气象与气候学
气象学与气候学课件
气候敏感性
地球系统对温室气体增加 的响应是复杂的，不同气 候系统对气候变化的敏感 性不同。
极端气候事件
极端天气
生态影响
极端天气事件如暴雨、洪涝、干旱、 台风、暴风雪等频发。
极端气候事件对生态系统产生影响， 导致物种灭绝、生物多样性减少等。
极端气候灾害
极端气候事件可能导致自然灾害如地 震、火山喷发、海啸等。
雷暴与龙卷风
总结词
雷暴和龙卷风是两种极端天气现象，它们的形成和发展 机制以及所造成的危害各不相同。
详细描述
雷暴和龙卷风是两种极端天气现象，它们的形成和发展 机制以及所造成的危害各不相同。
05
大气化学与污染
大气化学成分
主要成分
大气主要由氮气（约78%）和氧气（ 约21%）组成，还有少量氩气、二氧 化碳、水蒸气和微量其他气体。
臭氧层
平流层中的臭氧层能够吸收对生物有 害的紫外线，保护地球上的生命。
大气污染及其来源
人为污染源
工业排放、交通尾气、农业活动（如 化肥和农药使用）、生活排放（如燃 烧化石燃料）等。
自然污染源
火山喷发、森林火灾、风力扬尘等。
大气污染对气候的影响
01
02
03
温室效应
大气中温室气体的增加导 致地球表面温度升高，引 发全球变暖。
加强气候变化教育，提高公众 对气候变化的认识和应对能力 。
07
气象学与气候学应用
气象灾害预警与防御
灾害恢复重建
气象灾害预警
通过气象观测和预测技术，及 时发布气象灾害预警信息，提 醒公众采取相应的防御措施。
灾害应急管理
建立气象灾害应急管理体系， 制定应急预案，组织应急救援 ，减轻灾害损失。
气象学与气候学
气象学与气候学什么是气象学？气象学是地球科学中一门研究大气现象的学科，主要研究大气层的组成、结构、运动及其与地球表面的相互作用。
气象学主要研究天气的形成、发展和变化规律，通过观测、测量和分析大气的各种现象，掌握天气与气候的基本规律。
气象学的研究内容包括气象观测、天气分析预报、气象灾害、气候变化等。
气象学的研究方法和技术气象学使用很多被广泛接受的研究方法和技术来获取天气和气候信息。
其中包括：1.气象观测：通过使用气象仪器和设备，对不同地区的大气条件进行观测和记录。
常见的观测数据包括温度、湿度、风速、降水量等。
2.模拟和数值模型：利用计算机模拟和数值计算的方法，通过气象方程和物理理论，对大气的运动和变化进行模拟，以预测天气和气候的变化。
3.卫星和雷达技术：利用卫星遥感和雷达技术，对大气中的云、降水等进行监测和观测。
这些技术能够提供全球范围内的气象信息。
4.气象雷达：通过发射雷达波束，并根据回波信号的属性，获取降水和风暴等天气现象的信息。
气象雷达在天气预报和防灾减灾中发挥重要作用。
5.气象卫星：使用卫星传感器对地球大气的特性进行观测，可以获取大范围的气象信息，包括云图、海温、水汽含量等。
气象学在日常生活中的应用气象学的研究成果在日常生活中有广泛的应用。
以下是一些常见的例子：1.天气预报：气象学通过观测和分析大气现象，预测未来一段时间内的天气情况，帮助人们合理安排日常生活和工作。
天气预报信息可以通过各种渠道获取，比如电视、手机应用程序等。
2.农业气象：农作物的生长和发展对气候条件有很大的依赖。
农业气象学研究农作物对气候的适应性和灾害防范，以优化农田管理和农作物的种植。
3.航空气象：航空气象是研究航空器在特定天气条件下的安全飞行问题。
通过气象观测和天气预报，航空公司和飞行员可以更好地预测和应对恶劣天气，确保航班的安全性。
4.城市规划和气候适应性：气象学可以帮助城市规划师更好地理解城市气候，优化城市设计，提高城市的气候适应性。
气象学与气候学的区别与联系
气象学与气候学的区别与联系气象学和气候学是两个相互关联但又存在明显差异的学科。
本文将探讨气象学和气候学的区别与联系，并对它们在科学研究和实践中的作用进行分析。
一、气象学气象学是研究地球大气现象和气象要素的学科，旨在预测和解释气候的各种现象和变化。
它主要关注的是短期时间范围内的天气现象和气候要素，以及它们的变化规律和影响因素。
气象学的研究对象包括温度、湿度、气压、风力等各种气象要素，以及云、降水、雷雨等天气现象。
气象学的研究方法主要是通过建立观测站点并收集气象数据，利用数学模型和计算机模拟来解析和预测气象现象。
它的应用范围广泛，包括天气预报、农业、航空航天、海洋、环境保护等领域。
气象学的研究结果对于人们的日常生活和各项经济活动都具有重要意义。
二、气候学气候学是研究地球大气现象和气候变化的学科，旨在揭示气候现象和变化的规律及其与人类活动的关联。
它主要关注的是长期时间范围内的气候特征和气候系统，以及它们的变化趋势和影响机制。
气候学的研究对象包括气候要素的统计数据，如长期气温、降水、风力等平均值和变异性。
气候学的研究方法主要是通过收集历史气象数据、地质记录和遥感技术来分析和重建气候变化的过程与模式。
同时，气候学还利用地球系统模型进行气候的预测和模拟研究。
气候学的研究成果对于了解气候变化趋势、评估其对社会经济的影响以及制定相应的适应和减缓措施具有重要意义。
三、气象学与气候学的联系尽管气象学和气候学在研究对象、时间尺度和方法论上存在差异，但它们之间具有紧密的联系和相互依赖的关系。
首先，气象学提供了气候学研究的基础数据和观测手段。
气象观测站点收集的短期天气和气象要素数据为气候学的研究提供了重要的参考，同时也为气候变化的分析和预测提供了基础。
其次，气象学和气候学共同关注气候系统的驱动力和影响因素。
气候是由大气、海洋、陆地和生物等多个要素相互作用而形成的，而气象学和气候学都致力于研究这些要素之间的相互关系及其对气候变化的影响。
《气象学与气候学》课件
气象学基本概念和定义
1 气象要素
介绍气温、湿度、气压等气象要素的基本概念。
2 气象现象
解释雷暴、云层和气象灾害等常见气象现象。
3 气象学方法
探讨气象数据收集和分析的方法与技术。
大气成分和结构
成分
描述大气中主要的气体成分， 如氮氧等。
层次结构
解释大气分为不同的层次， 如对流层、平流层等。
影响因素
探讨影响大气成分和结构的 因素，如人类活动与自然过 程。
《气象学与气候学》PPT 课件
本课件将介绍气象学与气候学的基本概念和应用，从大气成分到气候变化， 让您深入了解气象科学在我们生活中的重要性。
气象学与气候学的概述
1 定义与关系
2 历史演变
了解气象学与气候学的区别与联系。
探索气象学与气候学领域的发展历程。
3 现代应用
展示气象学与气候学在社会中的广泛应用。
人为因素
分析人类活动对气候变化产生的影响，如温室气体排放。
全球气候变化的趋势和研究进展
1
温度上升
解释全球变暖和气温上升的趋势。
2
海平面上升
探究冰川融化导致海平面上升的现象。
3
极端天气
讨论频繁发生的极端天气事件，如飓风和洪灾。
计进行观测。 使用湿度计进行观测。 采用气压计进行测量。
气象预报的基本原理和方法
1
气象观测
收集气象数据以了解当前天气状况。
2
气象模型
利用数学模型预测未来天气情况。
3
预报技术
介绍各种预报技术，如数值天气预报。
气候变化的原因和影响
自然因素
探讨太阳辐射、地球运动等自然因素对气候变化的影响。
气象学与气候学
气象学与气候学气象学与气候学（提纲版）一部分（名词解释）1、天气：某一地区，在某一瞬间或某一时间内大气中的大气状态（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。
2、饱和水汽压（E）：空气中的水汽压不能无限制地增加，在一定的温度下，如果水汽压增大到某一个极限值，空气中水汽就达到饱和，空气达到此限度时为饱和湿空气，饱和湿空气中的水汽所产生的那部分压力，叫饱和水汽压，即最大水汽压。
3、地面辐射：地球表面在吸收太阳辐射的同时，又将其中的大部分能量以辐射的方式传送给大气。
地表面这种以其本身的热量日夜不停地向外放射辐射的方式，称为地面辐射。
4、露：傍晚或夜间，地面或地物由于辐射冷却，使贴近地表面的空气层也随之降温，当空气中水汽含量过饱和时，在地面或地物的表面就有水汽的凝结物，如果此时的露点温度在0度以上，在地面或地物上就出现微小的水滴，称为露。
5.、地方性风：因地表受热不均和地形动力（局部环境差异）作用产生的地方性气流运动称为局地环流或地方性风。
6、台风：当地面中心附近最大风速大于或等于32.6m/s的热带气旋称为台风，热带气旋是形成于热带海洋上，具有暖中心结构、强烈的气旋性涡旋。
7、气候：一个地区在太阳辐射、下垫面性质、大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。
8、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系统。
9、绝热过程：大气中所进行的各种过程，通常伴有不同形式的能量转换。
在能量转换过程中，空气的状态要发生改变。
在气象学上，任一气块与外界之间无热量交换时的状态变化过程，叫做绝热过程。
10、气团：气团是指一定范围内，水平方向上气象要素相对比较均匀均匀的大块空气。
在同一气团中，各地气象要素的重点分布几乎相同，天气现象也大致一样。
气团的水平范围可达几千公里，垂直高度可达几公里到十几公里，常常从地面伸展到对流层顶。
气象学与气候学-气象学、气候学的研究对象、任务和简史
云层薄而均匀，阳光透过 云层形成一个晕圈，在太阳 两侧的晕圈上出现两个光斑， 叫做“假日”。
b. 气象学的研究对象
——地球上的大气。
其中主要内容有： （1）大气一般的组成、范围、结构及各种要素等； （2）大气现象的发生、发展及能量来源； （3）探求大气现象的本质及其变化规律； （4） 将大气现象中的规律应用于实践。
农历六月，梅雨天气过后锋面 北移，长江中下游受单一的暖气团 控制，在副热带高压的控制下形成 炎热干燥的伏旱天气。蜀兵撤进树 林避暑，树栅连营，纵横七百里。 陆逊带领吴兵乘风猛之夜， 四处顺 风烧山，直杀得刘备七十万大军尸 横遍野。
3. 体育及旅游方面
慕士塔格山，海拔7509米， 位于东经75.1度，北纬38.5度， 在新疆阿克陶县与塔 什库尔
b.天气学的研究对象:
研究地球上的大气以及大气运动所 形成的天气及天气现象,也可以说它研究的 是地球上的天气。
天气系统
3.气候学
a.气候学的定义
气候学是在一定时段内由大量天气过程综合而得出 的大气过程，是该时间段内全部气候成分的平均成分的 平均统计特征, 广义上讲是大气科学、海洋学、地球物 理和地球化学、地理学、地质学、冰川学、天文学、生 物学以及有关的社会科学相互渗透和共同研究的交叉科 学。
短期天气过程：≤5天；
中期天气过程：5-10天； 长期天气过程：10天-3个月。 b. 气候：变化慢，周期长。 主要分：年、十年、百年、千年、万年 例如：大冰期-120万年； 明清时代的寒冷期长达500年。
经济地理学
中国经 济地理
世界经 济地理
地理学
自然地理学
区域地理
气象学与气候学复习要点
气象学与气候学第一章1.名词解释气象学：研究大气现象和过程（大气组成、范围、结构、温度、湿度、压强和密度等），探讨其演变规律和变化，并直接或间接用于指导生产实践为人类服务的科学。
气候学：研究某一地区多年间大气的一般状态及其变化特征;它既反映平均状况,也反映极端情况,是各种天气的多年综合。
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系统。
气象要素是指表示大气属性和大气现象的物理量，如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度等等。
2、简答题（1）大气结构及各层特点？1.对流层①气温随着高度而降低。
平均0．65℃/100米由于对流层主要从地面得到热量，因此气温随高度的增加而降低。
②空气具有强烈的对流、乱流运动③气象要素水平分布不均匀2.平流层（对流层顶到55km）①温度随高度升高而增加在平流层内，随着高度的增高，气温最初保持不变或微有上升，自25km以上气温随高度增加而明显上升，到平流层顶可达-3℃左右，平流层这种气温分布的特征，主要是臭氧对太阳紫外线的强烈吸收。
②没有强烈的对流运动③水汽、尘埃含量很少3.中间层（平流层顶到85km）①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。
②有相当强烈的垂直运动：4.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：5.散逸层(外层)（800km高度以上的大气层）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。
气象学与气候学
一、气象学与气候学1.天气是指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。
2.气候指的是在太阳辐射、大气环流、下垫面性质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。
它不仅包括该地多年来经常发生的天气状况，而且包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。
3.大气是由多种气体混合组成的气体及浮悬其中的液态和固态杂质所组成。
表1·1列举了其气体成分，其中氮（N2）氧（O2）和氩（Ar）三者合占大气总体积的99.96％，4.氧还决定着有机物质的燃烧、腐败及分解过程。
大气中的氮能够冲淡氧，使氧不致太浓，氧化作用不过于激烈5.臭氧的作用：臭氧能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。
保护着地表生物和人类。
6.液体微粒是指悬浮于大气中的水滴和冰晶等水汽凝结物。
7.气象要素：是指表示大气属性和大气现象的物理量。
8.湿度：表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。
9.水汽压：大气中的水汽所产生的那部分压力称水汽压（e）。
10.饱和空气的水汽压（E）称饱和水汽压，也叫最大水汽压2.相对湿度相对湿度（f）就是空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值（用百分数表示）相对湿度直接反映空气距离饱和的程度。
11.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称饱和差（d）。
即d=E-e，d表示实际空气距离饱和的程度。
12.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，称比湿（q）。
其单位是g/g，13.露点：在空气中水汽含量不变，气压一定下，使空气冷却达到饱和时的温度，称露点温度。
14.降水：是指从天空降落到地面的液态或固态水。
15.降水量指降水落至地面后（固态降水则需经融化后），未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度，降水量以毫米（mm）为单位。
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（2） 干湿球温度测定。
读取干湿球温度表的示度。注意湿球纱布必须保持湿润， 用纯净水和脱脂纱布。
（3） 湿度查算
利用第一号湿度查算表查算各种湿度。
• t′表示湿球温度，t表示干球温度
• e表气中实际水汽压与饱和水汽压比 值），
• d表示饱和差（饱和水汽压与实际水汽压之差）；
浅层地温表
地面温度表
最高温度表 5－6cm
20cm
10cm
普通地温表
5cm，10cm，15cm，20cm
深层地温观测
50cm间隔 直管地温表：40cm，80cm，160cm，320cm
四、 空气湿度观测
空气湿度通常用水汽压、绝对湿度、饱和差、 露点温度表示。湿度观测方法有两种：干、 湿球温度表测湿法和毛发湿度表测湿法。1 干湿球温度表
大气环境教学实习
气温观测 地温观测 湿度观测 气压观测 风的观测
一 地面气象观测简介
气象台站网络
国家级－地面基准站 省级台站 地方台站 自动台站－加密
（一）观测场：
（1）观测场一般为25mX25m的平整场地。
（2）测定观测场的经纬度和海拔高度，数据刻在 厂内固定标志上；
（3）观测场四周一般建立1.2m高的稀疏围栏，场 地平整，草高不超过20cm，门一般开在北面；
每小时（地平时） 辐射
日照时数
24时
时降水量、蒸发量
表2 定时人工观测项目
时间 02、08、14、20
08时 14时 20时 日落后
观测项目 云、能见度、气压 降水量 80～320cm地温 降水量 日日照时数
气温、湿度、风向
冻土
蒸发量
风速、0～40cm地温 雪深、雪压
最高、最低气温
最高、最低地面温度
2几种液体温度表 （1）普通温度表（干湿球温度表）：水银温度表。 （2）最高温度表：水银温度表
（沸点高，冰点高：356.9~38.9℃。） （3）最低温度表：酒精温度表（冰点低：－117.3℃）
（4）自动双金属温度计： 1）感应部分（双金属片），两片膨胀系数不同的金属片焊
接在一起组成，当温度变化时，金属片膨胀不同而发生弯曲， 因而表示温度发生变化。
（2）观测注意事项：
1）熟悉仪器刻度。温度观测要求记录到0.1℃；
2）避免视差。视线与水银柱顶端在同一平面内。
3）动作迅速。温度表感应快，读数要迅速。先读小数， 后读整数，不要对着温度表呼吸。
4）复读。为了防止产生5～10°误差。
三、地面温度的观测
1 观测项目：不同土壤温度观测 • 地面（0cm,最高和最低温度）， • 浅层温度： 5、10、15、20cm • 深层温度： 40、80、160、320cm 2 观测仪器： • 地面温度表，地面最低温度表和地面最高温度表； • 浅层用曲管地温表； • 深层用直管地温表。
4） 干球在零上，湿球在零下，未结冰，查“湿球未结冰” 部分；
2）传达放大部分，感应部分的变化是很小的，因此必须利 用杠杆传达和放大；
3）自记部分，自记钟，自己纸和自己笔。
测量精度低于干球 温度表，误差在 0.5℃左右，所以需 进行订正（参照干 球温度表）
4 温度表观测：
（1）观测程序：先读干球，后读湿球。记录后复读干 湿球，然后读最高、最低温度表，复读，记录后，调整最 高、最低温度表，放回最高温度表时，先放球部，后放头 部。
水银和酒精都具有比较明显的热胀冷缩的特性。 水银和酒精相比较，具有导热快，比热小，易提纯， 沸点高（356.9℃）蒸汽压小，不与玻璃发生浸润作 用等优点，
所以用水银用感应液的温度表灵敏度和精确度都 较高。但是由于水银冰点比酒精高（－38.9℃）， 测定低温不适宜，而酒精冰点低（－117.3℃），用 来测定低温比较好。
（四）观测种类、时间、次数和项目
（1）观测方式：人工观测和自动观测； （2）观测时间：自动观测每天进行24小时定时观测；人工观 测每天4次观测，时间为：02、08、14、20；
（3）观测项目：
表1 定时自动观测项目
时间 每小时（北京时） 20时 观测项目 气压、气温、湿度、日蒸发量
风向、风速、 地温及其极值和出现时间、
（1）测湿原理
空气中水汽未达到饱和时，湿球纱布上的水分 不断蒸发，湿球温度下降直到达到平衡；
当湿球因蒸发所消耗的热量和从周围空气中获 得热量相平衡时，湿球温度就不再继续下降， 结果干、湿球温度示度出现了一个差值。
干湿球温度差值大小取决于空气湿度，差值越 大，湿度越小；
湿球蒸发的快慢与气压和风速也有关系。气压 越高，风速越小，蒸发越慢，反之越快。
（三）场内仪器安置
（1）百叶箱内温度表安置高度为1.5m（贴地层小气候与一般 气候分界的高度）； （2）雨量器安置高度70cm； （3）测风仪器距地面10m以上； （4）曲管地温表（浅层地温传感器）深度5、10、15、20cm， 倾斜角450； （5）直管地温表（深层地温传感器）40、80、160、320cm
（4）保持观测场地的自然状态，人员只准走小路；
（5）观测场的防雷设施必须符合气象行业规定的 防雷技术标准。
（二）观测场仪器设施布置 （1） 互不影响，便于操作； （2）高的仪器安置在北面，低的在南面； （3）各类仪器东西排列成行。南北成列，相互间东西间隔不小于 4m，南北不小于3m； （4）仪器安置在紧靠东西向小路南面，观测员从北面接近仪器；
• n值代表当本站气压不在标准大气压1000hpa时用来订正湿 球温度的；
由于干湿球温度有零上或零下，湿球又有结冰、不结冰等情 况，查湿度时应根据干湿球温度具体情况决定查哪一部分表。 包括：
1） 干湿球都在零上，查“湿球未结冰”部分；
2） 干湿球都在零下，湿球结冰，查“湿球结冰”部分；
3） 干湿球都在零下，湿球未结冰，查“湿球未结冰”部分；
二、 空气温度的观测
测温原理 • 任何物质温度变化都会引起它本身的物
理特征与几何形状的改变。利用物质这 一特性，确定它与温度间的数量关系， 就可以作为测温仪器的感应部分，制成 各种各样的温度表。 • 当温度表与空气接触时，球部与空气间 便发生热量交换，使感应物质变化。
常用的温度表：
以水银或酒精为感应液的玻璃液体温度表