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1、气象学第一二章复习资料 第一章大气 一、大气组成 主要是干洁大气、水汽、气溶胶粒子。 1、干洁大气: 干洁大气中对人类影响较大的成分是N2，O2，O3和CO2。 （1）N2和O2:它们是大气的主要组成部分，但N2利用率低。O2是维持人类及动植物生命活动的气体。 （2）O3:含量很低，集中在20-25km的高空，形成臭氧层。可强烈吸收对生物有害的紫外线。 (3)CO2：是植物生命活动离不了的气体，可吸收地面辐射，对气温影响较大。 2、水汽：主要集中在低层大气中。低纬度地区多于高纬度地区；下层多于上层；夏季多于冬季。含量很少，但是天气变化的重要角色，云、雾、雨、雪的形成都与之有关。 3、气溶胶粒子
2、：悬浮于空气中的固体粒子。包括水滴、冰晶、烟粒、尘埃等。 可充当水汽凝结物，利于云、雨的形成；还可以吸收一部分辐射，对地温、气温有一定影响。 二、大气垂直结构 从下到上有五层：对流层、平流层、中间层、热层、外大气层（散逸层）。 大气底界：即地球的表面。 大气上界：即大气的顶界。 有2种划分方法：根据极光出现的高度估计，在10001100km；据人造卫星探测，约在3000km。 （一）对流层 是靠近地表的大气最低层。其厚度随纬度和季节的不同而有变化：低纬度平均为1718km，中纬度地区为1012km，高纬度只有89km。夏季厚、冬季薄。 特点： （1）气温随高度升高而降低。垂直递减率为：r=0.
3、65/100m。 （2）空气具有强烈的对流运动。易形成云和降水（雨、雪等）。 （3）温度、湿度等气象要素水平分布不均匀。主要是受地形影响所致。 （二）平流层 从对流层顶到55km的气层。主要特点： 1、垂直气流显著减弱，气流多呈水平运动，故叫平流层。 2、集中了大气中大部分O3 3、下部气温随高度变化小，上部气温随高度升高而显著增加。 4、水汽和尘埃很少，大气能见度好。适合飞机航行。 （三）中间层 从平流层顶到距地面85km的高度。 主要特点： 1、温度随高度升高而迅速降低，其顶部可下降到-83。 2、气流有强烈的垂直运动，故又称高空对流层。 （四）热层（暖层） 从中间层顶到距地面约700km
4、的气层。 特点： 1、气温随高度升高而迅速升高（因吸收短波紫外线）。 2、空气分子处于高度电离状态。 （五）外大气层（散逸层） 从热层顶以上的大气层。 特点：受地球引力小，高速空气分子常逃到太空，宇宙空间粒子也常进入该层。 第二章辐射 1辐射的基本知识 一、概念 辐射：物体以电磁波或粒子的形式向外放射能量的现象。 通过辐射传递的能量叫辐射能。 辐射通量密度（辐照度）：单位时间、单位面积上发射或吸收的辐射能量。单位：W/m（瓦/米） 二、辐射光谱 气象学研究的辐射波谱范围是0.1120m, 太阳辐射波长范围在0.154m，地面和大气辐射波长在3120m，因此常把太阳辐射称为短波辐射，地球和大气辐
5、射称为长波辐射，以4m为分界线。 辐射的传播不需要中间介质。 三、基本定律 1、斯蒂芬-波尔兹曼定律E）与其表面绝对温度（T）的四次方成正比。E=TE=T4是斯蒂芬-波尔兹曼常数黑体：将投射到其表面上各种波长辐射能全部吸收的物体。4?是灰体常数，在0.800.99之间。 两个公式都表明：物体温度越高，其辐射强度越强。 2、维恩位移定律 黑体辐射光谱的极大值所对应的波长与其绝对温度T成反比。 =C/TC为常数，是2897。 表明：物体温度越高，它所辐射的具有最大能量的波长越短。maxmax 2太阳辐射 一、太阳辐射光谱和太阳常数 1、太阳辐射光谱 (1)定义：太阳辐射能随波长的分布。 2、太阳常
6、数 当日地处于平均距离时，在被照亮的半个地球的大气上界，垂直于太阳光线，每秒每平方米的面积上，获得的太阳辐射能量叫太阳常数。 世界气象组织推荐取值 二、太阳辐射在大气中的减弱 1、吸收作用 太阳辐射被大气吸收变为热能。 2、散射作用 （1）分子散射 空气分子和直径1，m大小仅表示太阳倾斜入射时大气光学路径为垂直入射时的倍数。?太阳高度角越大，大气量越小。 直接辐射Rsb随大气质量数的增大而减小。 （3）大气透明系数a 定义：太阳光通过一个大气量后的辐射度与通过前的辐射度之比。 一般a1000nm ?可转化为热能，影响植物体温和蒸腾作用，不参与光化学反应过程。 （2）1000-720nm ?70
7、0-800nm近红外光对植物光周期及种子形成有重要作用，并控制开花与果实颜色。 ?一般红外线的热效应使植物体温升高，促进植物的蒸腾及物质运输；外界温度越低，红外线热效应越大。?因此高原地区叶子温度高于气温3-5，可以补偿高原地区气温低这个不利因素。 2、可见光辐射 （3）720-610nm 红橙光，被叶绿素强烈吸收，光合作用最强。表现出强的光周期作用。 （4）610-510nm 绿光，叶片吸收很少，是弱活性带。 （5）510-400nm 蓝紫光，被叶绿素强烈吸收，表现出次强的光合作用和成形作用。 3、紫外辐射 （6）400-320nm 起成形及着色作用，使颜色变深，叶片变厚等。 （7）320-290nm 对多数植物有害，可消毒土壤。 （8）290nm 可立即杀死植物，叫灭生性辐射。 二、光照度与植物 （一）光照强度对植物的影响 1、光饱和点：在一定的光照强度范围内，光合作用随光合强度的增加而增强，当光照强度增加到某一数值后，光合作用不再增加，此现象叫光饱和现象，这个光照强度就是光饱和点。 CO含量、温度、土壤水分等因素而变化。 依据光照强度对植物可划分为：喜阳植物和喜荫植物。 最喜阳植物不存在光饱和现象，利于果实和种子的生长；喜荫植物在光强达到晴天的1/10时，光合作用就不增加，利于营养器官的生长。 喜阳植物有：水稻、小麦、玉米、棉花、荔枝、香蕉、椰子、桉树
