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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特殊天气现象的一
2、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。同固态的降雪相比，它既有低温冷害等共同性，还有其独
3、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 2006-08-31,重庆市副市长陈光国介绍说，今年月中
4、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
5、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
6、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
7、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。
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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 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,
13、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
14、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
15、（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
16、，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、潮湿陆面的蒸发、植物的蒸腾）。 （2）水汽的分布： 垂直分布水汽含量随高度的增高而减少，在十千米高度以下的水 汽约占全部水汽量的99%。 水平分布纬度越高，含量越少；地势越 高，含量越少；海洋上多，陆地上 少。,（3）大气中水汽的作用：天气变化的主要因子云、雨、雪、霜、露等天气现象，都是水汽在一定条件下发生相变所形成。 影响大气和地面的温度水汽能强烈吸收地面辐射，也能吸收小部分太阳辐射，从而使大气获得热量；同时它又向地面放射长波辐射，使地面获得热量。,
