第三章 基本气象要素
第三节气象基本要素
第三节气象基本要素气象基本要素是指描述大气中各种物理性质的量测性指标，也是气象学的基础。
常见的气象基本要素包括温度、湿度、压力、风速和风向、降水和能见度等。
温度是气象中最基本的要素之一，用来衡量大气分子的热运动程度。
常见的温度单位有摄氏度、华氏度和开尔文。
温度数据对气象预报、农业、旅游、交通等方面具有重要意义。
湿度是空气中水汽含量多少的衡量指标，包括相对湿度和绝对湿度两种定义。
相对湿度指在其中一温度下，空气中所含水汽的实际含量与该温度下空气中所能容纳的最大水汽含量之比。
绝对湿度指在一定体积内所含水汽的质量。
湿度对气象、环境、农业、建筑等领域都有重要影响。
压力是空气分子对单位面积上的推力。
常见的压力单位有帕斯卡、毫巴和英寸汞柱等。
气压是天气变化的重要指标，通过气压的变化可以推测天气的变化趋势。
风速是衡量风的强度和速度的指标。
常用的风速单位有米/秒、千米/小时和节。
风速的变化对于气象和航海等领域具有重要意义，可以预测风向、气流、气候的变化。
风向指的是风吹来的方向。
风向的测量通常用8个主要方向表示，即东、南、西、北、东南、西南、西北和东北。
风向与气象预报、航海、农业等有着密切的关系。
降水是大气中水蒸气由气态转为液态或固态形式下降到地面的过程。
降水形式包括雨、雪、雾、露、霜等。
降水的变化对于气象、水文、农业等方面有重要影响。
能见度指的是能够看到并认识地平线和天空特征的最大距离，它是反映大气透明度的量度指标。
能见度对于交通、航海、气象预报等方面非常重要。
以上就是常见的气象基本要素。
通过对这些要素的测量和分析，可以对气象变化进行预测，了解大气环境的特征和行为，对人类社会的生产生活和环境保护有重要意义。
气象要素
气象要素的特征、 气象要素的特征、变化和分布
表示大气中物理现象和物理变化过程 的物理量，统称为气象要素。 的物理量，统称为气象要素。例如气 气压、湿度、 降水量、 温、气压、湿度、风、云、降水量、 能见度、日照、辐射等。 能见度、日照、辐射等。气象要素表 征着大气的宏观物理状态， 征着大气的宏观物理状态，是大气科 学研究的基础。 学研究的基础。
北半球中高纬度气温的季节变化
Monthly variations in net radiation and average monthly temperature for Albuquerque, USA (Albuquerque, USA - 35° North, 107° West ) ° °
Monthly variations in net radiation and average monthly temperature for Fairbanks, USA (Fairbanks, USA - 65° North, 148° West )
四、气温的空间变化
热带地区温度高， 热带地区温度高，中高纬度地区温度低 夏季海洋比陆地温度低， 夏季海洋比陆地温度低，冬季海洋比陆地温度高 海洋上温度分布相对均匀 由于下垫面的不均匀， 由于下垫面的不均匀，形成了许多的冷暖中心 西伯利亚、格陵兰等是冷中心；澳大利亚、 （如：西伯利亚、格陵兰等是冷中心；澳大利亚、 非洲等地形成暖中心） 非洲等地形成暖中心） 山脉南麓气温高， 山脉南麓气温高，北麓气温低
α
α
vh
cold
T2 T3 T4
cold warm
warm
如果风向与水平温度梯度 的交角小于90 暖平流 的交角小于 0→暖平流
vh
内科大大气污染控制工程课件第3章 大气污染气象学
主要气象要素
3．气湿
➢ 绝对湿度－1m3湿空气中含有的水汽质量 ➢ 相对湿度－空气的绝对湿度与同温度下饱和空气
的绝对湿度的百分比 ➢ 含湿量－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量 ➢ 水汽体积分数－水汽在湿空气中所占的体积分数 ➢ 露点－同气压下空气达到饱和状态时的温度
主要气象要素
3．气湿
主要气象要素
云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形）
云
低 云 （ 米 以 下 ）
2500
高云（5000m以上）
中 云 （ 2500-5000m ）
主要气象要素
6．能见度
正常视力的人，在天空背景下能看清的水平距离 级别（0~9级，相应距离为50～50000米）
第二节 大气的热力过程
一.太阳、大气和地面的热交换
T0 P0
P0
位温:各高度均把压力换算为1000mb(10kPa)时的温度（绝热）
T (1000) RCp T (1000)0.288
P
P
气温的垂直分布（温度层结）
气温的垂直分布－温度层结
T
z
>0， ＝ d ， ＝0 ， <0 ，
正常分布层结 中性层结（绝热直减率） 等温层结 逆温层结
Ozone layer
大气圈垂直结构
➢ 对流层（～10km左右）
➢ 集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天 气现象都发生在这一层
➢ 温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降 Leabharlann 0.650C➢ 强烈对流作用
➢ 温度和湿度的水平分布不均
大气边界层－对流层下层1～2km，地面阻滞和摩擦 作用明显
➢ 气温随高度升高而迅速降低 ➢ 对流运动强烈
第 三 节 基本气象要素
气压与 高度关 系
气压表：根据气压随高度变化原理可以表示飞机相对高度的高低
气压突变会影响高度测量的精确性
思考题：
1.相对湿度，是指： A.空气中水汽含量与饱和水汽含量的百分比 B.空气中水汽压与饱和水汽压的百分比 C.空气中水分占空气总量的百分比 答案：B
思考题：
2.空气中容纳水汽的数量随气温变化，气温越高，则： A.可以容纳的水汽就越少 B.可以容纳的水汽就越多 C.当空气不能再容纳更多的水汽时，温度就会变化 答案：B
气象要素
表示大气状态的物理量和物理现象通称为气象要素。 气温、气压、湿度等物理量是气象要素，风、云、降水等天气现 象也是气象要素
三大气象要素
气温 空气湿度
气压
三种温标
气体状态方程
P =ρRT
ρ为空气密度 R 气体常数
• 空气密度与气压成正比 • 空气密度与气温成反比
水汽含量越大空气密度越小
气温对飞行的影响
相对湿度的物理意义
相对湿度的大小直接 反映了空气距离饱和 状态的程度（ 空气的 潮湿程度）
影响相对湿度的因素
相对湿度的大小取 决于两个因素： 空气中的水汽含量 和温度
露点：
当空气中水汽含量不变且气压一定时，气温降低到使空 气达到饱和时的温度，称为露点温度，简称露点。
气压
标准大气压 = 101.325kPa
气温对升限的影响：气温升高，所有飞机升限减小 气温对滑跑距离的影响：气温升高，滑跑距离增长 气温对最大平飞速度的影响：气温升高，最大平飞速度减小(推力小) 气温对飞机载重的影响：气温升高，飞机载重减小
空气湿度
空气湿度:用来量度空气中水汽含量多少或空气 干燥潮湿程度的物理量。
表示方法：相对湿度、露点
第三章 天气系统及天气特征
第一节气团和锋气团的定义、形成、源地及变性： 1．定义在广大空间里存在着水平方向上物理属性（主要指温度、湿度和稳定度等）相对均匀的大块空气,称为气团。
它的水平范围从几百到几千千米，垂直范围从几千米到十几千米。
在同一气团内，气象要素（如温度）的变化相对比较小。
水平温度梯度一般小于1～2℃/100 km。
2．气团的形成气团形成需要具备两个条件：（1）具备大范围性质比较均匀的下垫面，如辽阔的海洋、无垠的沙漠、冰雪复盖的大陆和极区等都可成为气团形成的源地。
（2）具备使大范围空气能较长时间停留在均匀的下垫面上的环流条件，以使空气能有充分时间与下垫面进行热量和水汽等交换，取得与下垫面相近的物理特性。
3．气团的变性气团形成的地区，称为气团源地。
气团在源地形成后，随着环流条件的变化，气团的属性也随之发生相应的变化，这种气团原有物理属性发生改变的过程称为气团变性。
气团的变性过程通过湍流、大范围垂直运动和蒸发、凝结、辐射等物理过程来实现。
变性的快慢和变性程度的大小，取决于所流经地区下垫面性质与气团源地下垫面性质差异的大小，离开源地时间的长短以及空气运动状态的变化等。
气团的地理分类：根据气团形成源地的地理位置，对气团进行分类，称为气团的地理分类。
按这种分类方法，将气团分成冰洋气团、极地气团、热带气团、赤道气团四大类。
由于源地地表性质不同，又将每种气团（赤道气团除外）分为海洋性和大陆性两种，这样，总共分为七种气团。
1．冰洋大陆气团（Arctic continental air mass）大致位于65°以上的极地大陆。
天气特点是温度极低、气压高、湿度小、气层稳定。
2．冰洋海洋气团（Arctic maritime air mass）大致位于65°以上的极地海洋。
天气特点与冰洋大陆气团相近。
但夏季可以从海洋获得一定的热量和水汽。
3．极地大陆气团（Polar continental air mass）大致位于40°～70°纬度带的大陆。
(完整word版)《大气污染控制工程》教案第三章
第三章大气扩散为了有效地控制大气污染．除需采取安装净化装置等各种技术措施外，还需充分利用大气对污染物的扩散和稀释能力.污染物从污染源排到大气中的扩散过程,与排放源本身的特性、气象条件、地面特征和周围地区建筑物分布等因素有关。
本章主要对这些因素特别是气象条件、大气中污染物浓度的估算以及厂址选择和烟囱设计等问题,作一简要介绍.第一节气象学的基本概念一、大气圈垂直结构大气层的结构是指气象要素的垂直分布情况，如气温、气压、大气密度和大气成分的垂直分布等。
根据气温在垂直于下垫面(即地球表面情况)方向上的分布，可将大气分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层.1．对流层对流层是大气层最低的一层。
平均厚度为12公里。
自下垫面算起的对流层的厚度随纬度增加而降低.对流层的主要特征是：(1)对流层虽然较薄,但却集中了整个大气质量的3／4和几乎全部水汽，主要的大气现象都发生在这一层中,它是天气变化最复杂、对人类活动影响最大的一层；（2)气温随高度增加而降低，每升高100 m平均降温约0．65℃；(3)空气具有强烈的对流运动,大气垂直混合很激烈。
主要由于下垫面受热不均及其本身特性不同造成的.（4)温度和湿度的水平分布不均匀。
对流层的下层，厚度约为1—2km,其中气流受地面阻滞和摩擦的影响很大，称为大气边界层（或摩擦层）。
其中从地面到100m左右的一层又称近地层。
在近地层中．垂直方向上热量和动量的交换甚微．所以温差很大，可达1-2℃.在近地层以上，气流受地面摩擦的影响越来越小。
在大气边界层以上的气流．几乎不受地面摩探的影响，所以称为自由大气。
在大气边界层中,由于受地面冷热的直接影响，所以气温的日变化很明显，特别是近地层，昼夜可相差十儿乃至几十度。
出于气流运动受地面摩擦的影响,故风速随高度的增高而增大。
在这一层中．大气上下有规则的对流和无规则的湍流运动都比较盛行．加上水汽充足，直接影响着污染物的传输、扩散和转化。
2．平流层从对流层顶到50~60km高度的一层称为平流层。
03基本气象要素
03基本气象要素气象是指大气状态及其变化的科学研究。
气象要素是指描述大气状态和变化的主要参数，它们包括温度、湿度、气压、风速和风向等。
下面将详细介绍这些基本气象要素。
温度是气象中最重要的要素之一，它指的是空气中分子热运动的程度。
温度通常用摄氏度（℃）或华氏度（℉）来表示。
温度可以通过使用温度计来测量，常见的温度计有水银温度计和电子温度计。
温度的变化对气候、天气以及生物活动等都有很大的影响。
湿度是指空气中水蒸气含量的多少。
湿度的测量通常使用湿度计来完成。
湿度可以通过绝对湿度、相对湿度和露点温度等指标来表示。
湿度的变化会导致空气的稀薄程度不同，从而影响到大气的稳定性和降水的形成。
气压是指单位面积上气体对垂直于该面积方向的作用力。
气压通常使用帕斯卡（Pa）或毫巴（hPa）来表示。
气压的测量通常使用气压计来完成，常见的气压计有汞气压计和气压传感器。
气压的变化会对风向和风速产生重要影响，它也是预测天气和气候变化的重要指标之一风是指水平空气运动的流动，它由风速和风向两个要素来描述。
风速表示单位时间内空气运动的距离，通常使用米每秒（m/s）来表示。
风向表示空气运动的方向，通常使用八个主要方向（北、东北、东、东南、南、西南、西、西北）来表示。
风速和风向通过使用气象要观测仪器（如风速风向仪）来测量。
除了以上基本气象要素外，还有降水量、能见度、云量和天气现象等也是常用的气象要素。
降水量是指单位时间内降水的总量，通常使用毫米（mm）或英寸（in）来表示。
能见度是指视野中能看到多远的距离，通常使用米（m）或千米（km）来表示。
云量表示天空中云层的覆盖程度，通常使用八分之一（八分之一表示天空中云量为1/8）来表示。
天气现象包括雨、雪、雾、雷暴等，用于描述当前天气的状况。
总结起来，温度、湿度、气压、风速和风向是基本的气象要素，它们描述了大气状态和变化的重要参数。
了解和测量这些气象要素可以帮助人们更好地理解和预测天气和气候变化，从而为人类的生活和经济活动提供重要的参考依据。
高二第三章地理知识点总结
高二第三章地理知识点总结地理是一门研究人类与自然环境相互作用的学科，它探究着地球的自然现象、人类活动和相关的环境问题。
在高二的第三章中，我们学习了许多关于地理的重要知识点。
以下是对这些知识点进行总结：一、地球的运动和地理经纬度1. 地球的自转地球自转是指地球绕自身轴线旋转的运动，每天自西向东旋转一周。
地球自转产生了昼夜变化和地球形状的赤道膨胀。
2. 地球的公转地球的公转是指地球绕太阳运动的轨道。
地球公转决定了季节变化和地球与太阳的距离变化。
3. 地理经纬度地理经纬度是测量和标示地球上任意一点位置的方式。
经度是指连接地球两极的线上，从英国伦敦为基准线，向东西两个方向以180°为单位划分，东经用E表示，西经用W表示。
纬度是指与地球赤道线垂直的线上，以赤道为基准线，向北南两个方向以90°为单位划分。
二、地球的内部结构和板块构造1. 地壳、地幔和地核地球内部分为地壳、地幔和地核三个不同部分。
地壳是地球最外层的岩石壳层，地幔是地壳之下的厚厚岩石层，地核是地幔之下的由铁和镍构成的核心部分。
2. 板块构造理论板块构造理论是地球科学中的重要理论之一，它认为地球的岩石表层被分割成多个大块或小块，这些块被称为地球板块。
板块构造理论解释了地球上地震、火山和地壳运动的产生机制。
三、地球的天气和气候1. 大气圈和气候带大气圈是地球上围绕地球表面的气体层，其中包括了水汽和氧气等气体。
气候带是指大气圈中纬度对应的不同气候区域。
2. 气象要素和气候要素气象要素是指描述天气现象的基本要素，如温度、湿度、气压、风速等。
气候要素是指描述长期气象统计平均值的要素，如年平均气温、年平均降水量等。
四、地球的水资源和水循环1. 地球上的水资源地球上的水资源包括地表水、地下水和冰雪水等形式。
水资源对人类的生产生活至关重要。
2. 水循环过程水循环是地球上水分在不同形式间循环流动的过程。
水循环包括了蒸发、降水、融化、蒸散等环节。
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2、绝热变化
2）湿空气温度的绝热变化： 对于未饱和湿空气：在绝热变化过程中，没有
水相变化，可视为干绝热过程 当未饱和湿空气上升达到饱和状态开始凝结，
就变为饱和湿空气，始终保持饱和状态的气块 所作的绝热过程，称为湿绝热过程。 湿绝热直减率（rm）：饱和湿空气绝热上升单 位距离时的温度变化。
1个大气压 = 1013.25 hPa = 760 mmHg = 29.92 inHg
1mmHg ≈ 1.333hPa 1hPa ≈ 0.75mmHg
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（三）气压随高度的变化
规律： 气压总是随高度递减 随高度递减的快慢程度：低层较快，高层较慢。 在近地面层中，高度每升高100米，气压约降低 12.7hPa（9.5mmHg）。 图示
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2、绝热变化总结
绝热变化过程有两种情况 （1）干绝热过程
（2）湿绝热过程
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（1）干绝热过程
在绝热过程中，如果气块内部没有 水相的变化，叫干绝热过程（ 即干 空气或未饱和空气的绝热过程）
干绝热直减率 γd≈1℃/100m
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2、绝热变化
当饱和时空起从上升运动转为下降运动时，有两种情况 上升时产生的凝结物全部留在气块中，气块绝热上升的减温
率＝气块下降时的增温率，过程可逆，称为可逆湿绝热过程。 气块上升时产生的凝结物全部陆续脱离气块，气块不携带凝
结物下降，当气块下降到原先的起始高度时，温度将比原来的 高。过程不可逆，称为假绝热过程。
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三、气温的表示
天气图上表示某台站各物理量的符号。 某时刻测到的该台站的地面气温数值（单位：摄氏温 标）。
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二、大气压强
（一）气压概念 （二）气压的单位 （三） 气压随高度的变化 （四）航空上常用的几种气压 （五）气压与高度 （六）气压随时间的变化 （七）水平热过程中，如果气块内部存在水相变化， 叫湿绝热过程
湿绝热直减率，用γm表示 γm= 0.4～0.7℃/100m
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实际大气中的温度变化
当气块作水平运动或静止不动时，非 绝热变化是主要的，
当气块作垂直运动时，绝热变化是主 要的。
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（三）气压随高度的变化
气压随高度增加而降低：
在大气处于静止状态时，某一高度上的气压值等于其单位水平面 积上所承受的上部大气柱的重量。
随着高度增加，其上部大气柱越来越短，且气柱中空气密度越来 越小。
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（三） 气压随高度的变化－方程
4/8/2020
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温、压、湿三个 基本气象要素
气象要素
表示大气状态的物理量和物理现象通称为 气象要素。
气温、气压、湿度等物理量是气象要素 风、云、降水等天气现象也包含诸多气象 要素
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一、大气温度
（一）气温的概念 （二）气温的变化 （三）气温的表示
1. 大气静力学基本方程（Equation of Static Equilibrium） 大气静力学基本方程（简称静力方程）表示：大气在垂直 方向上所受的作用力达到平衡时，气压随高度变化的定量关系， 即
dp = - ρgdz
静止大气中气压随高度的变化特点： △Z不变的情况下，随高度增加，空气密度减小，△P随之减小。即随高 度增加，气压随高度降低的越慢。
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局地气温的变化
气温的周期变化 日较差 年较差
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北京十月份气温平均日变化
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北京、广州气温的年变化
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局地气温的变化
气温的非周期变化 由于大规模冷暖空气运动和阴雨天气的 影响 而产生的温度变化，没有周期性。
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（一）气温的概念
表示空气冷热程度的物理量，实质是空气分子平 均动能大小的宏观表现。
一般生活中所说的气温－－气象观测所用的 百叶箱中离地面1.5米高处的温度。
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温标
气温通常用三种温标： （1）摄氏温标（Celsius、centigrade）温标（ºC）： （2）华氏温标（Fahrenheit）温标（ºF）： （3）开氏温标（Kelvin）温标（ K）：
是成云致雨的主要途径
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2、绝热变化
1）干空气温度的绝热变化：干空气在绝热过程中， 温度变化的直接原因是气压的变化。
干绝热直减率（rd）：干空气在绝热上升（下降） 过程中，每上升（下降）单位距离的温度变化。实 际工作中，常取rd=1oc/100m
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（二）气温变化
1、非绝热变化(Non-adiabatic Change) 指空气块通过与外界的热量交换而产生的温 度变化
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1、非绝热变化 非绝热变化的方式
辐射：空气块之间、地气之间、云之间
传导：只要气块间有温差，就有热量传导
湍流：乱流使空气微团产生混合，气块间热量也随之得到 交换。
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水相变化：水通过相变释放热量或吸收热量，引起 气温变化。
相变产生的热量通过空气运动使得热量被传送
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（二）气温变化
2、绝热变化（ Adiabatic Change ）：
空气块与外界没有热量交换，仅由于外界环境 压强变化，使气块膨胀或压缩而引起气块温度 变化。
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（一）气压概念
气压即大气压强，是指与大气相接触的面上，空 气分子作用在每单位面积上的力 。 在气象上，通常用测量高度到大气上界的单位横 截面积上的垂直大气柱的重量来表示。
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（二）气压的单位
百帕：hPa 毫米汞柱：mmHg 英寸汞柱：inHg
→同一高度处，气温高的地区气压降低得比气温低的地区慢。