《第一章 气象学与气候学》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第一章 气象学与气候学(57页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、气象学与气候学第三版主讲:梁玉华g凝冻灾害:直接经济损失达110多亿元(摘自 贵阳晚报) 袁周:在灾害天气来到后,贵阳市有50%的电 表被破坏,大量的城市基础设施受到破坏 ,对城市群众生活工作造成了很大不便。 而在农业方面,受灾土地有100万亩左右, 大量的牲畜被冻死;在电力方面,农村80% 的电网被摧毁,整个贵阳市成为一个“孤 网”,独立运行;在工业方面,除了卷烟 厂之外其他很多企业全面关闭停产,数十 万工人无班可上,每天损失三千万元的财 政收入。从贵阳市受灾以来,直接经济损 失大概在110多亿元以上。 让我们了解一下凝冻灾害 什么叫“凝冻”“冻雨”?并不是人人都知晓的。例如从 未见识过这种
2、特殊天气现象的一些北方人士就不知道它的 厉害。近来常听见有人说:北方零下几十度如何如何,贵 州零下几度有什么值得大惊小怪、如临大敌? 那让我们 看一下什么是“凝冻”和“冻雨”: “冻雨”是在特 定气象条件下产生的一种很特殊的雨。它是很小很小的水 滴,温度在摄氏零度以下。一般的水在零下就会结成冰, 但它的体积太小了,表面曲率很大,由于物理的原因,不 能凝成固态,仍然保持液态,叫做“过冷水”。贵阳人把 它形象地称为“凝毛”。它一旦碰上低于零度的固体,物 理条件满足,立即就会冻结起来,挨着什么就粘住不放, 而且不断积累增厚,用我们贵阳话说,就是“凝起了”。 冻雨是一种严重的灾害性天气。同固态的降雪相
3、比,它既 有低温冷害等共同性,还有其独特的危害性。它会一层层 地包裹在悬空的电线表面,大量积累后能压断输电线和电 话线,甚至压塌电杆、铁塔。它会一层层地覆盖在路面上 ,坚硬而且湿滑,造成交通困难。凝在机场跑道上,会造 成飞机不能起降;如果飞机穿过过冷水层,螺旋桨和机翼 就可能结冰而引起事故。单说这几方面,就足以对人们的 生产和生活造成严重的后果。 凝冻天气伴随着阴冷,不像北方雪后多晴,容易缓解。 目前我省的凝冻天气之强度和长度,面积和造成的灾害, 是几十年未遇的。我们正真实地鏖战凶猛的强敌。万众一 心的贵州人,一定能够取得这场历史性战斗的完全胜利! 重庆百年一遇特大旱灾为历史罕见新华社特稿 2
4、006-08-31 重庆市副市长陈光国介绍说,今年月中旬以来,重 庆市遭受了总体上百年一遇的特大旱灾。此次旱灾是自 年重庆有气象资料记录以来最严重的一次。 据介绍,重庆此次特大旱灾呈现出“五个历史罕 见”的特点:一是干旱持续时间之长历史罕见。今年发生 在重庆市东北部的夏旱月中旬开始露头,持续至 天。夏旱连伏旱,大部分地区总旱天数超过天,渝 东北地区超过天,巫溪县已长达天。 二是干旱强度之大历史罕见。干旱期间,各地日 平均气温较常年同期偏高,降水大部分地区偏 少成,蒸发量偏多成到倍。月日,綦江县日 极端气温达,刷新了重庆保持年的日极端 气温纪录。各地以上的高温天数普遍为至 天,气温、降水、蒸发量
5、等主要干旱指标均为历史同期极 值。 三是抗旱水源之少历史罕见。大江大河出现“洪水不洪”、“汛期 枯水”的现象。嘉陵江内载重船已经禁航。全市有的溪河断流, 座水库水位处于死水位。个乡镇(街道)中有出 现供水困难。截至目前,全市水利工程蓄水量不足亿立方米,只 占应蓄水量的。 四是干旱范围之广历史罕见。除秀山、酉阳、石柱为严重干旱外 ,其余个区县为特大干旱。受灾人口突破万人,农作物受 灾面积近万亩,万人、万头牲畜出现饮水困难。 五是旱灾损失之重历史罕见。全市秋粮作物将减产至成,烟 叶、药材、商品菜等高附加值经济作物大面积减产甚至绝收;万 亩柑橘不同程度受灾,其中有万亩绝收;近两年退耕还林的 万亩在土
6、苗木死亡率超过,江津市万亩花椒基地死亡花椒树 余万株;全市发生森林火灾起,过火面积亩;受 灾畜禽余万头(只);潼南县琼江流域网箱养鱼近日出现“翻 塘”现象,一次性死鱼多吨;因高温、限电、供水困难等造成 企业限产停产减少产值亿元。旱灾直接经济损失达到亿 元,其中农业经济损失亿元。 陈光国披露,在重庆特大旱灾中,中央和市级财政安排的救灾资 金累计达到亿元,市政府社会捐助接收办公室接收捐赠资金 亿元(含认捐资金),各区县接收多万捐赠资金,共计 亿多元。第一章 引论 第一节 气象学、气候学的研究对象 、任务 第二节 气候系统概述 第三节 有关大气的物理性状第一节 气象学、气候学的研究 对象和任务一、气
7、象学与气候学的研究对象和任务1、气象学人类在长期的生产实践中不断地对 它们进行观测、分析、总结,从感性认识提高到理性 认识,再在生产实践中加以验证、修订、逐步提高, 这就产生了气象学,及: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。气象学领域广,其基本内容是:把大气当作研 究的物质客体来探讨其特性和状态,如大气的组成、 范围、结构、温度、湿度、压强和密度等等;研究 导致大气现象发生、发展的能量来源、性质及其转化 ;研究大气现象的本质,从而能解释大气现象,寻 求控制其发生、发展和变化的规律;探讨如何应用 这些规律,通过一定的措施,为预测和改善
8、大气环境 服务(如人工影响天气、人工降雨、消雾、防雹等) ,使之能更适合于人类的生活和生产的需要。2、气候学研究的对象是地球上的气候。 气候和天气是两个既有联系又有区别的概念 。从时间尺度上讲,天气是指某一地区在某 一瞬间或某一短时间内大气状态(如气温、 湿度、压强等)和大气现象(如风、云、雾 、降水等)的综合。天气过程是大气中的短 暂过程。而气候指的是在太阳辐射、大气环 流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作 用下,在某一时段内大量天气过程的综合。 它不仅包括该地多年来经常发生的天气状况 ,而且包括某些年份偶尔出现的极端天气状 况。天气变化快,变化的周期短。气候变化的周期相对于天气来讲是较
9、长的,它的时间变化尺度有季际、年际、 十年际、百年际、千年际、万年际等等。现代气候学从概念上已经不再是 气象学或地理学的一个分支的经典气 候学,而是大气科学、海洋学、地球 物理和地球化学、地理学、地质学、 冰川学、天文学、生物学以至有关社 会科学相互渗透,共同研究的交叉科 学。在地理系、环境科学系等系科开设的 气象学与气候学是以普通气象学为基础, 以气候学为重点的专业基础课程,也是基 础技术训练课程,它的基本任务是:通过实践,掌握气象观测,气候统 计分析和气候调查的方法,来记叙所观测 到的气候现象,从定性和定量两方面说明 它们的特征。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
10、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。应用已发现的规律,采取有效的措 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。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 ,在教学中应注意为这些有关后续课程奠 定必要的基础。二、本课程特点1、理论性强 气象学是研究大气的物理现象和物 理过程的发生、发展和变化规律的学科,以许多 物理概念和原理为基础2、综合性强 大气中所发生的一切物理现象都 是大气中热力和动力因素综合影响的结果,大气
11、 中各个要素之间是相互影响、相互制约的。因此 ,必须建立起大气是一个有机整体的概念3、实践性强 气象学是一门实践性很强的学科 ,如:要了解大气的特性,就必须进行气象观测 ;要了解大气变化,就需进行天气分析。在本课 程的学习中,要参加观测和天气预报实践,以增 强对大气属性和天气变化规律的理解。三、学习本课程的要求和目的要求 1、了解大气的组成和结构,认识大气圈在地理环境 中所起的作用 2、掌握大气中物理现象、物理过程产生的能量来源 和大气运动的基本原理 3、了解天气变化和分布的基本规律,初步识别各种 天气系统的特点和伴随的天气 4、初步熟悉气象观测方法和天气预报过程,增强指 导中学生开展课外气象
12、活动的能力 5、了解气候分类的方法,熟悉各种气候的特点、形 成原因及分布目的1、能胜任中学地理教学中有关气象、气候部 分的教学任务 2、为学习后继课程,如水文地理、土壤地理 、植物地理和区域地理等提供必要的基础 3、有利于培养学生辨证唯物主义世界观第二节 气候系统概述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。在气候系统中的大气、水、陆地表面 、冰雪圈、生物圈不是彼此孤立的,而是 互相影响、制约、保持密切的依赖关系的 。 大气圈与水圈运动变化过程的关系 大气圈与岩石圈运动变化过程的关系
13、大气圈与生物圈运动变化过程的关系结论:大气过程与水圈、岩石圈、生物圈运动变化 过程之间存在密切的内在相互联系、相互制约、 相互影响、并处于不断的发展状态中。在气候系统的五个子系统中,大气圈是主体部分 ,也是最可变部分。一、大气圈概述大气的组成1、多种气体的混合物三大类物质组成:干结空气、 水汽、气溶胶离子2、干洁空气为主体其中氮(N)氧()和氩(r)三者合占大气 总体积的99.96,其它气体含量甚微。除水汽外,这些 气体在自然界的温度和压力下总呈气体状态,而且标准状 况下(气压1013.25hpa温度0)。密度约为1293g/m 。从地面开始,向上直到90km处,空气主要成分(除水 汽臭氧和若
14、干污染气体外)的比例基本上是不变的。因此 ,在90km以下可以把干洁空气当成分子量为28.97的“单 一成分”来处理。在90km以上,大气的主要成分仍然是氮 和氧,但平均约从80km开始由于紫外线的照射,氧和氮 已有不同程度的离解,在100km以上,氧分子已几乎全部 离解为氧原子,到250km以上,氮也基本上都离解为氮原 子。3、易变成分,含量不定易变成分在空气中所占比例随时间、 空间而有变化,含量不定。CO2、水汽、臭氧、气溶胶粒子等属易变 成分。如:CO2的含量是低空多于高空,城市 上空多于乡村上空;O3含量是在某一高度较 集中。水汽在不同下垫面的上空,不同天气情况 下,大气中水汽含量不一
15、样。这些易变气体成分在大气中含量虽少,但对 于天气的形成和变化起着十分重要的作用。二、各种成分的作用1、氮、氧等主要成分生命必需 2、二氧化碳光合作用所必需增温作用来源 :有机物的燃烧、动植物的呼吸分布 : 集中在近地20千米的低空中作用 :影响地面和大气的温度(增温作 用、保温作用)3、臭氧含量少、作用大大气中的臭氧主要是由于在太阳短波辐射下, 通过光化学作用,氧分子分解为氧原子后再和另 外的氧分子结合而形成的。0+0203大气中的臭氧分布是随高度、纬度等的不同而 变化的。在近地面曾臭氧含量很少,从10km高度 开始逐渐增加,在1215km以上含量增加得特 别显著,在2030km高度处达最大值,再往上 则逐渐减少,到55km高度上就极少了。造成这一现象的原因?臭氧的作用: 臭氧对太阳紫外线辐射的吸收能力很强,单是臭 氧层最上面的一部分臭氧就可以吸收掉投射到它 上面的紫外线辐射全部能量的90%以上。 这一事实具有两重意义:一是使得4050千米高 度上的气温显著增高,形成一暖区;二是对地面 生物起着保护作用。 查阅资料:解释臭氧空洞为什么在两极上空形成?4、大气中水汽的作用含量少,变化大 ,天气变化的主要角色(1)大气中水汽的来源:地球表面的蒸发(广阔洋 面的蒸发、潮