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1、精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 独家原创 1 / 19大气物理与大气探测学大气物理与大气探测学知识点知识点大气物理与大气探测学知识点1.熟悉大气物理与大气探测学研究的内容，也要明白大气物理与大气探测的区别。大气物理学是研究大气的物理现象（声光电等） 、物理过程及其演变规律的学科，是大气科学的一个分支。大气探测学是大气科学的另一个基础性学科分支，主要研究大气状态和过程的信息探测技术、观测方法和信息处理技术。探测的对象包括地面和高空的大气状态和过程参数。2.基本名词的理解，从大气科学的角度解释，温室效应，温室气体，阳伞效应，ENSo，酸雨，大气污染，雾，露点（霜点） ，
2、沙尘暴，极光，臭氧空洞，湖陆风（焚风） ，城市热岛，大气中的光现象解释（如海市蜃楼，虹，天空蓝色，海洋蓝色等） ，平流层急剧增温（SSW）1）温室效应：太阳（短波）辐射通过大气层到达地面并被其吸收，地面（长波）辐射则几乎全部被大气所吸收，大气向外太空和地面发出长波辐射，后者称为大气逆辐射，使地面升温。2）温室气体：指二氧化碳、甲烷、一氧化二氮及水汽等。其中 co2 是最主要的温室气体，主要来自火山喷发、有机物的燃烧、腐烂及动植物的呼吸等。精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 独家原创 2 / 193）阳伞效应：由于排入空气的烟尘不断增加，使到悬浮在大气中的气溶胶颗粒就象地
3、球的遮阳伞一样，反射和吸收太阳辐射，引起地面降温。4）ENSo：ENSo 循环：ENSo(ElNio-Southernoscillation)circulation 赤道太平洋海面水温的变化与全球大气环流尤其是热带大气环流紧密相关。其中最直接的联系就是日界线以东的东南太平洋与日界线以西的西太平洋印度洋之间海平面气压的反相关关系，即南方涛动现象（So） 。在拉尼娜期间，东南太平洋气压明显升高，印度尼西亚和澳大利亚的气压减弱。厄尔尼诺期间的情况正好相反。鉴于厄尔尼诺与南方涛动之间的密切关系，气象上把两者合称为 ENSo（音“恩索” ） 。这种全球尺度的气候振荡被称为 ENSo 循环。厄尔尼诺和拉尼
4、娜则是 ENSo循环过程中冷暖两种不同位相的异常状态。因此厄尔尼诺也称 ENSo 暖事件，拉尼娜也称 ENSo 冷事件。5）酸雨：大气中含有的二氧化硫在常温下溶解于雨水中并达到气液相平衡后，雨水之 pH 值约为 5.6。6）大气污染：由于人类活动或自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人、动植物及环境的现象。7）雾：雾是水汽凝结(华)物悬浮于大气边界层内，使地面水平能见度降至 1m 以下的天气现象。精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 独家原创 3 / 198）露点（霜点）：在空气中水汽含量不变，气压一定下，使空气冷却达到饱和时的
5、温度，称露点温度，简称露点（td） 。其单位与气温相同。9）沙尘暴：沙尘暴(sandduststorm)是沙暴(sandstorm)和尘暴(duststorm)两者兼有的总称，是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷入空中，使空气特别混浊，水平能见度小于一千米的严重风沙天气现象。10）极光：极光（Polarlight，aurora）是由于太阳带电粒子（太阳风）进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极称为南极光，在北极称为北极光。11）臭氧空洞：人类生产生活中向大气排放的氯氟烃等化学物质在扩散至平流层后与臭氧发生化学反应，导致臭氧层反应区产生臭氧含量降低的现象。12
6、）湖陆风（land-laebreeze）是在沿湖地区，由于大陆地面的夜间冷却和白天加热作用，在夜间风从大陆吹向湖区，昼间风从湖面吹向陆地而形成的一种地方性的天气气候现象。焚风（Foehn;hnwind）是出现在山脉背面，由山地引发的一种局部范围内的空气运动形式过山气流在背风坡下沉而变得干热的一种地方性风。13）城市热岛：城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的气温明显高于外围精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 独家原创 4 / 19郊区的现象。在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就象突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温
7、的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。14）大气中的光现象解释：海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象。虹，阳光射入水滴(雨滴、毛毛雨滴或雾滴)经折射和反射而在雨幕或雾幕上形成视角半径约 42的彩色(内紫外红)或白色光环。天空蓝色，我们所看到的蓝天是因为空气分子和其他微粒对入射的太阳光进行选择性散射的结果。散射强度与微粒的大小有关。当微粒的直径小于可见光波长时，散射强度和波长的 4 次方成反比，不同波长的光被散射的比例不同，此亦成为选择性散射。当太阳光进入大气后，空气分子和微粒(尘埃、水滴、冰晶等)会将太阳光向四周散射。组成太阳光的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 7 种光中，红光波长最长，紫光
8、波长最短。波长比较长的红光透射性最大，大部分能够直接透过大气中的微粒射向地面。而波长较短的蓝、靛、紫等色光，很容易被大气中的微粒散射。以入射的太阳光中的蓝光(波长为 0.425m)和红光(波长为0.650m)为例，当光穿过大气层时，被空气微粒散射的蓝光约比红光多 5.5 倍。因此晴天天空是蔚蓝的。但是，当空中有雾或薄云存在时，因为水滴的直径比可见光波长大精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 独家原创 5 / 19得多，选择性散射的效应不再存在，不同波长的光将一视同仁地被散射，所以天空呈现白茫茫的颜色。 （另可参看大气遥感P97 页）海洋蓝色：当太阳光照射到海面时，大海像个
9、透明的三棱镜。太阳光被分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。这七色光线的波长不同，被海水吸收和散射的程度也不同。红、橙、黄的波长比较长，射入水中穿透力强，容易被水分子吸收，使海水的温度提高。蓝光和一部分绿光，光波比较短，穿透力差，容易发生散射。在深海里红橙光大都被海水吸收掉了，这就使海水呈现出蓝色了。15）平流层急剧增温（SSW）：平流层爆发性增温（stratosphericsuddenwarming）也称平流层突然增温，指冬季极地平流层下部出现的迅速增暖现象。虽然平流层中年平均经向温度梯度与对流层中相反，由极地指向赤道，但在正常情况下，冬季温度极大区却在北纬 45附近，分别向极地和赤道递减
10、，因而冬季极地平流层是一西风涡旋。然而，隔数年时间，这种冬季正常的冷性极地西风涡旋型式会突然在仲冬崩溃，短短几天内，极地平流层便迅速增暖，有时，50hPa 高度上的增温竟达 40之多，并建立起一支绕极的东风气流。这种突然增暖现象只在北半球观测到，南半球未见。因而有关研究认为是地形强迫形成的纬向波数为 1 和 2 的行星波动产生了能量从对流层垂直向上精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 独家原创 6 / 19传播造成的。在北半球，只有在条件能使能量充分向上传播的某些冬季，才会出现平流层爆发性增暖现象。3.基本专业词汇的理解，气溶胶的物理特性参数，粒子尺度谱，折射率，粒子形状
11、；气溶胶的光学特性参数，如光学厚度，消光系数，吸收系数，散射系数（或消光吸收散射效率） ，单次散射反照率，不对称因子，相函数等。a)云的光学特性参数，全球变化，全球气候变化，地球系统科学，大气层结构及特征，降水（暖云降水，冷云降水）形成的条件（过程机制） ，人工影响天气，大气边界层特征，地气系统辐射收支平衡的解释等。1）气溶胶的物理特性参数：粒子尺度谱：略折射率：sini/sint=1/2=mm 是第二种介质相对于第一种介质的折射率。粒子形状：（根据 mie 散射理论，把气溶胶粒子近似看作球形粒子，可以算出它的消光效率因子。 ）2）气溶胶的光学特性参数：光学厚度：定义点 s1 和 s2 之间的
12、介质的光学厚度为：大气物理与大气探测学（考研复习资料）消光系数：当消光截面乘以粒子数密度（厘米-3）或当质量消光截面乘以密度（克厘米-3）时，该量称为“消光系数” ，它具有长度倒数（厘米-1）的单位。精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 独家原创 7 / 19吸收系数：根据比尔定律，吸光度 A 与吸光物质的浓度 c 和吸收池光程长 b 的乘积成正比。当 c 的单位为g/L，b 的单位为 cm 时，则 A=abc，比例系数 a 称为吸收系数。散射系数（或消光吸收散射效率）：单位容积的散射介质在各方向散射的总量与入射通量之比。单次散射反照率：辐射发生每一次消光（或简称散射）过
13、程中，遭受散射的百分比。不对称因子：为了表示前向散射与后向散射的对称性，在研究散射问题时，引入了不对称因子。不对称因子定义为散射角余弦的加权平均值，值域为-1,1。不对称因子同时也是相函数的一阶矩，在辐射传输研究中是一个重要参数。对于各向同性散射情况，由于辐射在所有方向的分布是相同的，不对称因子为 g=0（比如瑞利散射的情况） 。当相函数的衍射峰变陡峭时，不对称因子增大。如果相函数峰值出现在朝后的方向（90180） ，则不对称因子可为负值。对于很强的后向散射，不对称因子接近-1。对于洛伦兹-米类型的粒子，它的相函数在 0散射角普遍有尖峰，所以不对称因子表示了前向散射的相对强度。对于很强的前向散
14、射，不对称因子接近为+1； 也就是说，不对称因子用于描述前向散射和后向散射分别占有的份额。对于实际大气，通常认为大气在水平方向是均匀的，不同精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 独家原创 8 / 19之处表现在向上和向下的辐射的不同。这时不对称因子也可用于表达向上和向下辐射流的近似，即二流近似。卫星接收到的辐射基本上是大气分子和气溶胶的后向散射。相函数：综合方向上每单位立体角内的粒子散射能量与粒子所有方向平均的每单位立体角内的散射能量之比，记为 p()， 为散射角。3）云的光学特性参数：全球变化（globalchange）：全球变化是地球环境中所有的自然和人为因素引起的能
15、够改变地球承载生命能力的变化。主要包括气候变化、大气组成变化，生物多样性的丧失、荒漠化以及由于人口、经济、技术和社会的压力引起土地利用的变化和土地覆盖变化等。全球气候变化（globalclimatechange）：全球气候变化是全球变化的核心，主要是指由于大气 co2 等温室气体浓度的上升所引起的全球变暖，以及由此引发的降水格局变化、冰川退化、海平面上升等一系列变化。地球系统科学：地球系统是由地球自然圈层构成的系统。广义的讲，把地球看成一个由相互作用的地核、地幔、岩石圈、水圈、大气圈、冰雪圈和生物圈等组成的系统。地球系统包含了下部固体地球系统、上部的物理气候系统和全球生态系统，分别控制着水循环、生物地球化学循环和能量循环。三个循环（生物物理化学过程）相互有机地精品文档2016 全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作 独家原创
