【正文】 ? 熱力因素： 溫度高，空氣受熱膨脹，空氣密度變小，氣壓下降；溫度低，空氣冷卻收縮，空氣密度變大，氣壓升高。 ｈ：水銀柱高度 。 第三節(jié) 氣 壓 (Atmosphere Pressure) 氣壓： 指單位截面積上大氣柱的重量稱大氣壓強，簡稱氣壓。當氣溫 5 ℃ 時， 3級風(fēng)時感溫在 0 ℃ 左右； 6級風(fēng)時，對裸露的肌膚的作用相當于 12 ℃ 時的溫度；同樣風(fēng)速，當氣溫為 5 ℃ 時，對裸露的肌膚的作用相當于靜風(fēng)條件下 ℃ ， 這時只需 1min即可造成凍傷。 zT?????氣溫對人體的影響 ? 研究指出，人體對周圍溫度的感覺與介質(zhì)是大氣還是水有關(guān)。通常 γ ＞ 0。平均在 10?N左右。 ? ③ 北半球冬季大洋西部從低緯向東北方向伸出一個暖脊直達大洋東部中高緯海域。它與下熱面的性質(zhì)、緯度和海拔等有關(guān)。（吐魯番海拔 154m，日較差大） annual variation of temperature ? 年變化： 一年中月平均氣溫有一個最高值和一個最低值。海洋上最高值滯后陸地 1～ 2小時。 四、氣溫隨時間的變化 ?大氣的熱量主要來自下墊面，所以氣溫具有與下墊面溫度類似的周期性變化。 ? 通常，地面與大氣之間的熱量交換以輻射為主，亂流和水相變化次之； ? 各地空氣之間的熱量交換以平流為主。 “ 南風(fēng)暖 、 北風(fēng)寒 、 東風(fēng)濕 、 西風(fēng)干 ” 。由于動力作用造成的對流運動稱動力對流，如空氣遇山爬升等。 一般下墊面水蒸發(fā) ， 吸收熱量；上空水凝結(jié)放出熱量 。 地面吸收太陽短波輻射 ， 放射出長波輻射加熱大氣 。下墊面與空氣之間的熱量交換途徑有以下幾種： 1. 熱傳導(dǎo) （ Conduction）：空氣與下墊面之間，通過分子熱傳導(dǎo)過程交換熱量，又稱感熱。 使地球大氣系統(tǒng)的溫度保持恒定 。 ? 地面和大氣的溫度約為 300K，放出長波輻射 4～ 120μ m，稱長波輻射。電磁波按其波長分為 γ 射線、 X射線、可見光、紅外線和無線電波。一些英語國家多使用。 溫 標 2．溫標： 溫度的數(shù)值表示法稱溫標。 空氣的冷熱程度，實質(zhì)上是反映空氣分子運動的平均動能。 ?重點： 常用的 溫標及其換算；氣溫的日年變化；氣溫的空間分布； 氣溫垂直遞減率 。 特點：氣溫隨高度迅速增加；空氣處于高度電離狀態(tài)，又叫電離層。特點：空氣主要是水平運動；水汽含量少；氣溫隨高度升高而遞增（ 20～ 40km氣溫突增，形成臭氧層）；氣層穩(wěn)定利于飛機飛行。摩擦作用 忽略不計，大氣運動規(guī)律比較簡單和清楚。 其厚度夏季高于冬季，白天高于夜間，大風(fēng)和擾動強烈的天氣高于平穩(wěn)天氣。是引起大氣上下層動量、熱量、能量和水汽等交換的主要方式。 對流層中三個主要特征 ? ⑴ 氣溫隨高度而降低。 通常在高緯為 68km， 中緯度 1012km， 低緯度 1718km。極光發(fā)生在高緯度不同高度上，最高達到 10001200Km稱為大氣的物理上界。 ? 全球 141個國家和地區(qū)簽署的旨在遏制全球氣候變暖的 《 京都議定書 》 于 2022年 2月 16日正式生效。 大氣污染 ? 大氣污染： 二氧化碳的逐年增多將導(dǎo)致地球變暖并引起全球天氣和氣候的異常變化。大氣中水汽含量范圍在 0～ 4％，它也是造成云、雨、雪、霧等天氣現(xiàn)象的主要物質(zhì)條件。 大氣中的易變成分 :平均含量 %， 二氧化碳能強烈地吸收和放射長波輻射。 ? 次要成分 :二氧化碳 （ ％ ） 、 氫 、 氖 、 氦 、 氪 、氙 、 氡 、 臭氧等稀有氣體 （ ％ ） 。 ?重點： 大氣中的易變成分及其作用；對流層主要特征； 摩擦層和自由大氣。 大氣概況 ? 一 、 大氣成分： 主要由多種氣體 (氮 、 氧 、 氬 、 二氧化碳和臭氧等 )、 水汽和懸浮的雜質(zhì)構(gòu)成 。 ? 大氣是可壓縮氣體 ， 大氣密度隨高度增加而迅速減少 。 ： 主要存在于 2040公里氣層中，又稱臭氧層。 ： 懸浮在空氣中的固體或液體微粒 ， 主要包括塵埃 、 煙粒 、 細菌 、 病毒 、 花粉和微小鹽粒等 。導(dǎo)致極冰融化、海面上升、一些陸地和港口將被淹沒。 ? 2022年 12月 7— 18日 192個國家在丹麥首都哥本哈根召開《 聯(lián)合國氣候變化框架公約 》 第１５次締約方會議，旨在遏制全球氣候變暖，溫家寶總理出席會議。由衛(wèi)星探測的大氣上界為20223000Km。 夏季對流層的厚度比冬季高 。平均幅度為 ℃/100m 。 ? ⑶ 氣象要素沿水平方向分布不均勻。湍流輸送是該層的基本運動特點，多渦動，各種氣象要素都有明顯的日變化。自由大氣的基本運動形式是層流，氣流多波狀系統(tǒng)。 3. 中間層 （ Mesosphere）：厚度：自平流層頂?shù)?85km左右。 5. 逸散層 （ Exosphere） : 厚度： 熱層頂以上。 一、氣溫的定義和溫標 ? 氣溫 （ Air Temperature）是大氣的重要狀態(tài)參數(shù)之一，是天氣預(yù)報的直接對象。當空氣獲得熱量時，其分子運動的平均速度增大，平均動能增加，氣溫升高。常用的溫標有三種。 攝氏與華氏的關(guān)系： ? ③ 絕對溫標 (K氏溫標 ) K：水的冰點溫度定為 273K，沸點為373K（由英國物理學(xué)家 Kelvin提出）。溫度高，輻射強，多為短波；溫度低，輻射弱，多為長波。 ? 太陽輻射是地球和大氣的唯一能量來源。 ? 大氣受熱的主要直接熱源是地球表面 。地面和大氣都是不良的熱導(dǎo)體。 如白天輻射增溫 ， 夜間輻射冷卻 。 從而通過水相變化將下墊面的熱量傳給上層大氣 。 （ Advection)：某種物理量的水平輸送稱平流 。 ： 又稱亂流（ Turbulence），是空氣不規(guī)則的運動。 ? 上下層空氣之間的熱量交換以對流和亂流為主。如冬寒夏暖、午熱晨涼反映了氣溫日、年變化的一般規(guī)律。 ? 氣溫的日較差： 一日中最高氣溫與最低氣溫之差。 ? 陸地： 北半球 :最高在七月份 ,最低在一月份。 ? 高緯＞低緯； 陸上＞海上； 海拔低＞海拔高 五、氣溫的空間分布 ? 海平面平均氣溫從赤道向高緯遞減，南半球等溫線大約與緯圈平行，北半球由于海陸分布不均勻，等溫線不與緯圈平行。這是兩個強大暖流黑潮、灣流所致。 ? 全球平均氣溫為 ℃ ，極端最高氣溫 63 ℃ （索馬里），極端最低氣溫 94 ℃ （南極附近）。當 γ =0時表示 等溫 。在大氣中，氣溫為 28~29 ℃ 時，人體皮膚不感溫，這個溫度稱為生理零度。 ? 濕度也影響人體感溫，濕度大感覺溫度偏高、悶熱。 ? 在標準情況下（即氣溫為 0℃ ，緯度為 45176。 ｇ：重力加速度 。 ? 動力因素： 包括水平氣流的輻合和輻散、空氣密度變化和空氣的垂直運動。圖中位于 A、 B、 C三地上空某一高度上 a、 b、 c三點的氣壓，在空氣沒有垂直運動時，空氣質(zhì)量不變，則 Pa不變；在空氣有上升運動時，上層空氣質(zhì)量增多， Pb變大；在空氣有下沉運動時，上層空氣質(zhì)量減少， Pc變小。同理，在出現(xiàn)空氣垂直運動的區(qū)域也會在上層和下層出現(xiàn)水平氣流的輻合和輻散。 氣壓與高度的對應(yīng)關(guān)系 大氣靜力方程 ? 為了表達氣壓隨高度變化的定量關(guān)系。 ? h與 t成正比，與 P成反比。 最高和最低與氣溫的變化有關(guān) ， 日較差低緯＞高緯 。 1. 高壓 （ High Pressure） :由閉合等壓線圍成 ,中心氣壓比周圍高的系統(tǒng)。 （ Trough）：由低壓向外延伸出來的狹長區(qū)域，或一組未閉合的等壓線向氣壓較高的一方凸出的部分，簡稱槽?？臻g等壓面類似山脊。 鞍形區(qū) 四、氣壓梯度 (pressure gradient) 定義 ： 在水平方向上單位距離內(nèi)氣壓的改變量稱水平氣壓梯度，用 ΔP/Δn 表示。等壓線愈密， ΔP/Δn愈大，氣壓梯度越大，風(fēng)力愈大，反之亦然。 這種系統(tǒng)有冷高壓 （ cold high） 和 暖低壓 (heat low) 。 在中高緯度地區(qū) ， 不對稱的低壓總是東暖西冷 ， 低壓中心軸線向冷區(qū)傾斜；不對稱的高壓總是東冷西暖 ， 高壓中心軸線向暖區(qū)傾斜 。它是矢量，有大小和方向。 ? 風(fēng)力 (Wind Force)： 根據(jù)風(fēng)對地面或海面的影響程度又劃出風(fēng)力等級。 ? 風(fēng)壓 (Wind Pressure)： 風(fēng)壓是指與風(fēng)向垂直的單位面積所受的壓力。因此在測風(fēng)時，要求取其平均值。 ? 年變化： 因地而異。 ? 大小為： ； 方向： 垂直等壓線從高壓指向低壓。 (4) 若 =0, 兩地沒有氣壓差 Gn=0 無風(fēng)。 (2) An是虛擬力， 只改變物體的運動方向，不改變速度。 大?。号c向心力相等 。 式中 V為物體運動速度； μ 為摩擦系數(shù) ? 總結(jié)： ? 氣壓梯度力、水平地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力和摩擦力都是在水平方向上作用于空氣的力，其影響各異。 ? R只在摩擦層中起作用，對自由大氣中的空氣運動可以忽略不計。 （ 2） Vg與空氣密度成反比，氣壓梯度一定時，高空的 Vg大于 低空的 Vg。 ?在南半球自由大氣中，風(fēng)沿等壓線吹， 測者 背風(fēng)而立，高壓在左，低壓在右。 梯度風(fēng)可以看成是水平氣壓梯度力 、 水平地轉(zhuǎn)偏向力和慣性離心力三者平衡時的水平運動 。 ? 氣壓梯度和梯度風(fēng)的大小受反氣旋曲率限制。曲率小處等壓線密集，曲率大處等壓線稀疏。 ? （ 4）中高緯度 高壓風(fēng)速較大，低 緯度 高壓風(fēng)速較小。此時的平衡為 : ? 地面實際風(fēng)比地轉(zhuǎn)風(fēng)小，方向偏低壓一側(cè)。 北半球摩擦層中低壓和高壓的氣流 ?在摩擦層中，地面實際風(fēng)與等壓線的夾角取決于下墊面的粗糙度、大氣穩(wěn)定度和緯度。在北半球，風(fēng)速隨高度增大，風(fēng)向逐漸右偏；在南半球，風(fēng)速隨高度增大，風(fēng)向逐漸左偏。 因此在背風(fēng)面常形成低壓或低壓槽 。 岬角效應(yīng) ? 海岸效應(yīng) 因摩擦作用，當氣流沿海岸線方向流動時，如果陸地在氣流方向的右側(cè)，流線會變密，氣流增強；反之，如果陸地在氣流方向的左側(cè)，流線會變疏，氣流減弱。 第五節(jié) 大氣環(huán)流 ?大氣環(huán)流 （ General Circulation） ： 一般是指具有全球性、大范圍空的氣運行現(xiàn)象。 ? 一、影響大氣環(huán)流的主要因子： 太陽輻射、地球自轉(zhuǎn)、海陸分布不均勻和高大地形等因素影響。在太陽輻射隨緯度不均勻和地球自轉(zhuǎn)（地轉(zhuǎn)偏向力）二個因子的作用下，從赤道到極地形成三圈環(huán)流，即赤道環(huán)流（哈德萊環(huán)流）、極地環(huán)流和中間環(huán)流（費雷爾環(huán)流）。 (Polar High) ? 位于兩極附近。 赤道無風(fēng)帶 2．信風(fēng)帶 （ Trades Wind Zone） ? 位于副熱帶高壓帶與赤道低壓帶之間，平均位置在南北緯 1028186。 3. 副熱帶無風(fēng)帶 （ Horse Latitudes） ? 位于信風(fēng)帶和西風(fēng)帶之間，平均位于南北緯 30186。之間。 5．極地東風(fēng)帶 （ Polar Easterlies） ? 位于南北緯 6090186。夏季相反。 ? 冬季： 北半球受四個大的氣壓系統(tǒng)（又稱大氣活動中心）控制，它們是 阿留申低壓，冰島低壓，蒙古高壓和北美高壓 。 ? 春秋兩季屬于過渡季節(jié)，北半球春季，原有的四個大氣活動中心減弱，副熱帶高壓開始增強。如蒙古高壓、北美高壓、印度低壓、北美低壓、澳大利亞高壓、南美高壓、非洲高壓、澳大利亞低壓、南美低壓和非洲低壓。要求盛行風(fēng)的方向至少改變 120176。 ? 青藏高原的地形作用 ：青藏高原在夏季的熱源作用和冬季的冷源作用對維持和加強南亞季風(fēng)起了重要的作用。 ?冬季風(fēng)特征 ：蒙古高壓盤踞亞洲大陸，寒潮和冷空氣不斷爆發(fā)南下，高壓前緣的偏北風(fēng)成為東亞的冬季風(fēng)。風(fēng)力一般 34級。 ? 范圍 ：東非、西南亞、南亞、中印半島一帶，又稱印度季風(fēng)。北印度洋吹東北風(fēng)，風(fēng)力一般為 34級，是航海的 “ 黃金季節(jié) ” 。 ? 西非的季風(fēng)： 塞內(nèi)加爾到塞拉利昂沿岸，夏季西南季風(fēng)，潮濕多雨；冬季東北季風(fēng)，干燥少雨。白天：風(fēng)從海洋吹向陸地稱海風(fēng)；夜間：風(fēng)從陸地吹向海洋稱陸風(fēng)。 ? 在我國海陸風(fēng)和山谷風(fēng)均盛行的港口是連云港和秦皇島。 ? 典型的布拉風(fēng)出現(xiàn)在黑海的冬季，其破壞力很大，最大平均風(fēng)速可達 40m/s— 60m/s，氣溫可迅速降低到 27 ℃ ， 可造成嚴重的“船舶積冰”。 ?重點： 濕度的表示方法； 濕度的日年變化。 ? 絕對濕度 (absolute humidity) a ： ? 單位體積空氣中所含水汽的質(zhì)量（實際上就是水汽密度）。 ? 水汽壓 （ vapour pressure） e ： ? 指大氣中水汽所引起的那部分壓強稱水汽壓。 ? 飽和水汽壓 （ saturation vapour pressure） E: ? 指空氣達到飽和時的水汽壓。 當 f＜ 100％ 未飽和；當 f=100％飽和；當 f＞ 100％過飽和。