自然地理学 黑龙江地理 水文学 植物学 部门自然地理学 动物学 地貌学 土壤地理学 人文地理学 气象学

基础专业课:地质学、气候学、地球概论、地图学等

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

(背靠最大的大陆—欧亚大陆,面对最大的大洋—太平洋)

形成冬季寒冷、干燥,夏季炎热多雨的季风气候。

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:

1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

2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。 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。 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 1、腐殖质层

2、风化后的AL2O3(约有十几米厚) 3、母质层

温带——暗红壤: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 四、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:

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。现在长江中下游

一带只有人工林与次生林,而无天然林与当年的陆逊火烧连营不无关系。

3、体育方面:

柯受良驾车飞跃黄河:1997年6月1日下午13:20分亚洲第一飞人的柯受良驾驶

越野车成功飞过了黄河。而原定飞越时间则是14:25分。

为什么会提前飞跃呢? 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

复习题:

1、天气与气候有什么区别?

2、请举出几个能代表天气或气候意思的句子? 3、请说出几个本学科在实际生活的用途?

§1-2 气候系统的概述

要求:

1.熟练掌握干洁空气的概念、成分及作用 2.掌握大气中的水汽、固体杂质的来源及分布 3.理解固体杂质、液体微粒的作用

4.熟练掌握大气垂直方向的五个分层,温度分布特点及原因 5.理解大气高度的划分

气候系统:包括大气圈、水圈、陆面、冰雪圈、生物圈在内的能够决定气候形成、分

布、变化的统一的物理系统。

能源:太阳辐射 主体:大气圈

一、大气圈概述: (一)大气的成分

看教材回答:1、什么是大气?

2、大气物质的特点是什么? 3、什么是干洁空气?

4、大气的主要成分是什么,主要起什么作用?

1、大气:包围在地球表面的整个空气,是一个连续的圈。大气的物理现象和

物理过程都发生在这里。地球大气是由多种气体混合组成的一种无 色、无味的气体。其中最主要的成分是氮、氧、氩、二氧化碳和水 汽等,此外还包含一些悬浮着的固体杂质和液体微粒。 物质组成的特点:

物质有三态变化:气态:水汽、氮气、氧气、二氧化碳等

液态:水、液滴

固态:冰晶、悬浮的杂质

按组成分低层大气(0—90km):由干洁空气、水汽、杂质组成

高层大气(>90km):由氮、氧原子组成

2、干洁空气:不包含水汽、液体和固体杂质的大气。

含量占整个大气的99.97%

主要成分:氮(N)、氧(O)、氩(Ar)——占干空气的99.97%

次要成分:二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)、氖(Ne)、氪(Kr)、氡(Xe)——

占干洁空气的0.01%

干洁空气的分子量是:28.966 3、主要成分及作用

干洁空气的成分(25km以下) 空气中的含量(%) 空气中的含量(%) 气体种类 按容积 按质量 气体种类 按容积 氮(N2) 78.09 75.52 氪(Kr) 5.24×10-4 氧(O2) 20.95 23.15 氢(H2) 1.0×10-4 氩(Ar) 0.93 1.28 氙(Xe) 5.0×10-5 二氧化碳(CO2) 0. 03 0. 05 臭氧(O3) 8.0×10-6 氖(Ne) 1.8×10-3 ⑴氮气

氮气是大气中含量最多的成分,约占干空气质量的75%。氮是制造化学肥料的原料,豆科植物可通过根瘤菌的作用,固定到土壤中,成为植物所需要的氮的化合物成为地球上生命体的基本成分,又是合成氨的基本原料,大气中的氮还能冲淡氧,使氧不致大浓,氧化作用不过于激烈。 ⑵氧气

氧气是大气中含量仅次于氮的成分,约占干空气质量的23%。

氧是动植物呼吸作用维持生命所必需的气体。此外,氧还决定着有机 物质的燃烧、腐败及分解过程。 ⑶二氧化碳

二氧化碳在大气中含量很少,仅占整个大气质量的0.05%。它是有机化合物

氧化作用的产物。二氧化碳在20km以上就很少了。

大气中的二氧化碳含量随时间和空间而变化,一般是冬季多于夏季;夜间多于白天;阴天多于晴天;城市多于农村。当其含量达到0.2-0.6%的时候,对人类已经有害了。

二氧化碳是绿色植物进行光合作用的重要原料,虽然它对太阳辐射吸收很

少,但却能强烈地吸收地面长波辐射,同时它又能向周围空气和地面放射长波辐射,所以大气中二氧化碳对大气和地面的温度产生一定的影响。

近年来,由于大气中二氧化碳含量的明显增加,由此形成的“温室效应”对全球气候产生深刻的影响,已引起国际社会的广泛关注。 ⑷臭氧

分布:臭氧在大气中的含量极少。它是在太阳紫外线辐射或闪电作用下,氧分子

分解为氧原子后再和另外的氧分子结合而成的气体。据观测,臭氧含量随高度的分布很不规则,在地面层含量很少,从10km高度开始含量逐渐增加,在20-25km高度处达最大值,再往上,含量又逐渐减少,到50-60km高度就