文档介绍：气象学与气候学复****重点第一章绪论天气与气候的区别(时间、空间尺度)气象学发展历程:气象仪器、无线电报、无线电探空仪、遥感探测、自动气象站第二章大气的基本情况大气组成:干洁空气(N2、O2、CO2、O3)、水分、悬浮杂质大气的垂直结构(温度、成分、电荷、大气垂直运动)对流层:①气温随高度增加而降低②垂直对流运动③气象要素水平分布不均匀④主要大气现象发生在此层分层:贴地层、摩擦层、对流中层、对流上层、对流层顶平流层:①25km(臭氧层)以下,气温保持不变;25km以上,气温随高度增加而显著升高。(臭氧层能大量吸收太阳辐射热而使空气温度大大升高)②空气运动以水平运动为主,无明显的垂直运动。③水汽和尘埃含量极少,晴朗少云,大气透明度好,气流比较平稳,适宜飞机航行。中间层:温随高度增加而迅速下降,并有强烈的垂直运动。热层:气温随温度的增加而迅速增高;:气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度比湿:一团湿空气中,水汽质量与该团空气总质量(水汽与干空气的质量)的比值;露点:空气水汽含量不变,气压一定时,使空气达到饱和时的温度,称露点温度气压一定时,露点的高低只与空气中水汽含量有关,水汽含量高,露点高;实际大气中,空气经常处于未饱和状态,露点温度比气温低辐射系统辐射通量及辐射通量密度定义辐射通量:单位时间通过任意面积上的辐射能量辐射通量密度:单位面积上的辐射通量辐射规律(选择)基尔荷夫定律(选择吸收定律):放射能力强(弱),吸收能力强(弱)黑体吸收(放射)能力最强同一物体,温度T时它放射某一波长的辐射,同一温度下也吸收这一波长的辐射。斯蒂芬—波尔兹曼定律:物体温度越高,放射能力越强维恩位移定律:物体的温度愈高,放射能量最大值的波长愈短,随着物体温度不断增高,最大辐射波长向短位移。太阳辐射是短波辐射;地面、大气辐射是长波辐射。太阳辐射太阳辐射光谱:可见光(50%)、红外区(43%)、紫外区(7%)太阳常数:指在日地平均距离条件下,在大气上界,垂直于太阳光线的单位面积,单位时间内获得的太阳辐射能量。值为1370W/m²大气上界的太阳辐射(天文辐射)影响因素:日地距离、太阳高度角、白昼长度天文辐射对热量分布的影响全球获得太阳辐射最多的是赤道,随纬度增高而减少。形成热带、温带、寒带等气候带。夏半年获得天文辐射量最大值在20°~25°的纬带上,由此向两极减少,最小值在极地。(原因:太阳高度角大,白昼长度大于赤道)冬半年北半球获得天文辐射最大在赤道。随纬度增高而减少,到极点为零。高低纬度之间冬季气温差较大。由于日地距离影响,南北半球天文辐射总量是不对称的,南半球夏季各纬圈日辐射总量大于北半球夏季相应各纬圈的日辐射总量。相反,南半球冬季各纬圈日辐射总量小于北半球冬季相应各纬圈的日辐射总量。穿过大气层的太阳辐射(反射、散射、吸收)主要变化:总辐射能有明显地减弱辐射能随波长的分布变得极不规则波长短的辐射能减弱得更为显著散射作用(***)分子散射:直径比太阳辐射波长短的空气分子发生的散射。波长越短,散射越强;如青蓝色天粗粒散射:波长较长的尘埃、水滴。粗粒散射没有选择性,光是可见光-灰白天空。为何日出、日落时太阳呈红色?(1)为太阳高度不同,太阳光通过大气的厚度也不同;(2)大气层愈厚则大气的吸收、散射、反射作用也愈强,到达地面的太阳辐射愈少;(3)太阳高度越小,日光垂直投射时穿过的大气质量就越大;(4)日出、日落时,日光通过的大气质量数最大,短波光的散射增强,红色光在太阳光中的比例增加。故日出、日落时太阳呈红色。到达地面的太阳辐射影响因素:太阳高度角越小,等量的太阳辐射散布的面积就愈大,因而地表单位面积上所获得的太阳辐射就愈小;太阳高度角越小,太阳辐射穿过大气层越厚,被削弱越多,到达地面的直接辐射越少;大气透明系数:透过一个大气质量(m=1)后的太阳辐射强度(S1)与透过前的太阳辐射强度(S0)之比太阳总辐射强度:太阳直接辐射+散射辐射影响因子:太阳高度角太阳总辐射与太阳高度呈正相关关系。大气透明度大气透明度差,到达地面的太阳直接辐射减少,故太阳总辐射减少。大气质量大气质量愈大,到达地面的太阳总辐射愈少纬度、海拔、坡度坡向、云地面、大气辐射地面辐射:由地面发射,指向大气的辐射。大气辐射定义:大气向外的辐射大气对长波辐射的吸收具有选择性大气窗口(8-11μm的地面辐射,大气吸收率很小)影响因素:温度、绝对湿度和云况、海拔大气、地面辐射区别与特点区别:前者有选择性(大气窗口);前者方向为四面八方,后者向上特点:地面平均温度约为300K(27℃),对流层大气的平均温度约为250K(-17℃),故其热辐射中95%以上的能量集中在3-120μm范围内(红外辐射)。其辐射能最大段波长在10-15μm范围内,所以把地面和大气的辐射称长波辐射