气象气候学第一章引论.ppt
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1、气象学与气候学,气象学与气候学,甘肃民族师范学院,3月1日下午,全国政协十届五次会议在人民大会堂新闻发布厅举行首场新闻发布会。会上,媒体记者反映热烈,暖冬对中国经济社会发展会带来那些影响的问题成为问答之间的热点话题。 新闻发言人吴建民表示,“暖冬”问题很重要,气候变化问题已经不是科学家在争论的问题,这是个不争的事实,现在全世界都在关注气候变化问题。气候变化是全球的重大问题,也是人类所面临的共同挑战。,2006年12月26日,科技部、国家发改委、外交部、中国气象局、国家环保总局和中国科学院六部委联合在京举行新闻发布会,正式对外发布气候变化国家评估报告。 气候变化国家评估报告共分3个部分,即“气候
2、变化的历史和未来趋势”、“气候变化的影响与适应”和“减缓气候变化的社会经济评价”。这份报告系统总结了我国在气候变化方面的科学研究成果,全面评估了在全球气候变化背景下中国近百年来的气候变化观测事实及其影响,观测了21世纪的气候变化趋势,综合分析、评价了气候变化及相关国际公约对我国生态、环境、经济和社会发展可能带来的影响,提出了我国应对全球气候变化的立场和原则主张以及相关政策。,3月4日晚:前后,记者在离海岸大约米处的烟台山医院门口发现,烟台市解放路北段已经是“水漫金山”,大部分路灯已经熄灭,车辆无法通行,风暴潮带来的狂风几乎令人无法站立。记者从医院的高处向北向东望去,滨海广场淹没在一片汪洋之中,
3、隐约可以看到巨大的海潮汹涌澎湃,海潮不时掀起约米高的海浪,排山倒海一般压过来。,第一章 引 论,第一节 研究对象、任务和简史 第二节 气候系统概述 第三节 有关大气的物理性状,第一节 研究对象、任务和简史,一、研究对象和任务 图1 二、气象学与气候学的发展简史 三、气象学与气候学和自然地理学的关系 四、气象学与气候学在四化建设中的作用,一、研究对象和任务,气象学:研究大气中各种物理过程和物理现象的科学 气候学:在气象学研究的基础上所形成的研究气候的形成 过程、分布和变化规律的科学,基本概念,(1)大气物理学 (2)天气学 (3)动力气象学 (4)气候学,研究对象,研究任务,(一)通过实践,掌握
4、气象观测、气候统计分析和气候调查的方法,来记述所观测到的气候现象,从定性和定量两方面说明他们的特性。 (二)探讨它们的正确解释和研究它们的发展规律,特别要掌握天气演变和气候形成的规律性,了解和解释各不同地区的气候特征,弄清气候资源及其地理分布,进行气候分类和气候区划,研究气候变迁的原因及其规律。 (三)应用已发现的规律,采取有效措施,充分利用气候资源,减少人类活动对气候的不利影响,防御或减少气候灾害,为有关的生产建设服务。 (四)气象学、气候学与自然地理学、环境生态学和区域地理等有密切的依存关系,在教学中还应注意为这些有关后续课程奠定必要的基础。,二、气象学与气候学的发展 简 史,(一)萌芽时
5、期(准备阶段) (二)发展初期 (三)发展时期,(一)萌芽时期(准备阶段),萌芽时期主要指16 世纪中叶以前。 这时期的特点是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,积累了一些感性认识和经验,对某些天气现象做出一定的解释。, 发展初期包括16 世纪中叶到19 世纪末。 1593 年意大利学者伽利略(Galileo)发明温度表,1643 年意大利学者托里拆利(Torricelli)发明气压表。 这一时期气象学与气候学的主要研究成果有: 海平面上风压关系律、气旋模式和结构、大气中光电现象和云雨形成的初步解释、大气环流的若干现象解释。世界年平均气温分布图、世界月平均气压分布图、世界
6、年降水量分布图等。德国学者汉恩(Hann)于1883 年开始陆续出版了气候学手册三大卷。,(二)发展初期,(三)发展时期,1.早期20 世纪的前50 年,在此期间气象学的发展中有三大重要进展 : (1)锋面学说 (2)长波理论 (3)降雨学说,在气候学方面也有长足的进展,(三)发展时期,2.近期20世纪50 年代以后,由于电子计算机和新技术如雷达、激光、遥感及人造卫星等的使用,大大地促进了气象学与气候学的发展。其主要表现如下:,(1)开展大规模的观测试验,(2)对大气物理现象进行数值模拟试验,(3)把大气作为一个整体进行研究,(4)气候学领域中的科学革命,三、气象学与气候学和自然地理学的关系,
7、1、气象学与气候学和陆地水文学 2、与生物学的关系 3、与地貌学的关系 4、与土壤地理学的关系,四、气象学与气候学在现代化 建设中的作用,1、农业 2、交通运输业 3、城建 4、国防与军队,复习与思考,1、气象学与气候学研究的对象是什么? 2、气象学与气候学发展的各个阶段的成果有那些? 3、举例说明气象学与气候学在四化建设中的应用 4、常识: 世界上第一个气象站于1653年在意大利建立; 世界上第一颗气象卫星是美国与1960.4.1发射的; 世界上第一张天气图于1820年由白朗弟绘制成; 最早编制云图的国家是中国,编制与14世纪,名称为白猿献三老图,载有云图132幅; 世界气象日为每年的3月2
8、3日; 中国气象学会于1924年10月10日在青岛成立。,第二节 气候系统概述,气候系统概念: 气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的,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。太阳辐射是这个系统的能源。在太阳辐射的作用下,气候系统内部产生一系列的复杂过程,这些过程在不同时间和不同空间尺度上有着密切的相互作用,各个组成部分之间,通过物质交换和能量交换,紧密地结合成一个复杂的、有机联系的气候系统。,气候系统的五大子系统: 大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈,一、大气圈概述,(一)大气的组成,(二)大气的结构,(一)大气的组成,干洁空气,水汽,大气气溶胶粒子
9、(固体和液体微粒),干洁空气,(1)定义 (2)成分 N2最多气体 ;生命体重要成分 ;不活跃气体 ;豆科植物养料 O2次多气体 ;呼吸必需气体 ;化学性质活泼 CO2 含量甚微 ;来源:生命呼吸、土壤有机体腐化、分解、化石燃料燃烧;作用:光合作用的原料,强烈吸收地面辐射,温室气体。 O3形成过程;垂直分布;原因;作用;臭氧层问题,水 汽,来源: 分布:垂直 水平 性质与作用:,思考题: 为何雨前闷热,雨后凉爽? 为何有云的夜晚比无云夜晚暖和?,成分 作用,大气气溶胶粒子,概念 两种烟雾类型 防治措施,大气污染,洛杉矶光化学烟雾,光化学烟雾污染,伦敦烟雾污染事件,(二)大气的结构,大气层高度(
10、大气的上界)的确定,密度上界2000-3000千米,物理上界极光-1200千米,(二)大气的结构,气温湿度在垂直方向上的分布;,大气的垂直分层的依据,大气中的扰动程度;,不同程度上的电离现象。,大气的垂直分层,对流层,对流层特点,对流层是大气的最下层,它的下界为地面,集中3/4大气,90%水汽,日常所见的大气现象均发生在此层,也是对人类生活、产生最有影响的层次。,气温随着高度而降低,空气具有强烈的对流、乱流运动,气象要素水平分布不均匀:,在对流层内,按气流和天气现象分布特点又可分为三层。 下层:又称摩擦层或扰动层。它的范围自地面到2km高度。下层受地面强烈影响摩擦作用、湍流交换十分明显,各气象
11、要素具有明显的日变化。由于本层的水汽、尘粒含量多,因而低云、雾、霾、浮尘等出现频繁。 中层:从摩擦层顶到6km左右高度。这一层受地表影响较小,气流的状况基本上可以表征整个对流层空气运动的趋势。大气中的云和降水现象大都产生在这一层。 上层:从6km高度到对流层顶。由于这一层离地面更远,受地表影响更小,水汽含量极少,气温常在0以下,各种云多由冰晶和过冷水滴组成。在中、低纬度地区上层,常有风速30m/s的强风带出现。 此外,在对流层和平流层之间有一个厚度为数百米至1-2km的过渡层,称为对流层顶。此层主要特征是:气温随高度增加变化很小,甚至无变化。这种温度的垂直分布抑制了对流作用的发展,上升的水汽、
12、尘粒多聚集其下,能见度变坏。对流层顶的温度在低纬度地区平均为-83,在高纬度地区约为-53。,温度随高度升高而增加 在平流层内,随着高度的增高,气温最初保持不变或微有上升,自25km以上气温随高度增加而明显上升,到平流层顶可达-3左右,平流层这种气温分布的特征,主要是臭氧对太阳紫外线的强烈吸收。虽然25km以上臭氧的含量已逐渐减少,但紫外辐射的强度随高度逐渐增强,而空气密度随高度升高又迅速减小,致使高层吸收的有限辐射可以产生较大的温度增量。 没有强烈的对流运动 平流层温度随高度升高而增加,不利于空气对流运动发展。所以叫平流层。飞机在此层飞行不易颠簸。 水汽、尘埃含量很少 平流层远离地面,加之有
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- 气象 气候学 第一章 引论
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