气象学与气候学第一章1

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1、气象学与气候学气象学与气候学 Meteorology and ClimatologyMeteorology and Climatology主讲:主讲: 刘琰琰刘琰琰 大气科学学院大气科学学院 成都信息工程学院成都信息工程学院课程设置课程设置v总学时:40学时v参考书目气象学与气候学 主编 周淑贞 高教出版社v考核:平时成绩占20%,出勤考核(3次以上缺勤总成绩视为不及格)、作业闭卷考试成绩占80%课程内容课程内容章章 节节教教 学学 内内 容容课时安排课时安排一一引引 论论 3二二大气的热能和温大气的热能和温 度度6三三大气中的水分大气中的水分4四四大气的运动大气的运动6 五五天气系统天气系

2、统7 六六气候的形成气候的形成6 七七气候带和气候型气候带和气候型4八八气候变化和人类气候变化和人类 活动对气候的影活动对气候的影 响响4为什么要学习气象学与气候学v从专业角度讲地理信息系统和遥感技术在气象方面的应用 环境科学专业的一个重要知识组成部分 就业优势v从应用角度讲 本课程与人类的生产生活有着密切联系课程目标v掌握大气中的物理现象、物理过程和大气 运动的基本原理 v掌握天气演变和气候的形成、分布、变化 的基本原理 v了解人类对天气的影响和改造的基本原理课程的学习目的与基本要求主要讲授:气象、天气、气候的基本知识、基气象、天气、气候的基本知识、基本理论和有关观测的技能和方法本理论和有关

3、观测的技能和方法。基本掌握:大气物理性状、大气的热能学、大大气物理性状、大气的热能学、大气水分与大气运动、天气系统和天气过程气水分与大气运动、天气系统和天气过程重点掌握:气候的形成和分布的规律;了解气气候的形成和分布的规律;了解气候变化和人类活动对气候的影响,并通过实践初候变化和人类活动对气候的影响,并通过实践初步掌握气象观测技能和方法步掌握气象观测技能和方法。 第一章 引论一 气象学与气候学的研究对象与任务及简史二 气候系统概述三 有关大气的物理性状一 气象学与气候学的研究对象与任务和简史1.1 有关气象学与气候学的基本概念1.2 气象学与气候学的研究对象1.3 发展简史基本概念 1大气大气

4、 atmosphereatmosphere 包围地球的圈层气态物质包围地球的圈层气态物质空气,统称为大气空气,统称为大气气象气象 大气中的冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、大气中的冷、热、干、湿、风、云、雨、雪、 雾雾 、霜、雷电、光等各种、霜、雷电、光等各种物理现象和物理过程物理现象和物理过程的统称的统称 。 本学科的研究对象主要包括三个本学科的研究对象主要包括三个, ,即即: :气象学、天气学和气候学气象学、天气学和气候学气象学(气象学(MeteorologyMeteorology)a. a. 气象学的定义气象学的定义运用物理学原理和数学物理方法,研究发生于运用物理学原理和数学物理方法,研究

5、发生于 大气中一切物理性质、物理现象和物理过程的大气大气中一切物理性质、物理现象和物理过程的大气 学科。学科。物理现象物理现象:风、云、雨、雪、雹、冷暖、干湿:风、云、雨、雪、雹、冷暖、干湿 、光、电、声等现象。、光、电、声等现象。物理过程物理过程:大气中增温、冷却、蒸发、凝结的:大气中增温、冷却、蒸发、凝结的 过程。过程。物理现象物理现象大气中的光现象大气中的光现象积雨云降雨已移过测站,但云 的后部仍在下雨,被太阳照射之后 ,由于雨滴对阳光的折射和反射作 用而形成内紫外红的虹(一次反射 ,两次折射)。同时也出现明显的 内红外紫的霓(两次反射,两次折 射)。霓弱于虹 物理现象物理现象物理现象物

6、理现象天空中的圆月被一层 薄云遮盖,月光透过薄云时 ,产生衍射而形成了彩色光 环的华。 高积云的边缘已遮住了 太阳,由于云中水滴对阳光 的衍射而形成内蓝外红的华 。 根据华环直径的变化,可以预测天气。如果华环逐渐根据华环直径的变化,可以预测天气。如果华环逐渐扩大,表明云里水滴、冰晶因为蒸发而在变小,所以扩大,表明云里水滴、冰晶因为蒸发而在变小,所以 不会下雨,或者晴天就将来临。不会下雨,或者晴天就将来临。 如果华环直径在缩小如果华环直径在缩小 ,表明云里水滴、冰晶在逐渐增大,云层逐渐增厚,表明云里水滴、冰晶在逐渐增大,云层逐渐增厚, 天气将转阴雨。民间说:天气将转阴雨。民间说:“ “大华晴,小

7、华雨。大华晴,小华雨。” ”物理现象物理现象云层薄而均匀,阳光透过云层形成一个晕 圈,在太阳两侧的晕圈 上出现两个光斑,叫做“ 幻日”、“假日”。Sun dogs 飘浮在空中的六角形柱状的飘浮在空中的六角形柱状的冰晶体,偶尔会整整齐齐地冰晶体,偶尔会整整齐齐地 垂直排列在空中。当太阳光垂直排列在空中。当太阳光 射在这一根根六角形冰柱上射在这一根根六角形冰柱上 ,就会发生非常规律的折射,就会发生非常规律的折射 现象。现象。物理过程物理过程COCO2 2增加可使大气增温。增加可使大气增温。物理过程物理过程地球上的水汽循环地球上的水汽循环b. b. 气象学的气象学的研究对象研究对象地球上的大气地球上

8、的大气其中主要内容有:其中主要内容有:(1 1)大气一般的组成、范围、结构及各种要素等)大气一般的组成、范围、结构及各种要素等 ;(2 2)大气现象的发生、发展及能量来源;)大气现象的发生、发展及能量来源;(3 3)探求大气现象的本质及其变化规律;)探求大气现象的本质及其变化规律;(4 4)将大气现象中的规律应用于实践。)将大气现象中的规律应用于实践。气象学因国民经济建设和人民生活要求,已形成众多分支(大气物理学,天气学,气候学,农业气象学,水文气象学,航空气象学;各类建设和生活需求海洋预报、台风预报、沙尘暴预报、紫外线预报,穿衣指数、晾晒指数、舒适度指数、大气环境指数、孝喘指数)。概念 2天

9、气 某一地区在某一瞬间或某一段时间内大气状况和大气现 象的综合。大气状态:大气的气压、气温和湿度等。大气现象:大气中的风、云、雾、雨、雪等现象。天气预报:气温、相对湿度、露点、气压、风速及风向、 云覆盖度、降水等例如:三亚市某日的最高气温30C,最低气温20C ,午 后有雷阵雨,这些都属于天气现象。“今天天气很好,风和日丽,晴空万里;昨天天气很差 ,风雨交加”等等 天气学天气学a.a.天气学的定义天气学的定义: :天气学是研究一定地理条件下,不同区域天气学是研究一定地理条件下,不同区域 内所产生的内所产生的天气系统天气系统、天气过程天气过程的成因演变规律,的成因演变规律, 并在并在天气预报天气

10、预报上应用的科学。上应用的科学。天气系统天气系统:引起天气变化和分布的高压、低压、高压脊和:引起天气变化和分布的高压、低压、高压脊和 低压槽等。低压槽等。 天气过程天气过程:天气系统的发生、发展、消失和演变的全过程:天气系统的发生、发展、消失和演变的全过程 。 天气预报天气预报:人们根据对天气演变规律的认识,利用多种观:人们根据对天气演变规律的认识,利用多种观 测及模拟手段,对未来一定时期内天气变化作出主、客观的测及模拟手段,对未来一定时期内天气变化作出主、客观的 判断。判断。 b.b.天气学的天气学的研究对象研究对象: : 地球上的天气。地球上的天气。天气系统天气系统气候气候 Climate

11、Climate在在太阳辐射、大气环流、下垫面性质太阳辐射、大气环流、下垫面性质和和人类活人类活 动动的的长期作用长期作用下,在下,在某一时段内某一时段内大量大量天气的综合天气的综合。 不仅包括该地多年的不仅包括该地多年的平均天气状况平均天气状况,也包括某些年,也包括某些年 份偶尔出现的份偶尔出现的极端天气状况极端天气状况。概念概念 3 3气候学气候学 ClimatologyClimatologya.a.气候学的定义气候学的定义气候学是在一定时段内由大量天气过程综合而得 出的大气过程,是该时间段内全部气候成分的平均统计特征 , 广义上讲是大气科学、海洋学、地球物理和地球化学、地 理学、地质学、冰

12、川学、天文学、生物学以及有关的社会科 学相互渗透和共同研究的交叉科学。b.b.气候学的气候学的研究对象研究对象:地球上的气候。:地球上的气候。p气候系统内各成员相互作用,气候形成和变化过 程,气候变化的机制。(气候) p探索气候变化与人类活动的相互关系。(气候与 人)三部分的关系:气象学是基础,天气学是纽带, 气候学是综合。天气与气候的关系天气与气候的关系1.1.气候和天气关系密切,却是既有联系又有气候和天气关系密切,却是既有联系又有 区别的二个不同概念区别的二个不同概念:a. a. 天气天气: :一个地区短时间内大气 的具体状态。例如:三亚市某日的最高气温30C,最低气温 20C ,午后有雷

13、阵雨b. b. 气候气候:指一个地方多年的天气平均状况。 例如:在中国,东部地区7月较为闷热;北方地区 1月和2月多严寒天气;某市年平均气温为25C,昆 明四季如春,这些都属于气候现象。2.2.气候是长期天气状况的综合,气候是长期天气状况的综合,但不是天气但不是天气 状况的简单平均状况的简单平均天气过程天气过程短期过程。短期过程。天气特征天气特征瞬息万变的不稳定特性。瞬息万变的不稳定特性。气候过程气候过程长期天气过程。长期天气过程。气候特征气候特征相对稳定特性。相对稳定特性。气候虽具一定稳定性,但仍有变化气候虽具一定稳定性,但仍有变化例如:南京春末初夏出现常规梅雨气侯,但有些年例如:南京春末初

14、夏出现常规梅雨气侯,但有些年 份则出现无雨的空梅或雨量过多的梅雨现象。份则出现无雨的空梅或雨量过多的梅雨现象。3.3.变化周期不同变化周期不同: :天气天气:变化快,周期短变化快,周期短。短期天气过程:5天;中期天气过程:5-10天;长期天气过程:10天-3个月。气候气候:变化慢,周期长变化慢,周期长。主要分:年、十年、百年、千年、万年例如:大冰期-120万年;中国明清时代的寒冷期长达500年。天气与气候的差异天气与气候的差异时间尺度时间尺度稳定性稳定性空间尺度空间尺度天气天气短短差差 小小气候气候长长强强大大30303131研究任务和内容研究任务和内容: P3: P3(一)通过实践,掌握气象

15、观测、气候统计分析和气候调(一)通过实践,掌握气象观测、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。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(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。和气候区划,研究气候变迁

16、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(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。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(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。续课程奠定必要的基础。q 1、掌握方法、记叙现象,说明特征;q 2、探讨规律,弄清分布,进行区划;q 3、应用规律,采取措施,防御灾害;q 4、为有关后续课程奠定基础。气象学与气候学的发展简史气象学与气候学的发展简史1.

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