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。通过辐射传播的能量称为辐射能，也简称辐射

➢太阳辐射

太阳辐射穿过大气后的变化

原因：

特点：

地面和大气的辐射

➢地面和大气长波辐射的特点

长波辐射在大气中的传输过程与太阳辐射的传输有很大的不同。第一，太阳辐射中的直接辐射是作为直接的定向的平行辐射进入大气的，而地面和大气辐射是漫射辐射。第二，太阳辐射在大气中传播时，仅考虑大气对太阳辐射的消弱作用，而未考虑大气本身的辐射影响。第三，长波辐射在大气中传播时，可以不考虑散射作用

大气的增温和冷却

➢海陆的增温和冷却的差异

➢空气的增温和冷却

✧空气的绝热过程

✧干绝热

✧湿绝热

✧干湿绝热直减率

✧湿空气的位温和假相当位温

➢空气温度的个别变化和局地变化（区别）

➢大气静力稳定度

概念：大气稳定度是指气块受任意方向扰动后，返回或者远离原来平衡位置的趋势和程度。

判断大气稳定度的基本方法（用湿度来判断）

大气中的水分

➢蒸发和凝结

了解水相变化；饱和水汽压的概念，与温度的，蒸发面性质，蒸发面性状的关系

➢地表面的大气中的凝结现象

露和霜；雾凇和雨凇（晶状雾凇和粒状雾凇）；云和雾；霜和霜冻；辐射雾、平流雾。

积状云的形成：积状云多形成于夏季午后，孤立分散，云底平坦和顶部凹起的外貌形态。积状云的形成总是与不稳定大气中的对流上升云底相联系。有对流能否形成积云，除了取决于凝结的条件外，还取决于对流上升所能达到的高度。如果对流上升所能达到的高度高于凝结高度，则积状云形成。对流越强，对流上限高于凝结高度的差值就越大，积状云的厚度就越大。对流上升区的水平范围愈大，则积状云的水平范围也愈大。

层状云的形成：层状云是由于空气大规模的系统性上升运动而产生的，主要是锋面上的上升运动引起的。通常水平范围大，上升速度只有s，因持续时间长，能使空气上升好几千米。例如暖空气向冷空气一侧移动时，由于二者密度不同，稳定的暖湿空气沿冷空气斜坡缓缓滑升，绝热冷却形成层状云。

➢降水

雨滴增长的物理过程：

云滴凝结（或者凝华）增长：凝结(或凝华)增长过程是指云滴依靠水汽分子在其表面上凝聚而增长的过程。在云的形成和发展阶段，由于云体继续上升，绝热冷却，或云外不断有水汽输入云中，使云内空气中的水汽压大于云滴的饱和水汽压，因此云滴能够由水汽凝结(或凝华)而增长。但是，一旦云滴表面产生凝结(或凝华)，水汽从空气中析出，空气湿度减小，云滴周围便不能维持过饱和状态，而使凝结(或凝华)停止。因此，一般情况下，云滴的凝结(或凝华)增长有一定的限度。而要使这种凝结(或凝华)增长不断地进行，还必须有水汽的扩散转移过程，即当云层内部存在着冰水云滴共存、冷暖云滴共存或大小云滴共存的任一种条件时，产生水汽从一种云滴转化至另一种云滴上的扩散转移过程。例如，在冰晶和过冷却水滴共存的混合云中，在温度相同的条件下，由于冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压，当空气中的现有水汽压介于两者之间时，过冷却水滴就会蒸发，水汽就转移凝华到冰晶上去、使冰晶不断增大，而过冷却水滴则不断减小。当冷暖云滴共存或大小云滴共存时，同样也可发生这种现象，使冷(或大)的云滴不断增大。

云滴的冲并增长：云滴经常处于运动之中，这就可能使它们发生冲并。大小云滴之间发生冲并而合并增大的过程，称为碰并增长过程

雨和雪的形成

雨的形成：由液态水滴（包括过冷却水滴）所组成的云体称为水成云。水成云内如果具备了云滴增大为雨滴的条件，并使雨滴具有一定的下降速度，这是降落下来的就是雨或者毛毛雨。有冰晶组成的云体称为冰成云，而有水滴和冰晶共同组成的云称为混合云。从冰成云或者混合云中降下的冰晶或者雪花，下落到零度以上的气层内，融化以后也成为雨滴下落到地面，形成降雨

雪的形成：在混合云中，由于冰水共存使冰晶不断凝华增大，称为雪花。当云下温度低于零度时，雪花可以一直落到地面而形成降雪

人工影响暖运降水

大气运动

➢气压随高度和时间的变化

气压随高度的变化

变化规律及原因：根本原因是其上空大气柱中的空气质量的增多或减少。大气柱的质量的增减是大气柱厚度和密度改变的反映。当空气柱增厚、密度增大是，则空气质量增多，气压就升高。反之，气压则减小。因而，任何地方的气压值总是随着海拔高度的增高而递减.

静力学基本方程；单位高度气压差；单位气压高差；压高方程

气压随时间的变化（简单描述）