气象学与气候学绪论资料
《气象学与气候学基础》第一章：绪论.
• 在研究方法上，当代气候学除了继承并发展了传统气候学的 统计方法外，还要求对气候系统进行全面系统的观测和综合 分析，并对气候系统相互作用过程和气候形成、变化的动态过 程进行物理-动力学理论研究和数值模拟。
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
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
候的长期平均状况。气候具有地方性的特点。
一、气候的概念
• 100多年来，“气候”的概念随人们对气候现象认识的不 断深入，而不断地变化：
– 洪堡（A.V.Humboldt, 1845）本、阿里索夫等
• 经典的气候概念：（三个要素）
– 月平均气温 – 月总降水量 – 月平均气压 – 30年的观测值
•
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：
资环《气象原理与气候学》讲稿概要
资环《⽓象原理与⽓候学》讲稿概要第⼀章绪论第⼀节⽓象学与⽓候学的概念meteorology and climatology⼀、⽓象学的概念及研究领域1、概念：⽓象学就是研究⼤⽓中所发⽣的各种物理现象和物理过程的形成原因，时空分布和变化规律的学科。
2、研究领域按传统，⽓象学可分为：物理⽓象学，天⽓学，动⼒⽓象学。
从应⽤观点出发，⽓象学可分为农业⽓象学、⽔⽂⽓象学、污染⽓象学、航空⽓象学、航海⽓象学、军事⽓象学、医疗⽓象学等。
⼆、⽓候学的概念及研究领域1、概念：⽓候学是研究⽓候的特征、分布、变化、形成及其与⼈类活动相互关系的学科。
（1）天⽓是某⼀瞬间⼤⽓的状态和⼤⽓现象的综合。
（2）⽓候是在太阳辐射，下垫⾯和⼤⽓环流的影响下形成的天⽓的多年综合状况。
（3）两者的关系：天⽓是⽓候的基础，⽓候是天⽓的综合表现。
天⽓是⼤⽓物理过程的短时或瞬时状态，⽽⽓候则是长时段的⽓象要素的周期表现。
与天⽓相⽐，⽓候具有稳定性和地区性。
2、研究领域：按研究所⽤的原理和⽅法可分为天⽓⽓候学、物理动⼒⽓候学和⾃然⽓候学等。
按研究的尺度可分为⼤⽓候学、中⽓候学和⼩或微⽓候学。
按研究时段和所⽤资料可分为古⽓候学或地质时期⽓候学，历史时期⽓候学和近代⽓候学等。
从应⽤观点出发，⽓候学可分为建筑⽓候学、农业⽓候学、航空⽓候学、航海⽓候学、医疗⽓候学等。
第⼆节⽓象学与⽓候学在国民经济中的意义及发展⼀、⽓象⽓候情报服务⼆、天⽓、⽓候预报服务（⼀）天⽓预报服务（⼆）⽓候预报服务（三）展望性⽓候影响评价三、⽓候资源的开发利⽤四、⼈⼯影响天⽓和改善⽓候环境第三节⼤⽓的基本情况⼀、⼤⽓的组成和⼤⽓污染（⼀）⼤⽓的组成1、⼲洁空⽓：氮⽓：⼤⽓中含量最多的⽓体，是地球上⽣命体的基本成分，以蛋⽩质的形式存在于有机体中。
氧⽓：⼲空⽓中次多的⽓体，是维持⼈类及动植物⽣命极为重要的⽓体，在各种化学变化中起重要作⽤。
臭氧：能强烈吸收紫外线，对地球上的有机体⽣存其保护作⽤。
气象学与气候学 绪论分析
概念 2
天气 某一地区在某一瞬间或某一段时间内大气状况和大气 现象的综合。 大气状态：大气的气压、气温和湿度等。 大气现象：大气中的风、云、雾、雨、雪等现象。 天气预报：气温、相对湿度、露点、气压、风速及风 向、云覆盖度、降水等。 例如：三亚市某日的最高气温30°C，最低气温 20°C ，午后有雷阵雨，这些都属于天气现象。 “今天天气很好，风和日丽，晴空万里；昨天天 气很差，风雨交加”等等
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。
天气现象
大气中的光现象
积雨云降雨已移过测站，但云 的后部仍在下雨，被太阳照射之后， 由于雨滴对阳光的折射和反射作用 而形成内紫外红的虹（一次反射， 两次折射）。同时也出现明显的内 红外紫的霓（两次反射，两次折 射）。霓是大气中有时和虹出现的 一种光的现象，也叫“副虹”，形 成与彩虹大致相同，霓弱于虹 。
朝霞不出门，晚霞行千里。
三月三，脱了棉袄换布衫。
有雨山戴帽，无雨山没腰。
天上鱼鳞斑，晒谷不用翻。
国外气象学的萌芽：
公元前4世纪希腊哲学家Aristotle著有 《气象学》一书
古希腊人认为地球上由于太阳光线
倾斜角度的不同，才产生气候的差 异，并建立了关于热带、温带和寒 带的概念 在这一时期，气象学和天文学是混在一 起的，可以说具有天象学的性质。
B.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：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：气候变化慢，时间长。
气象学与气候学基础
气象学与气候学基础•目录：•前言•第一章绪论•1.1气象学与气候学的概念•1.1.1气象学的概念•1.1.2气候学的概念•1.2气象学与气候学在国民经济中的意义•1.2.1气象气候情报服务•1.2.2天气、气候预报服务•1.2.3气候资源的开发利用•1.2.4人工影响天气和改善气候环境•1.3气象学和气候学的发展•总结与提要•复习思考题••第二章大气的基本情况•2.1大气圈和气候系统•2.1.1大气圈•2.1.2水圈、陆面、冰雪圈和生物圈概述•2.1.3气候系统内部各成员间的相互作用•2.2主要气象要素•2.2.1气温•2.2.2气压•2.2.3湿度•2.2.4降水•2.2.5风•2.2.6云量和云状•2.2.7能见度•2.3空气的状态方程•2.3.1理想气体的状态方程•2.3.2干空气的状态方程•2.3.3湿空气状态方程与虚温•总结与提要•复习思考题••第三章辐射过程•3.1辐射的基本知识•3.1.1辐射与辐射能•3.1.2辐射光谱•3.1.3物体对辐射的吸收、反射和透射•3.1.4辐射的基本定律•3.2太阳辐射•3.2.1大气上界的太阳辐射•3.2.2太阳辐射在大气中的减弱•3.2.3到达地面的太阳辐射•3.2.4地面对太阳辐射的反射•3.2.5地球行星反射率•3.3地面和大气的辐射•3.3.1地面和大气的长波辐射•3.3.2大气对长波辐射的吸收•3.3.3地面有效辐射•3.3.4长波射出辐射•3.4辐射差额•3.4.1辐射差额•3.4.2地气系统辐射差额的地理分布•3.5全球热量平衡•3.5.1地面热量平衡•3.5.2全球热量平衡模式•3.6天文气候带•3.6.1赤道带•3.6.2热带•3.6.3副热带•3.6.4温带•3.6.5副寒带•……•第四章大气的热力学过程•第五章大气中的水分•第六章气压变化和大气的水平运动•第七章大气环流•第八章天气系统•第九章下垫面对气候的影响•第十章人类活动对气候的影响•第十一章气候的分布和气候分类•第十二章气候变化•附图世界气温、降水资料测站位置图•附表世界气候资料表•主题词索引•参考文献。
绪论气象与气候学教学课件
第一节气象学简介1.气象学的定义和研究内容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。
②研究对象：大气圈。
主要研究内容：a.大气的一般特性。
b.大气现象的发生、发展、及能量的来源。
c.探求大气现象的本质、寻求变化规律。
d.将大气现象中的规律应用于实践。
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：大气中的增温、冷却、蒸发、凝结等过程。
2.气象学的发展分支①大气物理学、动力气象学、应用气象学、大气探测学、人工影响天气学等。
②天气学③气候学a天气学定义：研究地球条件下不同的区域内所产生的天气系统、天气过程的成因、演变规律，并在天气预报上应用的科学。
研究对象：地球上的大气天气系统：引起天气变化和分布的高压、低压、高压脊、低压槽等。
天气过程：天气系统的发生、发展、消失、演变的全过程。
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做出主、客观判断。
b气候学定义：研究地球上气候的形成原因、分布类型、变化规律的科学。
研究对象：地球上的气候。
c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。
②变化周期不同：天气：变化快，周期短。
气候：变化慢，时间长。
③各自研究的系统不同：天气：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。
具有地方性的特点。
3.本学科在生产中的应用:主要表现在三个方面:①提供气象观测资料，并加以整理分析，找出其规律性与特性，供生产建设部门应用。
②提供未来天气预报和气候变化趋势预报，做生产建设部门的参谋。
《气象学与气候学基础》第一章：绪论
当代气候学的三个特点
• 从气候变化来研究气候；
– 由于认识到气候变化有一个很宽的时间谱，长者在 10000年以上，短到1年、季尺度。所以，现代气候是从变 动中认识气候，而不再仅仅局限于追求解释气候平均值。 这也就推动了气候预测研究的发展。
• 从气候系统来研究气候；
– 把研究范围扩大到整个气候系统，即包括大气、海洋、冰 雪、陆地、生物圈。因为人们已经发现，仅仅研究大气， 不可能认识气候形成的过程，也不可能对气候变化作出 有成效的预测。
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。
• 从气候动力学来研究气候。
三、20世纪气候学理论研 究的成就
1. 2. 3. 4. 5. 6. 世界三大涛动 大气环流 月平均环流 大气环流试验 沃克环流 温室效应 7. 月平均环流预测 8. ENSO预报 9. 时滞振子理论 10. 温盐环流 11. 季平均环流预测
世界三大涛动
• 北大西洋涛动（NAO） • 北太平洋涛动（NPO） • 南方涛动（SO）
大气环流
沃克环流（Walker circulation）
• 存在于赤道附近低纬度地带东西向的热力直接环 流。首先由J.皮耶克尼斯在1969年提出，他认为 这和早先G.T.沃克所称的南方涛动有联系（见大 气活动中心）。 在东太平洋赤道区，由于秘鲁寒流带来了冷海水， 又由于东风所引起的厄瓜多尔和秘鲁沿岸的海水 上翻，形成了一条从南美西岸沿赤道向西伸延的 冷水舌，致使赤道区太平洋西部和东部之间，出 现很大的温度差异：就多年平均来说，西太平洋 和印度尼西亚地区海水的水温较秘鲁沿岸水温约 高 8°C以上。这样，通过海洋对大气的加热作用， 就使暖空气在西太平洋和印度尼西亚一带上升到 高层之后，一部分向东流动，到达中、东太平洋冷 水区上空下沉，在低层转而向西流动，形成了一 个热力直接环流。这就是太平洋地区的沃克环流。 它是赤道海洋表面因水温的东西面差异而产生的 一种纬圈热力环流.
气象学原理与气候学绪论
基于气象学原理和方法，对未来天气进行 预测，为公众提供出行和生活指导。
通过分析长时间序列的气候数据，研究全 球和区域气候变化的趋势和原因，为应对 气候变化提供科学依据。
农业和水利
环境和生态保护
根据气象和气候信息，合理安排农业生产 和水资源管理，提高农业产量和水资源利 用效率。
通过监测大气污染物、温室气体等，评估 环境质量和生态系统的健康状况，为制定 环境保护政策提供依据。
气象学原理与气候学绪论
• 绪论 • 气象学原理 • 气候学绪论 • 气象灾害与防御 • 全球气候变化与应对
01
绪论
气象学与气候学的定义
气象学
研究大气圈中的物理、化学和生 物现象，以及这些现象的演变和 预测的科学。
气候学
研究地球上气候系统的形成、演 变和预测的科学，包括大气圈、 水圈、岩石圈和生物圈等。
气象灾害的防御措施
建立防灾减灾体系 加强气象灾害防御法律法规建设， 建立健全各级政府防灾减灾组织 体系，提高全社会防灾减灾意识 和能力。
开展科普宣传教育 加强气象灾害防御知识宣传教育， 提高公众对气象灾害的认识和自 我防范意识，减少灾害损失。
加强灾害监测和预警 加大投入力度，完善气象灾害监 测网络，提高预警准确率和时效 性，为防灾减灾提供有力支持。
气候变化
自然变化
气候的自然变化是由地球自身运动和自然环境变化引起的，如火山喷发、太阳 辐射变化等。
人为变化
人类活动对气候产生的影响称为人为变化，如工业生产、土地利用等排放的温 室气体导致全球气候变暖。
人类活动对气候的影响
温室气体排放
01
人类活动产生的温室气体排放导致大气中温室气体浓度增加，
进而引起全球气候变暖。
《气象学与气候学教学课件》0-绪论
02
气象学与气候学概述
气象学定义
气象学是一门研究地球大气圈中发生的各种气象现象、大气 过程的学科。它涉及到大气圈中的风、云、雨、雪、雷电、 雾、霾等天气现象的形成、演变和预测，以及大气圈与其他 圈层相互作用对地球气候的影响。
气象学的研究方法包括观测、实验、数值模拟和理论研究等 ，它为天气预报、气候预测和环境监测等领域提供了重要的 科学依据。
掌握气象学与气候学的基本概念、原理和方法。
了解地球气候系统的组成、结构和功能，理解气 候变化的原因、机制和影响。
掌握气象观测和数据分析的基本技能，培养解决 实际问题的能力。
本课程的学习方法
注重理论与实践相结合
在学习基本理论的同时，关注实际应用和案 例分析，通过实践加深对理论的理解。
跨学科学习
结合地理学、环境科学、物理学等相关学科的知识 ，全面理解地球气候系统的复杂性和相互关联性。
气候变化研究
总结词
气候变化研究是气象学与气候学的核心任务之一，通过对历史气候数据的分析以及对未来气候变化的 预测，为全球环境保护和可持续发展提供科学依据。
详细描述
气候变化研究是当前全球面临的重要问题之一。通过对长时间尺度的气候数据进行分析，气象学家和 气候学家能够了解地球气候系统的演变规律，探究气候变化的成因和机制。同时，预测未来气候变化 对于制定应对策略、减少温室气体排放、保护生态环境等方面具有重要意义。
02
通过实验设计和操作，探究气象 学与气候学的原理和规律，培养 科学探究的能力和精神。
培养分析和解决问题的能力
分析和解决问题的能力是气象学与气 候学学习中必不可少的能力，学生应 在学习过程中注重培养。
通过案例分析和实际问题解决，提高 分析问题的能力和解决实际问题的能 力，为未来的学习和工作打下坚实的 基础。
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气象学的定义与研究对象
论
气象学的发展简史
气象学与农业和环境的关系
0.1 气象学的定义与研究对象
▪ 气象学 ▪ 天气学 ▪ 气候学
定义及研究对象
概念1
▪ 气象： 在地球大气中每时每刻都在发生着风、云、雨、 雪、雷电、旱涝、寒暑等等各种各样的自然现象， 这些现象统称为天气现象，简称为气象。
▪ 气象学： 研究大气中各种天气现象（包括人类活动对它的 影响）及其演变规律，以及如何利用这些规律为 人类服务的一门科学。[气象学这门科学的名称， 已有改称“大气科学”的趋势。]
国外气象学的萌芽：
➢ 公元前4世纪希腊哲学家Aristotle著有 《气象学》一书
古希腊人认为地球上由于太阳光线 倾斜角度的不同，才产生气候的差 异，并建立了关于热带、温带和寒 带的概念
➢ 在这一时期，气象学和天文学是混在一 起的，可以说具有天象学的性质。
▪ 星星密，雨滴滴。 ▪ 星星稀，好天气。 ▪ 星星明，来日晴。 ▪ 蜜蜂归窠迟，来日好天气。 ▪ 鱼儿出水跳，风雨就来到。 ▪ 水缸穿裙，大雨淋淋。 ▪ 朝霞不出门，晚霞行千里。 ▪ 三月三，脱了棉袄换布衫。
▪ 日落乌云涨，半夜听雨响。 ▪ 日落胭脂红，非雨便是风。 ▪ 日落云里走，雨在半夜后。 ▪ 天上跑台云，地上雨淋淋。 ▪ 西北起黑云，雷雨必来临。 ▪ 云自东北起，必有风和雨。 ▪ 有雨山戴帽，无雨山没腰。 ▪ 天上鱼鳞斑，晒谷不用翻。
气象学因国民经济建设和人民生活要求，已形成 众多分支（大气物理学，天气学，气候学，农业 气象学，水文气象学，航空气象学；各类建设和 生活需求——海洋预报、台风预报、沙尘暴预报、 紫外线预报…，穿衣指数、晾晒指数、舒适度指 数、大气环境指数、孝喘指数…）。
概念 2
天气
某一地区在某一瞬间或某一段时间内大气状况和大气 现象的综合。 大气状态：大气的气压、气温和湿度等。 大气现象：大气中的风、云、雾、雨、雪等现象。
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。
天气与气候的差异
天气
时间尺 度
短
稳定性
差
空间尺 度
小
气候 长
强
大
15
三部分的关系：
气象学是基础，天气学是纽带， 气候学是综合。
▪ 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、交等生产。
气候学
研究地球上气候的形成原因、分布类型、变化 规律的科学。 气候学的研究对象：地球上的气候。
▪ 天气与气候的区别： ▪ A.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。
在我国：
➢ 三千年前殷代甲骨文中出现关于大气现 象的记载
➢ 春秋战国时期确定二十四节气 ➢ 秦汉时出现世界上最早关于物候的文
献——《吕氏春秋》、《淮南子》和 《礼记》等 ➢ 风向器、湿度计的发明和应用，始自汉 代的雨量和水旱灾记录丰富、历史最悠 久 ➢ 积累了大量的预知未来天气的天气谚语
天气谚语
天气预报：气温、相对湿度、露点、气压、风速及风 向、云覆盖度、降水等。
例如：三亚市某日的最高气温30°C，最低气温 20°C ，午后有雷阵雨，这些都属于天气现象。 “今天天气很好，风和日丽，晴空万里；昨天天 气很差，风雨交加”等等
天气学
a.天气学的定义:
天气学是研究一定地理条件下，不同区域内 所产生的天气系统、天气过程的成因演变规律， 并在天气预报上应用的科学。
▪ B.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：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：气候变化慢，时间长。
▪ C.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
▪ 天气学的目的——提供准确的天气预报， 预防自然灾害，最大限度地减少灾害造成 的损失。
▪ 气候学的目的——预报气候的长期变化规 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。
0.2 气象学的发展简史
1. 萌芽时期 时间：16世纪中叶以前 特点：由于人类生活和生产的需要，进行一些零 星的、局部的气象观测，积累一些感性认识和 经验，对某些天气现象做出一定的解释。 在我国 在国外
天气现象
大气中的光现象
天气现象
积雨云降雨已移过测站，但云 的后部仍在下雨，被太阳照射之后， 由于雨滴对阳光的折射和反射作用 而形成内紫外红的虹（一次反射， 两次折射）。同时也出现明显的内 红外紫的霓（两次反射，两次折 射）。霓是大气中有时和虹出现的 一种光的现象，也叫“副虹”，形 成与彩虹大致相同，霓弱于虹 。
天气现象
天空中的圆月被 一层薄云遮盖，月光 透过薄云时，产生衍 射而形成了彩色光环 的华。
高积云的边缘已遮住了 太阳，由于云中水滴对阳光 的衍射而形成内蓝外红的华。
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。
天气系统：引起天气变化和分布的高压、低压、高 压脊和低压槽等。
天气过程：天气系统的发生、发展、消失和演变的 全过程。
天气预报：人们根据对天气演变规律的认识，利用 多种观测及模拟手段，对未来一定时期内天气变 化作出主、客观的判断。
b.天气学的研究对象: 地球上的天气。
概念 3
气候
在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动 的长期作用下，在某一时段内大量天气的综合。 不仅包括该地多年的平均天气状况，也包括某些 年份偶尔出现的极端天气状况。