气象气候学引论.pptx
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1、 20062006年年1212月月2626日,科技部、国家发改委、外交日,科技部、国家发改委、外交部、中国气象局、国家环保总局和中国科学院六部部、中国气象局、国家环保总局和中国科学院六部委联合在京举行新闻发布会,正式对外发布委联合在京举行新闻发布会,正式对外发布气候气候变化国家评估报告变化国家评估报告。气候变化国家评估报告气候变化国家评估报告共分共分3 3个部分,即个部分,即“气候变化的历史和未来趋势气候变化的历史和未来趋势”、“气候变化的影响与适应气候变化的影响与适应”和和“减缓气减缓气候变化的社会经济评价候变化的社会经济评价”。这份报告系统总结了我国在气候这份报告系统总结了我国在气候变化方
2、面的科学研究成果,全面评估了在全球气候变化方面的科学研究成果,全面评估了在全球气候变化背景下中国近百年来的气候变化观测事实及其变化背景下中国近百年来的气候变化观测事实及其影响,观测了影响,观测了2121世纪的气候变化趋势,综合分析、世纪的气候变化趋势,综合分析、评价了气候变化及相关国际公约对我国生态、环境、评价了气候变化及相关国际公约对我国生态、环境、经济和社会发展可能带来的影响,提出了我国应对经济和社会发展可能带来的影响,提出了我国应对全球气候变化的立场和原则主张以及相关政策。全球气候变化的立场和原则主张以及相关政策。第1页/共68页第2页/共68页第3页/共68页第4页/共68页第5页/共
3、68页第6页/共68页3 3月月4 4日晚:前后,记者在离海岸大约日晚:前后,记者在离海岸大约米处的烟台山医院门口发现,烟台市解放路北段已经米处的烟台山医院门口发现,烟台市解放路北段已经是是“水漫金山水漫金山”,大部分路灯已经熄灭,车辆无法通,大部分路灯已经熄灭,车辆无法通行,风暴潮带来的狂风几乎令人无法站立。记者从医行,风暴潮带来的狂风几乎令人无法站立。记者从医院的高处向北向东望去,滨海广场淹没在一片汪洋之院的高处向北向东望去,滨海广场淹没在一片汪洋之中,隐约可以看到巨大的海潮汹涌澎湃,海潮不时掀中,隐约可以看到巨大的海潮汹涌澎湃,海潮不时掀起约米高的海浪,排山倒海一般压过来。起约米高的海浪
4、,排山倒海一般压过来。第7页/共68页第8页/共68页第一章第一章 引引 论论第一节 研究对象、任务和简史第二节 气候系统概述 第三节 有关大气的物理性状 第9页/共68页第一节第一节 研究对象、任务和简史研究对象、任务和简史一、研究对象和任务 图1二、气象学与气候学的发展简史三、气象学与气候学和自然地理学的关系四、气象学与气候学在四化建设中的作用 第10页/共68页一、研究对象和任务基本概念基本概念研究对象研究对象研究任务研究任务第11页/共68页气象学:研究大气中各种物理过程和物理现象的科学 气候学:在气象学研究的基础上所形成的研究气候的形成 过程、分布和变化规律的科学基本概念第12页/共
5、68页(1)大气物理学(2)天气学(3)动力气象学(4)气候学研究对象第13页/共68页研究任务(一一)通通过过实实践践,掌掌握握气气象象观观测测、气气候候统统计计分分析析和和气气候候调调查查的的方方法法,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。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。(二二)探探讨讨它它们们的的正正确确解解释释和和研研究究它它们们的的发发展展规规律律,特特别别要要掌掌握握天天气气演演变变和和气气候候形形成成的的规规律律性性,了了解解和和解解释释各各不不同同地地区区的的气气候候特特征征,弄弄清清气气候候资资源源及及其其地地理理分分布布,进
6、进行行气气候候分分类类和和气气候候区区划划,研研究究气气候候变迁的原因及其规律。变迁的原因及其规律。(三三)应应用用已已发发现现的的规规律律,采采取取有有效效措措施施,充充分分利利用用气气候候资资源源,减减少少人人类类活活动动对对气气候候的的不不利利影影响响,防防御御或或减减少少气气候候灾灾害害,为为有有关关的的生生产建设服务。产建设服务。(四)气象学、气候学与自然地理学、环境生态学和区域地理等(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续课程奠定必有密切的依存关系,在教学中还应注意为这些有关后续课程奠定必要的基础。要的基础。第14页/
7、共68页二、气象学与气候学的发展简 史(一)萌芽时期(准备阶段)(一)萌芽时期(准备阶段)(二)发展初期(二)发展初期(三)发展时期(三)发展时期 第15页/共68页(一)萌芽时期(准备阶段)萌芽时期主要指16 世纪中叶以前。这时期的特点是由于人类生活和生产的需要,进行一些零星的、局部的气象观测,积累了一些感性认识和经验,对某些天气现象做出一定的解释。第16页/共68页 发展初期包括16 16 世纪中叶到19 19 世纪末。1593 1593 年意大利学者伽利略(GalileoGalileo)发明温度表,1643 1643 年意大利学者托里拆利(TorricelliTorricelli)发明气
8、压表。这一时期气象学与气候学的主要研究成果有:海平面上风压关系律、气旋模式和结构、大气中光电现象和云雨形成的初步解释、大气环流的若干现象解释。世界年平均气温分布图、世界月平均气压分布图、世界年降水量分布图等。德国学者汉恩(HannHann)于1883 1883 年开始陆续出版了气候学手册三大卷。(二)发展初期第17页/共68页(三)发展时期1.1.早期早期20 20 世纪的前世纪的前50 50 年年 在此期间气象学的发展中有三大重要进展:(1)锋面学说(2)长波理论(3)降雨学说 在气候学方面也有长足的进展第18页/共68页(三)发展时期2.近期近期20世纪世纪50 年代以后年代以后由于电子计
9、算机和新技术如雷达、激光、遥感及人造卫星等的使用,大大地促进了气象学与气候学的发展。其主要表现如下:(1)开展大规模的观测试验 (2)对大气物理现象进行数值模拟试验 (3)把大气作为一个整体进行研究(4)气候学领域中的科学革命 第19页/共68页三、气象学与气候学和自然地理学的关系 1、气象学与气候学和陆地水文学 2、与生物学的关系 3、与地貌学的关系 4、与土壤地理学的关系 第20页/共68页四、气象学与气候学在现代化 建设中的作用 1、农业2、交通运输业3、城建4、国防与军队第21页/共68页复习与思考1 1、气象学与气候学研究的对象是什么?、气象学与气候学研究的对象是什么?2 2、气象学
10、与气候学发展的各个阶段的成果有那些?、气象学与气候学发展的各个阶段的成果有那些?3 3、举例说明气象学与气候学在四化建设中的应用、举例说明气象学与气候学在四化建设中的应用4 4、常识:、常识:世界上第一个气象站于世界上第一个气象站于16531653年在意大利建立;年在意大利建立;世界上第一颗气象卫星是美国与发射的;世界上第一颗气象卫星是美国与发射的;世界上第一张天气图于世界上第一张天气图于18201820年由白朗弟绘制成;年由白朗弟绘制成;最最早早编编制制云云图图的的国国家家是是中中国国,编编制制与与1414世世纪纪,名名称称为为白猿献三老图白猿献三老图,载有云图,载有云图132132幅;幅;
11、世界气象日为每年的世界气象日为每年的3 3月月2323日;日;中国气象学会于中国气象学会于19241924年年1010月月1010日在青岛成立。日在青岛成立。第22页/共68页第23页/共68页第二节 气候系统概述 气候系统概念气候系统概念:气气候候系系统统是是一一个个包包括括大大气气圈圈、水水圈圈、陆陆地地表表面面、冰冰雪雪圈圈和和生生物物圈圈在在内内的的,能能够够决决定定气气候候形形成成、气气候候分分布布和和气气候候变变化化的的统统一一的的物物理理系系统统。太阳辐射是这个系统的能源。在太阳辐射的作用下,气候系统内部产生一系列的复杂过程,这些过程在不同时间和不同空间尺度上有着密切的相互作用,
12、各个组成部分之间,通过物质交换和能量交换,紧密地结合成一个复杂的、有机联系的气候系统。气候系统的五大子系统气候系统的五大子系统:大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈第24页/共68页一、大气圈概述一、大气圈概述(一)大气的组成 (二)大气的结构第25页/共68页(一)大气的组成 干洁空气水汽水汽大气气溶胶粒子(固体和液体微粒)大气气溶胶粒子(固体和液体微粒)第26页/共68页干洁空气(1 1)定义)定义(2 2)成分)成分 N N2 2最最多多气气体体 ;生生命命体体重重要要成成分分 ;不不活活跃跃气气体体 ;豆科植物养料豆科植物养料 OO2 2次多气体次多气体 ;呼吸必需气体;呼吸必需气体
13、 ;化学性质活泼;化学性质活泼 COCO2 2 含含量量甚甚微微 ;来来源源:生生命命呼呼吸吸、土土壤壤有有机机体体腐腐化化、分分解解、化化石石燃燃料料燃燃烧烧;作作用用:光光合合作作用用的的原原料料,强烈吸收地面辐射,温室气体强烈吸收地面辐射,温室气体。OO3 3形形成成过过程程;垂垂直直分分布布;原原因因;作作用用;臭臭氧氧层层问问题题第27页/共68页第28页/共68页水 汽来源:分布:垂直 水平性质与作用:思考题:为何雨前闷热,雨后凉爽?为何有云的夜晚比无云夜晚暖和?第29页/共68页成分作用大气气溶胶粒子第30页/共68页概念两种烟雾类型防治措施 大气污染第31页/共68页洛杉矶光化
14、学烟雾第32页/共68页光化学烟雾污染第33页/共68页伦敦烟雾污染事件第34页/共68页(二)大气的结构 大气层高度(大气的上界)的确定大气层高度(大气的上界)的确定密度上界2000-3000千米物理上界极光-1200千米第35页/共68页(二)大气的结构气温湿度在垂直方向上的分布;大气的垂直分层的依据大气中的扰动程度;不同程度上的电离现象。第36页/共68页大气的垂直分层散逸层散逸层(外层外层)暖层暖层 中间层中间层 平流层平流层 对流层对流层 第37页/共68页对流层对流层 对流层特点 对流层是大气的最下层,它的下界为地面,集中3/4大气,90%水汽,日常所见的大气现象均发生在此层,也是
15、对人类生活、产生最有影响的层次。气温随着高度而降低空气具有强烈的对流、乱流运动气象要素水平分布不均匀:第38页/共68页 在对流层内,按气流和天气现象分布特点又可分为三层。在对流层内,按气流和天气现象分布特点又可分为三层。下下层层:又又称称摩摩擦擦层层或或扰扰动动层层。它它的的范范围围自自地地面面到到2km高高度度。下下层层受受地地面面强强烈烈影影响响摩摩擦擦作作用用、湍湍流流交交换换十十分分明明显显,各各气气象象要要素素具具有有明明显显的的日日变变化化。由由于于本本层层的的水水汽汽、尘尘粒粒含含量量多多,因因而而低低云云、雾雾、霾霾、浮尘等出现频繁。浮尘等出现频繁。中中层层:从从摩摩擦擦层层
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