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
第一章海洋气象要素第一节大气概述一.几个重要的专业术语 1.大气（Atmosphere）：包围地球表面的整个大气层。
2.气象要素（Meteorology elements）：反映大气状态的物理量或物理现象，主要有：气温、气压、风、湿度、云、能见度和天气现象P40。
3.天气(Weather)：指一定区域在较短时间内各种气象要素的综合表现。
天气表示大气运动的瞬时状态。
4.气候 (Climate)：指某一区域天气的多年平均特征，其中包括各种气象要素的多年平均及极值。
气候表示长时间的统计平均结果.二、大气成分1.大气主要成分：大气主要由多种气体（干空气）、水汽和悬浮的杂质构成。
（1）干空气（Dry air）:（除水汽和杂质以外的空气）主要成分为氮（78.09%）、氧(20.95%)、氩（0.93%）、二氧化碳（0.03％）。
稀有气体：氢、氖、氦、氪、氙、氡、臭氧等。
（2）大气是可压缩气体，大气密度随高度增加而迅速减少。
观测表明，10公里以内集中了75%的大气质量，35公里以下则达99%，近地面空气标准密度为 1.293千克/立方米。
影响天气气候变化的主要大气成分为二氧化碳、臭氧和水汽。
2.大气中的易变成分（1）二氧化碳（carbon dioxide）:平均含量0.03%,若达到0.2-0.6％，就对人体有害。
二氧化碳能强烈地吸收和放射长波辐射，•对地面和大气的温度分布有重要影响，类似温室效应，直接影响气候变迁。
含量城市多于农村，夏季多于冬季，室内多于室外。
（2）臭氧（ozone）：主要存在于20-40公里气层中，又称臭（ Ozonsphere）。
臭氧是吸收太阳紫外线的唯一大气成分，若没有臭氧层，人类和动物、•植物将受到紫外线的伤害。
（3）水汽（vapour）：含水汽的空气叫做湿空气（wet air）。
空气中的水汽含量随纬度、时间、地点而变化。
湿空气在同一气压和温度下，只有干空气密度的62.2％。
大气中水汽含量范围在0～4％，具有固、气、液三态，是常温下发生相变的唯一大气成分，它也是造成云、雨、雪、雾等现象的主要物质条件。
第二节基本气象要素
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4
一、气 温
1.气温的概念 2.气温变化的基本方式 3.气温的时空变化
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1.气温的概念
表示空气冷热程度的物理量 是空气分子平均动能大小的宏观表现
摄氏温标(°C) 华氏温标(°F) 绝对温标(°K)
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1.气压随高度的变化
气压总是随高度而降低的
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静力方程
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3.气压与高度
气压式高度表:空盒气压表,只是把气压刻度 根据标准大气中的压高关系换成 了高度刻度,只要高度表所在高度 的气压不变,指针位置不变,所指 示的高度就是标准大气中与该气 压值对应的高度
气压高度:气压式高度表所显示的高度
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第一章 大气的状态其运动
第一节 大气的成分及结构 第二节 基本气象要素 第三节 空气的水平运动 第四节 空气的垂直运动
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第二节 基本气象要素
一．气温 二．气压 三．湿度 四．密度 五．基本气象要素与飞行
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气象要素表明大气物理状态
气象要素表明大气物理状态天气的变化常常伴随着大气中各种气象要素的变化。
这些气象要素包括温度、湿度、气压、风速和降水等等。
通过观测和分析这些气象要素，我们可以了解大气的物理状态，进而预测天气的变化和发生的天气现象。
一、温度温度是气象要素中最为人们所熟知的一个。
它反映了空气中分子的热运动强弱。
通过温度的变化，我们可以了解到大气的热力分布情况以及热量的传递方式。
温度的变化也是天气变化的重要原因之一。
例如，在温暖的夏季，气温升高，使得大气中的水蒸气含量增加，从而引发雷暴等强降水天气。
二、湿度湿度是指大气中水蒸气的含量。
湿度的变化与天气变化密切相关。
当湿度较高时，可能会导致云的形成和降水的发生，从而影响天气状况。
湿度的变化还会对人体的舒适度和健康产生影响。
高湿度会使人感到闷热不透气，遇到潮湿的天气还容易引发一些疾病。
三、气压气压是大气对单位面积上的作用力，它是由大气分子的重力引起的。
气压的变化会对风的产生和运动方向产生影响。
气压低的地方往往会有较强的气流活动，从而形成风暴和台风等天气现象。
通过观测气压的变化，我们可以判断大气的稳定性，并对天气变化做出初步的预测。
四、风速风速是指风的移动速度。
风的产生是由于气压的不平衡造成的。
通过观测风速的变化，我们可以判断风的强度以及风向。
风速的变化对气候和天气状况都有着重要的影响。
例如，在风速较大的情况下，风寒效应会增加，使得人们感觉更加寒冷。
五、降水降水是指大气中水分从气态转化为液态或固态并下降到地面的过程。
降水形式包括雨、雪、雨夹雪等。
降水的发生与湿度、温度、风速等多种气象要素的综合影响密切相关。
通过观测降水的特征和变化，我们可以判断降水的形式、强度以及持续时间，从而对气象灾害的预警和预测提供依据。
总结起来，气象要素能够准确表明大气的物理状态，进而帮助我们了解天气的变化和发生的天气现象。
通过对温度、湿度、气压、风速和降水等气象要素的观测和分析，我们可以更好地预测天气变化，提高对气候变化和气象灾害的应对能力。
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
航空气象1 基本气象要素
温度（C）
－30
－25
－20
－15
－10
－5
0
5
10
15
20
25
30
E（hPa）
0.5
0.8
1.3
1.9
2.9
4.2
6.1
8.7
12.3
17.0
23.4
31.7
42.4
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） • 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
2.露点（td）
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。
3.气温露点差（t-td）
• 气温减去露点就是气温露点差
• 气温露点差表示了空气的干燥潮湿程度
• 气温露点差越小，空气越潮湿。
（二）空气湿度的变化
1.空气中水汽含量的变化 白天大于晚上，夏季大于冬季 2.空气饱和程度的变化 早晨大午后小，冬季大夏季小
0.76
0.69ห้องสมุดไป่ตู้
0.62
0.56
0.48
0.47
0.41
0.38
0.33
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。
（三）局地气温的变化
１.局地气温的周期变化 日较差 --- 一日中气温最高值与最 低值之差 年较差 --- 最热月的平均温度与最 冷月的平均温度之差
三、空 气 湿 度
空气湿度就是用来量度空气中水 汽含量多少或空气干燥潮湿程度 的物理量。
气象要素及其测量
气象要素及其测量气象是大自然中一种重要的自然现象，涉及到各种气象要素的变化。
气象要素是指气象现象中的基本物理量，常用来描述大气状态和变化。
了解和测量气象要素对于预测天气、研究气候变化以及环境保护等方面至关重要。
本文将介绍几种常见的气象要素及其测量方法。
一、温度温度是气象要素中最常见的一个，用来描述空气的热力状态。
温度的测量通常使用温度计或温度传感器进行，常见的温度单位是摄氏度（℃）和华氏度（℉）。
温度计的测量原理是根据物质的热胀冷缩特性来确定温度，广泛应用于气象观测站、气象卫星等。
二、湿度湿度是指空气中水蒸气的含量，也是气象中的重要要素之一。
湿度的测量常用湿度计进行，湿度通常用相对湿度百分比表示。
相对湿度是指单位空气中所含水蒸气的实际含量与饱和含量之比，测量湿度对于预测降雨、确定天气条件非常重要。
三、气压气压是指空气对单位面积的压力，是气象中的另一个重要要素。
气压的测量通常用普通气压计或数字气压计进行，单位通常使用帕斯卡（Pa）或百帕（hPa）。
气压的变化对于推测天气情况有很大的参考价值，也是天气预报中的重要参考因素。
四、风速和风向风速和风向是描述空气运动情况的重要要素，对于了解大气环流、天气形成及风能利用等领域具有重要意义。
风速的测量通常用风速计进行，常用的风速单位是米每秒（m/s）或千米每小时（km/h）。
风向的测量通常使用风向标或风向传感器，常用的风向表示方法有方位角度或方位名称。
五、降水量降水量是指单位面积内某段时间内降落在地表的水的总量，也是气象要素的重要指标之一。
降水量的测量常用雨量计或降水量传感器进行，常用的降水量单位是毫米（mm）。
降水量的测量对于了解降水的分布规律、水文循环等具有重要意义。
六、辐射辐射是指太阳光或地球辐射通过空气传送到地球表面的能量。
辐射的测量通常使用辐射计进行，常用的辐射单位有瓦特每平方米（W/m²）或千焦耳每平方厘米（kJ/cm²）。
辐射的测量对于研究气候变化、太阳能利用等具有重要意义。
基本气象要素
基本气象要素气象要素（meteorological element）表示大气状态的物理量和物理现象通称为气象要素。
主要有：气温、气压、风、湿度、云、降水、蒸发、能见度、辐射、日照以及各种天气现象。
（一）气温气温: 是表示空气冷热程度的物理量。
它实质上是空气分子运动的平均动能。
我国常用摄氏度，英美等国常用华氏温度，而理论工作常用绝对稳定。
摄氏度与华氏度的换算：F=9/5C+32 C=5/9(F-32)一般生活中所说的气温是气象观测所用的百叶箱中离地面1.5米高处的温度。
气温的分布1、等温线世界各地冷热不同，气温的分布有很大差别。
通常用等温线来表示气温的水平分布。
在同一条等温线上，各点的气温相等。
①等温线疏---气温差别小②等温线密---气温差别大2、气温的分布规律及原因①低纬度气温高，高纬度气温低。
（因为随着纬度的升高，地面获得的太阳光照逐渐减少）②同纬度地带，夏季陆地气温高，海洋气温低；冬季相反（由于海陆的物理性质不同造成的，陆地吸热快，放热也快，海洋吸热慢，放热也慢，因此，吸收（或放出）同样的热量，陆地和海洋的温度不一样，因此，海陆上空大气的温度也不一样。
③在山地，气温随海拔升高而降低。
大致每升高100米，气温约下降0.6℃。
气温的变化特征气温的变化→分子动能的变化→空气内能的变化日平均气温：一天中观测气温的平均值。
月平均气温：一月内各日平均气温的平均值。
年平均气温：一年内各月平均气温的平均值。
1、气温的时间变化规律日变化：最高温出现在午后2时，最低温出现在日出前后。
年变化：热带气温年变化小，温带寒带气温年变化大。
北半球（陆地）七月平均气温最高，一月平均气温最低。
气温变化的基本方式1.气温的非绝热变化非非绝热变化：指空气块通过与外界的热量交换而产生的温度变化。
变化的方式主要有：辐射、乱流、水相变化、传导。
辐射：指物体以电磁波的形式向外放射热量的方式。
（空气块之间、地气之间、云之间大气层白天由于太阳辐射而增温，夜间由于向外放出辐射而降温）乱流：空气无规则的小范围涡旋运动，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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传导的概念
传导： 依靠分子的热运动将热量从 高温物体直接传递给低温 物体的现象
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１).局地气温的周期变化
日较差:一日中气温最高值与最低值之差 年较差:最热月的平均温度与最冷月的平均 温度之差
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图1-6 北京十月份气温平均日变化
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对流,大范围的垂直运动
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气温的绝热变化
绝热变化： 空气块与外界
没有热量交换， 仅由于其自身内 能增减而引起的 温度变化。
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绝热变化过程
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气温的非绝热变化
气温的非绝热变化:指空气块通过与外界的 热量交换而产生的温度变化
•辐射 辐射是大气获得热量的最主要方式 •乱流 •传导 •水相变化(蒸发和凝结) •对流,大范围的垂直运动
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辐射的概念
辐射：指物体以电磁波的形式向外放射热 量的方式
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气压的概念
气压即大气压强，在静止大气中,任一高 度上的气压值等于其单位面积上承受的 空气柱的重量
百帕：hPa 毫米汞柱：mmHg 英寸：inches
1个大气压 = 1013.25 hPa = 760 mmHg = 29.92 inches
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图1-7 北京、广州气温的年变化
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２).局地气温的非周期变化
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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湿绝热过程
在绝热过程中，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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不同温度、气压下的γm（℃/100m）
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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干绝热过程
在绝热过程未饱和 空气的绝热过程）
干绝热直减率 γd≈1℃/100m
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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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3.气温的时空变化
日变化 年变化 南北变化 东西变化 随高度变化
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t
γm -20 -10 p
0 10 20
1000 0.86 700 0.81 500 0.76
0.76 0.69 0.62
0.63 0.56 0.48
0.54 0.47 0.41
0.44 0.38 0.33
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实际大气中的温度变化
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1.气温的概念
表示空气冷热程度的物理量 是空气分子平均动能大小的宏观表现
摄氏温标(°C) 华氏温标(°F) 绝对温标(°K)
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三种温标的关系
第一部分 航空气象学基础 第二部分 飞行危险天气及对策 第三部分 航空资料的分析与运用
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第一章 大气的状态其运动
第一节 大气的成分及结构 第二节 基本气象要素 第三节 空气的水平运动 第四节 空气的垂直运动
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乱流的概念
乱流： 空气无规则的小范围涡旋运动， 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
水相变化： 指水的状态变化，水通过相变 释放热量或吸收热量， 引起气 温变化。
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摄氏度与华氏度的换算：
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F 9 C 32 5
C 5 (F 32) 9
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2.气温变化的基本方式
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第二节 基本气象要素
一．气温 二．气压 三．湿度 四．密度 五．基本气象要素与飞行
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一、气 温
1.气温的概念 2.气温变化的基本方式 3.气温的时空变化
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二、气 压
1. 气压随高度的变化 2. 航空上常用的几种气压 3. 气压与高度 4. 气压的水平分布特点
(水平气压场 )
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气压的概念
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p=-ρgh
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