文档介绍：第一章绪论
气象学(meteorology) —专门研究大气现象和过程,探讨其演变规律和变化,并直接或间接用之于指导生产实践为人类服务的科学。
气候学:研究气候的空间分布、时间变化规律、形成及其与人类活动相互关系,并在此基础上进行气候预测的科学。研究对象:地球上的气候(气候系统)
天气学—研究天气系统和天气现象发生、发展及其变化的基本规律,并利用这些规律来预测未来天气的学科
气候的定义:在太阳辐射和气候系统各子系统相互作用下,某一区域在某一特定时段内大量天气过程的综合。这种天气综合不仅包括该地经常发生的天气状况,也包括特殊年份偶然出现的极端天气状况。
天气:某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气现象(风、云、雨、雪、干、湿、雷、电等)及其状态(温度、压强、湿度、密度等)的综合。
天气与气候的练****与区别:
两者存在统计联系
气候是大量天气过程的综合、包含天气平均状态和极端状态
区别:时间尺度、变化特点、影响因子
气候系统:是由大气圈、水圈、陆地表面(岩石圈)、冰雪圈和生物圈等组成的,能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。
气候系统的控制与强迫
外强迫:太阳辐射【地球轨道参数、太阳常数的变化等】、地球重力场
内强迫:各子系统的变化、演变等。如大陆漂移、地形变化
大气圈
1)组成:干洁空气、水汽、固态和液态微粒(气溶胶粒子)
2)水平尺度与垂直尺度:106m / 104m
3)动力、热力性质:
热惯性小:其热力响应时间约为1个月
输送作用强:热量、水汽、动量、气溶胶、CO2、O3等
动力作用活跃:水平运动和垂直对流,形成各种天气现象
水是大气中唯一具有三态的气体,含量不定。
温室效应:大气中的温室气体对太阳辐射的吸收很少,但却能强烈地吸收地面辐射,同时又向地面放射长波辐射,补偿地面因放射辐射而损失的能量,使地面气温升高的效应。
排放温室气体的人类活动:
化石能源燃烧活动(CO2等),化石能源开采过程(CO2和CH4),工业生产过程(CO2),农业和畜牧业(CH4),废弃物处理(CH4和N2O),土地利用变化(CO2)
大气的垂直结构:根据垂直方向上大气温度变化、运动状态、密度及成分的变化等,将大气分为:对流层、平流层、中间层、热层、散逸层
水圈:组成:海洋、河流、湖泊、地下水和地表上的一切液态水
海洋:①总面积:%
②温度结构:混合层(表层约50-100m);斜温层(跃温层,温度梯度大);深温层(等温层,500-1000m以下)
③盐度结构:表层约500m以内变化较大,因纬度而异;深层趋于均匀
④动力、热力性质:反射率小、热容量大、流速小,动力、热力惯性大(气候系统的能量库,%)
⑤变化的时间尺度:几个月~几年(上层海洋) 世纪尺度(深层海洋)
⑥对气候的影响:(1)对温度的调节作用、水汽源地;(2)海-气相互作用
岩石圈:
(1)构成:地球表层的固体表面,由岩石、土壤和沉积物组成。包括高原、平原、山地、丘陵、盆地等。(2)反照率:较海洋大,~(3)热力性质:热容量小,热惯性小(4)演变时间:105-109年以上(5)山脉形成:105~108年大陆漂移:106~109年陆块位置和高度变化:109年以上(6)气候影响:动力作用、热力作用、物质交换
冰雪圈:
(1)构成:大陆冰原、高山冰川、海冰和地面雪盖,包括格陵兰、南极、大陆冰川、冻土等(2)热力性质:反射率大(3)变化时间尺度{陆地雪盖:季节~年际变化;海冰:季节~几十年际变化;大陆冰原和高山冰川:几百年~几百万年} (4)作用:淡水的重要来源;高反照率高,对气候有重要作用
生物圈:构成:陆地和海洋中的植物、空气、海洋和陆地生活的动物,包括人类本身
作用:调节温室气体及其它大气成分(CO2、CH4、水分等)
植被:影响地表反照率、蒸发、蒸腾、径流、表面粗糙度、CO2平衡等
变化时间尺度:10-1~107年(季节~千年)
人类活动通过改变地表特性和大气成分对气候产生影响。
气候系统的基本性质:(1)气候系统是一个复杂的、高度非线性的开放系统
系统:许多物体(成分)和属性(变量)组成的结构群,这些物体和属性之间通过一定的物理过程而相互联系,并按某种观测的型作为一个复杂的整体而起作用。
系统的分类:
开放系统:有能量和物质与系统外交换。
封闭系统:有能量但无物质与系统外交换。
孤立系统:没有能量和物质与系统外交换。
(2)各个气候子系统间显著的热力学和动力学属性差异
(3)气候系统的反馈性
反馈:将系统的部分输出作为输入重新输进系统,从而使系统的净响应得到改变
分类:正反馈:反馈过程造成的变化与原变化同号,系