气象气候学-大气中的水分
现代气候学 第4章 气候系统的水循环
降水影响海南岛 东西植被差异
海南岛西部属 于典型的热带 半干旱气候区, 是我国惟一的 热带稀树干草 原沙漠化地区
三、水循环作用与效应
• 5 水分循环与水资源开发利用 水是廉价、清洁的能源……如果自然界不存在水循环，那水资源 亦不能再生，无法持续利用。
泊或消失在沙漠戈壁中的河流叫内流河，给内流河提供径流的区域叫内流区)
• 陆地上内流区，其多年平均降水量等于蒸发量，自成一 个独立的水循环系统；
塔里木盆地 及内流河流 塔里木河 冰川融水补给 是重要来源。
• 地面上并不直接和海洋相沟通，水分交换以垂向为主； • 仅借助于大气环流，在高空与外界之间，进行一定量的 水汽输送和交换。
水-土-植系统
气候系统内不同尺度水分循环
二、水分循环机理与特征
• 1、水分循环服从质量、能量守恒定律。 • 水分循环是物质与能量的传输、储存和转化的过程。
蒸发中有什么物质和能量传递？
二、水循环机理与特征
• 1、水循环服从质量、能量守恒定律。 • 水循环是物质与能量的传输、储存和转化的过程。 • 在蒸发环节中，伴随液态水转化为气态水的是能量的吸收，伴随 着凝结降水是潜热的释放，所以蒸发与降水就是地面向大气输送 热量的过程。
第一节 水的物理性质
一、 水的密度 4℃时最大，1Kg/L 二、水的热力属性 （1）传热性比其他液体小；不同状态下传热率差异 明显； （2）水的比热容大---水受热时，其温度不易升高，
失热时其温度不易降低
三、水的表面张力：表面张力大，降水时水很容 易湿润植被、土壤等
气象学与气候学思考题
气象学与气候学思考题第一章引论1．气候系统气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈、和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理体系。
2．大气圈可分为哪些层？对流层有何重要特征？大气圈可分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。
对流层的特征：①气温随高度的增加而降低。
②垂直对流运动显著。
③气象要素水平分布不均。
3．什么叫露点、降水、降水量？①在空气中水汽含量不变，气压一定下，使空气冷却到饱和时的温度，称为露点温度，简称露点（T d）。
其单位与气温相同。
②降水是指从天空降到地面的液态或固态水，包括雨、毛毛雨、雪、雨夹雪、霰、冰粒和冰雹等（但露不属于降水）。
③降雨量是指降水落到地面后（固态降水则经融化后），未经蒸发、渗透、流失而在水边面上积聚的深度，降水量以毫米为单位。
4．写出干空气状态方程并阐明其意义。
①干空气状态方程为P=pR d T,其中第二章大气的热能与温度1．什么叫太阳常数？就日地平均距离来说，在大气上界，垂直于太阳光线的1cm2面积内，1分钟内获得的太阳辐射能量，称太阳常数，用I0表示，多取I0=1370W/m2.2．什么叫太阳辐射光谱？其能量是如何分布的？①太阳辐射中辐射能按波长分布，称为太阳辐射光谱。
②太阳辐射能量主要分布在在可见光区，占太阳辐射总量的50%，其次是红外区，占总能量的43%，而紫外区的太阳辐射能很少，只占总能量的7%。
3．大气对太阳辐射的削弱方式有哪几种？为何雨后天晴时的天空特别蓝？①大气对太阳辐射的削弱方式有吸收、散射、反射三种。
②雨后天晴时的天空特别蓝是因为空气中杂质、水汽等凝结物少，基本上是属于分子反射，而太阳辐射中青蓝色波长较短，容易被大气散射。
4．为何有云的夜晚气温比较高？有云的夜晚气温比较高是因为云能强烈吸收地面辐射并且能反射回地面，也就是大气的逆辐射，因此，当天空有云，特别是浓密的低云时，逆辐射就更强了。
5．写出泊淞方程，并说明其物理意义。
四年级下册科学气候和气象灾害听课笔记
四年级下册科学气候和气象灾害听课笔记气象学、气候学和天气学气象学：研究大气特性和状态-温度气压湿度。
气象学的目的：让人们了解气象要素的变化规律，合理安排工农牧水利城建交通等生产；温压湿（气象要素）天气学：天气现象、天气过程特征及其规律，并建立天气预报方法的科学-天气过程。
天气学的目的：提供准确的天气预报，预防自然灾害，最大限度的减少灾害造成的损失。
气候学：研究气候的特征、形成和演变及人类活动与气候相互联系的学科。
目的：预测气候的长期变化规律，预测未来气候异常出现的时间地点及造成的危害，为国民经济发展规划提供科学依据。
第一节：大气的成分二氧化碳和甲烷的作用：强烈吸收地球表面的长波辐射，同时放射长波辐射，使对流层大气和地面增暖；臭氧的作用：吸收太阳紫外线，使平流层大气增暖。
吸收短波辐射，使大气增温。
臭氧减少目前还没有定论。
氟利昂只是一种推测。
大气的组成：干空气、水汽、气溶胶、空气污染物干空气--氮气氧气氩气及其他微量气体；水汽--江河湖海和各种潮湿气体的蒸发；气溶胶--大气中固体和液体微粒（灰尘、浪花里的盐粒、雾霾）；空气污染物--一氧化碳、二氧化硫、硫化氢等污染气体；大气的垂直结构大气圈：--地表----对流层----平流层----中间层----热层----散逸层--温度在对流层随着高度增加而减少，而在平流层又增加，到了一个节点又减少了。
大气的基本特征研究范围：对流层。
贴地层（0-2m）：农业气象学摩擦层（1-2km）对流中层（2-6km）对流上传（6-对流层顶）对流层顶（对流层顶-10km）气温随高度升高而下降。
气温直减率。
lambda=-detaT/detah 第五节：气象要素气温-表示大气的受热程度；气压-大气所具有的压强；湿度-大气中水分。
水汽压（大气中水汽具有的压强）、饱和水汽压（在某种温度下水汽达到饱和）；绝对湿度（每立方米湿空气中所含水蒸气的质量）、相对湿度（空气中水汽压与相同温度下饱和水汽压的百分比）；饱和差（某地空气在一定温度下的饱和水汽压与当时实际水汽压的差值）、比湿（在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气总质量（水汽质量加上干空气质量）的比值）；水汽混合比（湿空气内水汽与干空气的质量比）；露点（在固定气压之下，空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度）。
气象气候学-第1节(大气的一般特性)
暖层（中间层顶到800km）
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。它们都能反射无线电波，对 无线电通讯具有重要意义，而且有极光现象出现。
年变化：与温度的变化相似，最高值出现在温度最高、蒸 发最强的7-8月，最低值出现在温度低、蒸发最弱的1-2月。
三、大气水分及其相变 （一）空气湿度
2、空气湿度的时间变化 相对湿度： 日变化：高温时，相对湿度小； 低温时，相对湿度大。
年变化：冬季最大，夏季最小。但季风气候区， 相对湿度夏季大，而冬季小。
水点和冰晶 云
露点温度
凝结高度
降温至水汽 饱和
降水
降水
3)人工影响降水:认为补充某些形成降水的必要条件，促 进云滴迅速凝结或碰撞并增大形成云滴，降落到地面。 冷云催化：冷云由冰晶或冷却水滴组成，或二者混合组 成的云，这种云形成降水主要通过冰水转移，使云滴增 大——人工增加足够的冰晶：加入干冰(二氧化碳)，形 成低温区自生冰晶；投入人工冰核(如碘化银、氯化汞)， 造成冰水共存。 暖云催化：暖云的形成主要取决于云中有无大小水滴共 存的环境和升降运动的碰撞过程——提供大小水滴：向 云中播入氯化钠、氯化钾等吸湿性物质，吸收水汽，使 云内形成溶液云滴。
降水
4)降水的种类:
对流雨、气旋雨、锋面雨、台风雨和地形雨
1. 地形雨
3 44
2. 对流雨 4 1
235 3
6
气象学与气候学智慧树知到答案章节测试2023年天水师范学院
第一章测试1.大气中的水分可以发生（）的相变。
A:气态。
B:分子态。
C:固态。
D:液态。
答案:ACD2.干洁空气的成分不包括（）。
A:氮气B:固体杂质C:氧气D:水汽答案:BD3.空气接近饱和或远离饱和的湿度表示方法包括；（）A:饱和差。
B:绝对湿度。
C:露点。
D:相对湿度。
答案:ACD4.关于空气温度的叙述，下列说法正确的是（）。
A:比湿随气温上升而减小；B:水汽压的大小与空气体积变化无关；C:在一定温度下，空气中水汽含量越多，饱和差越小D:露点温度愈高，露点差愈小，空气愈干燥。
答案:B5.当干球温度t=15℃，露点温度T d=-2℃时表示空气（）。
A:空气中水汽远离饱和B:比较干燥C:比较湿润D:空气中水汽接近饱和答案:A6.在大气组成成分中，能强烈吸收太阳紫外线使平流层增温的气体成分是（）。
A:氧气B:氮气C:二氧化碳D:臭氧答案:D7.饱和水汽压随气温的升高而增大。
（）A:错B:对答案:B8.干洁空气中N是合成氨的基本原料，同时可冲淡O2，使空气氧化作用不过于激烈。
（）A:错B:对答案:B9.平流层内气温随高度的升高而降低。
（）A:错B:对答案:A10.相对湿度是不可以由仪器直接测得的，因为湿度的各种表示量在观测以后均需查湿度查算表。
（）A:错B:对答案:A第二章测试1.关于辐射下列说法正确的是（）。
A:物体的吸收率、反射率和透射率之和为1。
B:在一定波长一定温度下，一个物体的吸收率等于20%，在同温度同波长下其放射率为30%。
C:投射至物体上的辐射能够被物体全部吸收。
D:黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。
答案:AD2.太阳辐射在大气中的减弱方式包括大气对太阳辐射的（）。
A:反射B:散射C:透射D:吸收答案:ABD3.关于气层的稳定性，下列说法正确的是（）A:当单位质量空气块，上升一定距离后，若其密度比周围的空气层密度大，说明气层稳定。
B:当单位质量空气块，上升一定距离后，若其密度比周围的空气层密度小，说明气层稳定。
气象学与气候学-大气中的水分-蒸发和凝结
E
E e19.9t / 273t 0
5
饱和水汽压随温度的升高而增大 高温时的饱和水汽压比低温时要大 随着温度的升高，饱和水汽压按指数规律迅速 增大
6
重要推论：
空气温度的变化对蒸发和凝结有重要影响
高温时，饱和水汽压大，空气中所能容纳的水 汽含量增多，因而能使原来已处于饱和状态的 蒸发面会因温度升高而变得不饱和，蒸发重新 出现；
气象学与气候学
大气中的水分-蒸发和凝结
1
一.水相变化
1、水的三态和相变原理 (1)大气中的水分，可以以固态、液态、气
态存在，水分处于哪种形态，取决于其温度。 (2)相变原理 (principle of phase transformation) 水的相态变化，实质上是水分子运动状态
的反映。
2
2.水相变化判据
（一）空气要达到饱和或超饱和状态 （e≥E） 途径：1、增加大气中的水汽含量
2、空气冷却使T<Td，减小E 绝热冷却：空气上升 辐射冷却：夜间地面降温 平流冷却：暖空气流到冷水面上
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三、大气中水汽的凝结条件
（二）有充足的凝结核 1、来源： 土壤微粒、风化岩石、火山微粒 工业、失火烟尘 海水飞溅时泡沫中的盐粒 流星、陨石燃烧后的微尘 。 2、作用 增大水滴半径，降低E，快速饱和， 增大水滴体积， 下降时不易蒸发掉 。
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End
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同样，可以得到冰面上的水相变化判据
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二.饱和水汽压
（一）饱和水汽压与温度的关系
（1）定义： 在一定的温度条件下，一定体积 的空气所能容纳的水汽分子的数量是有一定 限度的，如果水汽含量恰好达到此限度，就 称为饱和空气，饱和空气中水汽所产生的压 力，就称为饱和水汽压。
气象学名词解释
第一章1.气象学：研究大气圈中大气现象和过程，探讨其演变规律，并直接或间接用之于指导生产实践为人类服务的科学。
2.大气圈：在地球引力作用下聚集在地球周围的气体圈层。
3.气候学：研究气候形成、分布和变化的科学。
4.天气：某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水等）的综合。
天气过程是大气中的短期过程。
5.气候：在是太阳辐射、大气环流、下垫面和人类活动在长时间相互作用下，某一时段内大量天气过程的综合。
6.气候系统：一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。
7.温室效应：一些温室气体对太阳辐射吸收甚少，强烈吸收地面辐射，同时又向周围空气和地面放射长波辐射而使空气和地面增温的效应。
8.气溶胶粒子：悬浮着的多种固体微粒和液体微粒的统称。
9.液体微粒：指悬浮于大气中的水滴和冰晶等水汽凝结物。
10.气压：大气的压强。
静止大气中任意高度上的气压值等于其单位面积上所承受的大气柱的重量。
11.标准大气压：温度为0℃、纬度为45°的海平面气压值。
12.大气湿度：表示大气中水汽量多少的物理量。
13.大气压力：大气中各种气体压力的总和。
14.水汽压：大气中的水汽所产生的那部分压力。
15.饱和空气：在温度一定情况下，单位体积空气中的水汽含量有一定限度，如果水汽含量达到此限度，空气就呈饱和状态，这时的空气，称饱和空气。
16.饱和水汽压：饱和空气的水汽压。
超过这个限度，水汽就要开始凝结。
17.相对湿度：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值。
18.饱和差：在一定温度下，饱和水汽压与实际空气中水汽压之差。
19.比湿：在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气总质量（水汽质量加上干空气质量）的比值。
20.水汽混合比：一团湿空气中，水汽质量与干空气质量的比值。
21.露点：在空气中水汽含量不变，气压一定，使空气冷却达到饱和时的温度。
气象学与气候学-周淑贞--考试重点
气象学与气候学复习重点大气圈概述：➢大气的组成大气是由多种气体混合组成的气体及浮在其中的液态和固态杂志组成（干洁空气定义：大气中，除了水汽和液体、固体杂质外的整个混合气体。
组成：氮、氧、氩、二氧化碳等，此外还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体；氧气、臭氧、氮气的来源及作用：大气中的氧是一切生命所必须的，这是因为动物和植物都要进行呼吸，都要在氧化作用中得到热能以维持生命；大气中的氮气能够冲淡氧气，使氧气不至太浓，氧化作用不过于激烈，大量的氮气可以通过豆科植物的根瘤菌固定到土壤中，成为植物体内不可缺少的养料；大气中的臭氧主要是由于在太阳的短波辐射下，通过光化学作用，氧分子分解成氧原子后再和另外的氧分子结合而成的，另外有机物的氧化和雷电的作用也能形成臭氧，臭氧可以大量吸收太阳紫外线使臭氧层增暖，影响大气温度的垂直分布，从而对地球大气环流和气候的形成起着重要的作用。
）➢大气的结构1.对流层气温随高度增加而降低；垂直对流运动；气象要素水品分布不均匀2.平流层自对流层顶到55Km左右为平流层。
在平流层内，随着温度的增高，气温最初保持不变或者微有上升，大约到30km以上，气温随着温度增加而显著提高，在55km高度可达-3摄氏度。
平流层的这种气温分布特征是它受地面温度影响很小，特别是存在大量的臭氧能够直接吸收太阳辐射有关。
虽然30km以上臭氧额的含量已逐渐减少，但这里的紫外线辐射很强烈，故温度随高度增加迅速增加，造成显著的暖层。
平流层内气流比较平稳，空气的垂直混合作用显著减弱3.中间层；热层；散逸层有关大气的物理性状：主要气象要素➢气温；气压➢湿度水汽压和饱和水汽压：大气中水汽所产生的那部分压强称为水汽压，在温度一定的情况下，单位体积空气的水汽量有一定的限度，如果水汽含量达到此限度，空气就呈饱和状态这是的空气称为饱和空气，其水汽压称为饱和水汽压；相对湿度；饱和差；比湿；水汽混合比；露点➢降水；风；云量；能见度空气状态方程大气的热能和温度：太阳辐射➢辐射的基本知识物体通过电磁波的方式向四周放射能量，这种能量传播方式称为辐射。
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1.什么是饱和水汽压？
饱和水汽压：水汽与水或冰两相共存，其间分子交换过程达到动态平衡时的水汽压。
2.饱和水汽压主要受哪些因素影响？
✓蒸发面的温度
✓蒸发面的性质（水面、冰面、溶液面）
✓蒸发面的形状（平面、凹面、凸面）
3.饱和水汽压与温度成什么关系？
饱和水汽压随温度升高而按指数规律迅速增大。
4.为什么饱和水汽压随温度升高而迅速增大？
温度越高，水分子平均动能越大，单位时间脱出水面的分子越多；只有当水面上水汽密度增大到更大值时，落回水面的分子数才和脱出水面的分子数相等。
温度越高，水汽分子平均动能越大，而水汽压是水汽重量及其碰撞器壁的结果，故也随之增大。
5.饱和水汽压随温度升高而迅速增大有什么重要意义？
温度升高，饱和变不饱和，蒸发重现；温度降低，不饱和变饱和，凝结出现。
饱和水汽压随温度改变的量，高温时比低温时大。
6.蒸发面性质对饱和水汽压有什么影响？
冰面和过冷却水面的饱和水汽压仍随温度升高而按指数规律变化.
7.蒸发面形状如何影响饱和水汽压？
温度相同时，凸面的饱和水汽压最大，平面次之，凹面最小。
凸面的曲率愈大，饱和水汽压愈大；凹面的曲率愈大，饱和水汽压愈小
大水滴曲率小，饱和水汽压小；小水滴曲率大，饱和水汽压大；从而出现大水滴“吞并”小水滴现象。
8.影响蒸发的因素有哪些？
气象因素：热源、饱和差、风和湍流扩散、气压
下垫面因素：水源、水面大小，形状及深度、水质、物理性质
9.空气湿度随时间变化有何规律？
10.大气中水汽凝结需要什么条件？
凝结核、水汽饱和或过饱和
11.不同饱和或过饱和途径对云雾的形成有何差异？
水汽凝结以冷却为主。
绝热冷却对形成云最为主要；辐射冷却、平流冷却与混合冷却对形成雾最为主要。
12.什么是云？与雾有什么区别？
云是悬浮在大气中的大量小水滴、冰晶微粒或两者混合物的可见聚合群体；底部不接触地面。
雾是悬浮于近地面空气中的大量小水滴或冰晶的可见聚合群体，底部接触地面。
13.云的形成需要什么条件？
凝结核、充足水汽、冷却过程
14.形成云的上升冷却过程有哪些类型？
热力对流：多形成积状云
动力抬升：锋面、气旋作用，多形成层状云
大气波动：多形成波状云
地形抬升：可形成积状云、层状云与波状云
积状云：空气对流上升冷凝而成的具有孤立分散、云底平坦、顶部凸起形态的垂直发展云块。
17.为什么积状云具有孤立分散、云底平坦、顶部凸起的形态特征？
孤立分散：对流上升外形成云，下沉处没云形成；
云底平坦：一定地区同一时间里，空气温湿度差异很小，凝结高度基本相同；
顶部凸起：上升热气块中心区最热，上升气流最强，达到的高度最高；而四周上升气流较弱，达到的高度较低。
18.积状云是如何发展演变的？
19.什么是层状云？层状云是如何形成的？
层状云：均匀幕状的云层，常具有较大的水平范围，包括卷层云、卷云、高层云及雨层云等。
形成：常由大规模系统性上升运动产生，主要由锋面上稳定的暖湿空气沿锋面缓慢抬升或滑升而引起；辐射冷却、空气辐合上升、气流过山引起的空气上升运动也可形成层状云。
20.什么是波状云？波状云是如何形成的？
波状云：波浪起伏的云层，常包括卷积云、高积云、层积云等。
形成：空气波动时，上升处形成云，下沉处无云形成；波动的原因有二，一是密度与流速切变引起波动，地理气流越山形成波动；湍流作用也可形成波状云。
21.什么是堡状云？堡状云是如何形成的？
堡状云：云块细长，底部水平，顶部则是并列着突起的小云塔，形状像远方的城堡。
22.什么是絮状云？絮状云是如何形成的？
絮状云：个体破碎，形状像棉絮团，常是潮湿气层中的强烈湍流混合作用而形成，主要为絮状高积云。
23.什么是荚状云？荚状云是如何形成的？
荚状云：荚状云中间厚、边缘薄，云块呈豆荚状；常见的荚状云主要是荚状高积云和荚状层积云。
24.什么是降水？降水有哪些形式？
降水：云中降落到地面上的液态或固态水；降水具有不同的形态：雨、雪、霰（xiàn] ）、雹。