【正文】 暴、大風(fēng)、冰雹、龍卷等。 γ d γm γd γd ?大氣穩(wěn)定度 : 某一氣塊受到垂直方向的擾動后，大氣層結(jié)（周圍大氣），使其具有返回或遠(yuǎn)離其平衡位置的趨勢和程度，稱大氣穩(wěn)定度，又稱大氣層結(jié)穩(wěn)定度。 γ m不是常數(shù)，而是隨氣壓和溫度變化 ,其中主要隨氣溫的降低而增大。 γ d = 1℃/100m 139。若系統(tǒng)與外界沒有熱量交換，稱該系統(tǒng)是絕熱的。 ?鋒面上的垂直運(yùn)動： 指暖空氣沿鋒面坡度爬升產(chǎn)生上升運(yùn)動。由垂直方向的運(yùn)動方程，狀態(tài)方程和靜力關(guān)系可以證明，當(dāng)氣塊溫度 T′ 與周圍環(huán)境溫度 T 不同時，就發(fā)生垂直運(yùn)動，即 : T′ T 下沉運(yùn)動 T′ = T 無對流 T′ T 上升運(yùn)動 ? 特點(diǎn) ：水平范圍小 （ 幾公里到幾十公里 ） ， 持續(xù)時間短 （ 幾十分鐘到幾小時 ） ， 垂直速度大 （ 130m/s） 。 岬角效應(yīng)： ? 因陸地 （ 如山脈盡頭或半島附近 ） 向海中突出造成氣流輻合 ， 流線密集 ， 風(fēng)力明顯增強(qiáng) ， 稱為岬角效應(yīng) ， 如圖所示 。 實(shí)際風(fēng)向的確定和風(fēng)隨高的變化 風(fēng)隨高度的變化 七、地形動力作用 ? 繞流和阻擋作用： 當(dāng)氣流遇到孤立的山峰與島嶼時 ， 有繞山峰兩側(cè)而過的現(xiàn)象 ， 并且在迎風(fēng)面風(fēng)速增強(qiáng) ， 在背風(fēng)面風(fēng)速減弱 。通常在中緯度陸地上夾角為 3545?，海面上為 1020?。 摩擦層中的風(fēng) 摩擦層中的風(fēng) 地轉(zhuǎn)風(fēng) ?在北半球摩擦層中，風(fēng)斜穿等壓線吹，背風(fēng)而立，高壓在右后方，低壓在左前方。 ? 梯度風(fēng)仍遵守風(fēng)壓定律。 ? 緯度越高，空氣密度越大，水平氣壓梯度最大可能值越大。 曲率愈大（ r愈小），氣壓梯度愈小，梯度風(fēng)也小。 ? 即 : 低壓（氣旋）中的梯度風(fēng) ? 北半球在低壓區(qū)（氣旋）中風(fēng)繞中心逆時針方向吹，氣壓梯度力沿半徑指向中心，地轉(zhuǎn)偏向力和慣性離心力都沿半徑指向外緣。 ?它明確地揭示了氣壓場與風(fēng)場之間的關(guān)系。 （ 3） Vg與緯度的正弦成反比，低緯 Vg大于高緯 Vg。 R= k V V為物體運(yùn)動速度； k為摩擦系數(shù) 方向與運(yùn)動物體相反。 ? 慣性離心力 （ Centeifugal Force） 指物體在作 曲線運(yùn)動 時產(chǎn)生的一種虛擬力。 An ?大小為 ： An=2ω Vsinφ ω = 105/s ω :地轉(zhuǎn)角速度 V:風(fēng)速 φ :緯度 ?方向 ： 北半球，恒垂直于物體運(yùn)動方向的右側(cè) 90度，南半球相反 . ?討論 ： (1) An是物體相對于地球運(yùn)動才產(chǎn)生的，靜止物體不受其作用。 (3) 一定時， ρ 大，空氣濃密， Gn小。Gn表示 。 ? 風(fēng)隨高度變化： 在氣壓場不隨高度變化的前提下，風(fēng)隨高度的變化主要取決于摩擦力隨高度的變化。一日內(nèi)陣性最強(qiáng)在午后，一年中陣性最強(qiáng)在夏季。近似表示為 : P=。 ? 它們的關(guān)系： 1Km/h=； 1m/s=； 1Kn=≈； 1m/s≈2Kn ? 風(fēng)向： 風(fēng)向是指風(fēng)的來向，常用 16個方位 (E W S N NE SE NW SW NNE ENE ESE SSE SSW WSW WNW NWN)或度數(shù) (0?～ 360?)來表示。 ? 如圖： Pa=Pb=Pc， Ha＇ =Hb ＇ =Hc＇ Ha＞ Ha ＇ Hc＜ Hc ＇ 第四節(jié) 空氣的水平運(yùn)動 風(fēng) （ Wind) ? 一、風(fēng)的定義和單位 ? 定義 : 空氣相對于下墊面的水平運(yùn)動，稱為風(fēng)。 ? 如 850hPa、 700hPa、 500hPa等壓面圖等。由于同一高度上各地的氣壓不等，氣壓在空間的分布，就象山丘一樣起伏不平。 等高面圖上繪制的等壓線 等 高 面 圖 （地面圖） ? 在某高度上用等壓線來表明氣壓場特征的圖 ，如地面圖 ， 海撥高度為Z=0。 ★ 七、 等壓線和等高面 ? 地表面氣壓的分布情況稱為氣壓場。 ? 最低值：下午 1516時；次低值：凌晨 34時。 暖高壓 冷低壓 冷高壓 暖低壓 ? 溫壓場不對稱的系統(tǒng)： 溫壓場不對稱是指溫度中心與氣壓中心不重合 。 淺薄系統(tǒng)是指氣壓系統(tǒng)的強(qiáng)度隨高度增加而減弱 ，即高低空的高低壓中心不一致 。因此，氣壓梯度的大小取決于等壓線的疏密程度。 四、水平氣壓梯度 (pressure gradient) 定義 ： 單位距離內(nèi)氣壓的改變量稱氣壓梯度。 海平面氣壓場的基本形式 4. 高壓脊和脊線 H（ Ridge）：由高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低的一方凸出的部分，簡稱脊，脊中曲率最大點(diǎn)的連線稱脊線 (Righe Line)。 三、海平面氣壓場的基本形式 1. 低壓 （ Low Pressure， Depression） ： 由閉合等壓線圍成，中心氣壓比周圍低的系統(tǒng)。 ? Δ p=w=Δ Z s ρ g=ρ gΔ Zs Δ p = ρ gΔ Z ? Δ p/Δ Z = ρ g 公式說明：在靜力平衡下 ， 氣壓隨高度的變化主要取決于空氣密度 。在海平面上氣壓最大（約 1000hPa），到大氣上界減為零。 ｇ：重力加速度 。 ? 在標(biāo)準(zhǔn)情況下（即氣溫為 0℃ ，緯度為 45176。水溫為 0 ℃ 時，落水者只能堅(jiān)持 15min；水溫為 10 ℃時，存活的時間為 ；水溫為 1520 ℃ 時，存活時間可達(dá) 10余小時。在大洋中平均水溫高于 28 ℃ 的區(qū)域只占海洋總面積的 6%，熱帶某些海域水溫最高只有 2930 ℃ 。當(dāng)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(dāng)于 12 ℃ 時的溫度；同樣風(fēng)速，當(dāng)氣溫為 5 ℃ 時，對裸露的肌膚的作用相當(dāng)于靜風(fēng)條件下 ℃ ， 這時只需 1min即可造成凍傷。 八、氣溫和水溫對人體的影響 ? 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)。 ? 拉尼娜 （ Lanina）是指赤道附近東太平洋水溫反常變化的一種現(xiàn)象。逆溫既在某一氣層中，氣溫隨高度增加而升高。 ?Z 的單位通常取 而減小。 ? ⑤ 近赤道附近存在一個高溫帶 ,1月和 7月的平均氣溫均高于 25℃ ， 稱這個高溫帶為 “ 熱赤道 ” (Heat Equator)。 ? 高緯＞低緯； 陸上＞海上； 海拔低＞海拔高 ★ 五、海平面平均氣溫的分布特點(diǎn) ? 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。 ? 陸地： 北半球 :最高在七月份 ,最低在一月份。 ? 氣溫的日較差： 一日中最高氣溫與最低氣溫之差。 氣溫的日變化 diurnal variation of temperature ? 日變化 :一天中氣溫有一個最高溫度和最低溫度。 ? 上下層空氣之間的熱量交換以對流和亂流為主。 6. 亂流 ：又稱湍流 （ Turbulence） ， 是空氣不規(guī)則的運(yùn)動 。 （ Advection)：水平運(yùn)動稱平流 。 從而通過水相變化將下墊面的熱量傳給上層大氣 。 如白天輻射增溫 ， 夜間輻射冷卻 。空氣是熱的不良導(dǎo)體。 ? 大氣受熱的主要直接熱源是地球表面 。 ? 地面和大氣（溫度約為 300K）放出長波輻射 (3～ 120μ m)。 關(guān)系： K＝ 273＋ C )32(95 ?? FC 3259 ?? CF二、太陽、地面和大氣輻射 輻射的基本特性 ? 在自然界中凡溫度高于絕對零度的物體均發(fā)出電磁波，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。 ? ② 華氏溫標(biāo) ?Ｆ ：水的冰點(diǎn)溫度定為 32?F，沸點(diǎn) 212?F?？梢酝ㄟ^溫度表或溫度計(jì)直接測得。 第二節(jié) 氣溫和海溫 氣溫 （ Air Temperature） ? 氣溫是大氣的重要狀態(tài)參數(shù)之一，是天氣預(yù)報的直接對象。 ? 海洋污染 ：污染途經(jīng)是降水、江河經(jīng)流、大氣環(huán)流、漲落潮、污水排放、海上采油采礦和船舶排污。導(dǎo)致極冰融化、海面上升、一些陸地和港口將被淹沒。 ? 東海： 南自南澳島與臺灣島的鵝鑾鼻分隔南海，面積 75萬平方公里，平均水深 349米。 海洋概況 ?海 ： 大洋靠近大陸邊緣部分，海的面積只占海洋總面積的 11%，一般深度淺，水色低（渾濁），透明度小，季節(jié)變化顯著。 (P6) ? 海 (Sea): ? 海灣 (Gulf、 Bay): 洋或海的一部分延伸入大陸，其深度和寬度逐漸減小的水域稱為灣。 大氣的垂直高度 ? 大氣上界： 大氣很難定出上界，一般以物理現(xiàn)象發(fā)生的最高高度為上界。 摩擦層與自由大氣 ? 根據(jù)大氣運(yùn)動的不同特征通常將對流層分為： ? 摩擦層 (friction layer) ：摩擦層又稱邊界層，從地面到 1Km高度，其厚度夏季高于冬季，白天高于夜間。 ? ⑵ 具有強(qiáng)烈的對流和湍流運(yùn)動。 對流層具有三個主要特征 。（ P5） 1. 對流層 （ Troposphere） ： 下界為地面 ， 上界隨緯度和季節(jié)變化 ， 平均厚度 1012公里 。 大氣中的易變成分 ：懸浮在空氣中的固體或液體微粒 ， 主要包括塵埃 、 煙粒 、 細(xì)菌 、 病毒 、 花粉和微小鹽粒等 ?？諝庵械乃侩S緯度、時間、地點(diǎn)而變化。 二氧化碳能強(qiáng)烈地吸收和放射長波輻射， 對地面和大氣的溫度分布有重要影響，類似溫室效應(yīng)，直接影響氣候變遷。 大 氣 成 分 ? 大氣是可壓縮氣體 ， 大氣密度隨高度增加而迅速減少 。 ? 海洋要素 （ Marine elements） ? 反映海洋狀態(tài)的物理量或物理現(xiàn)象。天氣表示大氣運(yùn)動的瞬時狀態(tài)。 ? 天氣 (Weather) ? 指一定區(qū)域在較短時間內(nèi)各種氣象要素的綜合表現(xiàn)。 幾個重要的專業(yè)術(shù)語 ? 氣象要素 （ Meteorology elements) ? 反映大氣狀態(tài)的物理量或物理現(xiàn)象，主要有：氣溫、氣壓、風(fēng)、濕度、云、能見度和天氣現(xiàn)象。 ? 干空氣 （ Dry air） :（ 除水汽和雜質(zhì)以外的氣體 ） ? 氣體主要成分 :氮 （ %） 、 氧 (%） 、 氬（ %） 、 ? 氣體次要成分 :二氧化碳 （ ％ ） 、 氫 、 氖 、 氦 、氪 、 氙 、 氡 、 臭氧等稀有氣體 （ ％ ） 。 大氣中的易變成分 （ carbon dioxide） :平均含量 %,若達(dá)到 ％，就對人體有害。 大氣中的易變成分 （ vapour） ： 含水汽的空氣叫作濕空氣（ wet air）。 ? 水汽能強(qiáng)烈地吸收和放出長波輻射，并在相變過程中吸收和放出潛熱能， 對地面和空氣的溫度影響很大。 ? 城市大氣質(zhì)量監(jiān)測報告中空氣污染物種類 :總懸浮顆粒物 、 二氧化硫和氮氧化物等 二、大氣的垂直結(jié)構(gòu) ? 根據(jù)氣溫、水汽的垂直分布、大氣擾動程度和電離現(xiàn)象等不同等特點(diǎn)，自下而上將大氣分為五個層次。 對流層集中了大氣質(zhì)量的 80％ 和全部水汽 ， 與人類關(guān)系最為密切 ， 大氣中幾乎所有的物理和化學(xué)過程都發(fā)生在該層 。 即 γ ＝ ℃/100m 稱 γ為對流層中氣溫垂直遞減率。如溫度、濕度等。 ? 對流層頂 ：厚度約為 12Km，溫度隨高度呈等溫或逆溫狀態(tài)。 三、海 洋 概 況 ? 洋 (Ocean)： 面積廣，約占海洋總面積的 89%，洋的深度大、水色高、透明度大，水文要素相對比較穩(wěn)定，季節(jié)變化小，有獨(dú)自的潮波和強(qiáng)大的洋流系統(tǒng)。海峽的特點(diǎn)是流急、速大、多渦旋。 ? 黃海： 北起鴨綠江口，南從長江口北岸至濟(jì)州島與東海分開，面積 42萬平方公里，平均水深 44米。 四、大氣和海洋污染 ? 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。 ? 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。否則，制裁是相當(dāng)嚴(yán)厲的。 ? 定義 ：氣溫是表示空氣冷熱程度的物理量。 ? ① 攝氏溫標(biāo) ℃ ：把水的冰點(diǎn)溫度定為 0℃ ，沸點(diǎn)為 100℃ ，多數(shù)非英語國家使用。多用于理論計(jì)算。 ? 太陽（表面溫度約為 6000K）放出短波輻射（ ～ 4μ m)。 地球表面通過長波輻射 （ 21份 ） 、 熱傳導(dǎo) （ 7份 ）和水汽相變 （ 23份 ） 等過程釋放能量 ， 大氣在吸收太陽短波輻射和地面長波輻射的同時又放出長波輻射（ 19份 ） ， 最終向外層空間的輻射總量也為 100份 ， 使地球大氣系統(tǒng)的溫度保持恒定 。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