【正文】 端外幾乎沒有陸地，常年盛行強(qiáng)勁的西風(fēng)， 7級(jí)以上的大風(fēng)頻率每月可達(dá)10天以上，故有“咆哮西風(fēng)帶”之稱。 ? 特征： 內(nèi)部多下沉氣流，天氣晴朗、少云、微風(fēng)、陸上干燥、海上潮濕，位置隨季節(jié)南北移動(dòng)。北半球吹東北信風(fēng)，南半球吹東南信風(fēng)。范圍內(nèi)。在太陽(yáng)輻射隨緯度不均勻和地球自轉(zhuǎn)（地轉(zhuǎn)偏向力）二個(gè)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(fèi)雷爾環(huán)流）。 ? 影響大氣環(huán)流的主要因子有： 太陽(yáng)輻射、地球自轉(zhuǎn)、海陸分布不均勻等因素影響。 第六節(jié) 大氣環(huán)流 （ General Circulation） ? 一、大氣環(huán)流： 一般是指具有全球性、大范圍空的氣運(yùn)行現(xiàn)象。常伴有平流霧；（ 3）下沉逆溫：高空空氣絕熱下沉增溫而形成的逆溫。（ γ ＜ 0或 γ =0 ） 三、大氣中的逆溫 大氣中的逆溫 ? 逆溫對(duì)天氣的影響 ：逆溫的存在好象一個(gè)蓋子，能有效地抑制對(duì)流的發(fā)展，阻擋水汽和塵埃等向上輸送。下層空氣中，夜間冷卻為穩(wěn)定作用，白天增溫為不穩(wěn)定作用。 穩(wěn)定度判別的氣塊法 ? 通常采用 “ 氣塊法 ” 判斷大氣穩(wěn)定度。 濕絕熱線： 在濕絕熱過程中氣體狀態(tài)的變化曲線。 ? 濕絕熱直減率 :(Wet Adiabatic Lapse Rate) 在濕絕熱過程中 ,氣塊溫度隨高度的變化率稱濕絕熱直減率。 二、大氣穩(wěn)定度 (Atmospheric Stability) 干絕熱直減率 (Dry Adiabatic Lapse Rate) ? 干絕熱直減率 : 在干絕熱過程中 ,氣塊溫度隨高度的變化率稱干絕熱直減率。 一、空氣垂直運(yùn)動(dòng) 水平輻合 水平輻散 ? 垂直運(yùn)動(dòng)中氣溫的絕熱變化： 氣體作功或傳遞熱量都能改變系統(tǒng)的內(nèi)能。 ?水平輻散、輻合引起的垂直運(yùn)動(dòng)： 低層輻散引起下沉運(yùn)動(dòng)，低層輻合引起上升運(yùn)動(dòng)。我國(guó)山東半島的成山頭附近海面 ， 偏北風(fēng)通常比周圍要大 1— 2級(jí)左右 ， 有中國(guó) “ 好望角 ” 之稱 。 ? 山脈的阻擋作用和繞流 ， 使實(shí)際風(fēng)向與根據(jù)大范圍氣壓場(chǎng)確定的風(fēng)向之間可能發(fā)生顯著偏差 ， 其差值可達(dá) 900，甚至 1800。 ?在氣壓梯度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。 ?由于摩擦力的作用，北半球，低壓中風(fēng)斜穿等壓線以逆時(shí)針方向向中心輻合，高壓中的風(fēng)斜穿等壓線以順時(shí)針方向向外輻散。 np???三、摩擦層中的風(fēng) (Friction Layer Wind) ? 在地面天氣圖上，由于地面的摩擦作用，實(shí)際風(fēng)不沿等壓線吹，而與等壓線存在一個(gè)交角，并偏向低壓。 ? 高壓邊緣風(fēng)速較大，中心風(fēng)速小或無(wú)風(fēng)。 )()s i n(s i n 2 nprrrv a ?????? ?????)()s i n(s i n 2 nprrrv c ??????? ?????)()s i n(s i n 2 nprrrv a ?????? ?????0)()s i n( 2 ?????nprr?????? 22 s i nrnp ???? ??? 22m a x s i n)( rnp ?????? s i nrv a ?此為高壓梯度風(fēng)速的極限值 氣旋和反氣旋的梯度風(fēng)公式： 低壓 高壓 高壓中 梯度風(fēng)的討論 ? 最大水平氣壓梯度的分布，高壓邊緣較大，越近中心越小。 高壓（反氣旋）中的梯度風(fēng) ? 根號(hào)前應(yīng)取負(fù)號(hào)才有意義。 ? 在自由大氣中 ， 空氣的水平圓周運(yùn)動(dòng)稱為梯度風(fēng) （ Gradient Wind） 。 0?? nn AG地轉(zhuǎn)風(fēng) ?在北半球自由大氣中，風(fēng)沿等壓線吹，背風(fēng)而立，高壓在右，低壓在左。即： （地轉(zhuǎn)風(fēng)風(fēng)速公式） （ 1） Vg與水平氣壓梯度成正比，即等壓線密集， Vg大。 方向：與向心力相反。 (3) 在北半球 A恒垂直于物體運(yùn)動(dòng)的右方，南半球相反。 ? Gn是使空氣產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)力。 (1) Gn與 ρ 成反比， Gn與氣壓梯度 成正比。 三、作用在空氣微團(tuán)上的力 ? 重力 (gravity)； 大小為 g≈，方向向下，指向地心。風(fēng)的日變化幅度，晴天比陰天大，夏季比冬季大，陸地比海洋大。實(shí)際上風(fēng)的陣性就是小尺度的湍渦迭加在大型流場(chǎng)上造成的結(jié)果。目前國(guó)際上采用的風(fēng)力等級(jí)從 0～ 12共 13個(gè)等級(jí)，參見 P27《 風(fēng)力等級(jí)表 》 (Beaufort Scale of Wind Force)。 ? 風(fēng)速： 風(fēng)速是指單位時(shí)間內(nèi)空氣在水平方向上的位移。 ?在等壓面圖上等高線的高值中心在鄰近等高面上對(duì)應(yīng)著為高壓中心，低值中心在鄰近等高面上對(duì)應(yīng)著為低壓中心。因此，等壓面的起伏形勢(shì)和該面附近等高面上氣壓的分布形勢(shì)相對(duì)應(yīng)。 ? 通常所說的地面圖 。氣壓相等的各點(diǎn)的連線，稱為等壓線。 氣壓的日變化 ?年變化 : 氣壓的年變化隨緯度增大而增大，在中高緯度最明顯，概括為以下幾種類型： ? 大陸型： 冬季氣壓高， 夏季氣壓低，年較差大。 中心軸線隨高度傾斜 六、氣壓的日、年變化 ? 日變化： 氣壓的日變化以 12h為周期，一日內(nèi)有兩個(gè)高值和兩個(gè)低值。 深厚系統(tǒng)是指氣壓系統(tǒng)的強(qiáng)度隨高度增加不變或增強(qiáng) ， 即高低空的高低壓中心一致 。單位：百帕 /赤道度。其物理意義表示了由于空間水平氣壓分布不均勻而作用在單位體積空氣上的力。 6. 低壓帶 ： 兩高壓之間的狹長(zhǎng)區(qū)域。 海平面氣壓場(chǎng)的基本形式 3 .低壓槽和槽線（ Trough）：由低壓向外延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)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(jiǎn)稱槽。 ? P0=P1+H/h P0海平面氣壓， P1本站氣壓， H 船臺(tái)距海面高度， h氣壓高度差。 大氣靜力方程 ? 為了表達(dá)氣壓隨高度變化的定量關(guān)系。 ｗ＝ ρ ghs 水銀柱重量。 ? Ｐ＝ w/s＝ ρ ghs/s＝ ρ gh （大氣壓強(qiáng)公式） Ｐ：氣壓 ρ ：水銀密度 。如高壓控制下是，晴朗、少云、微風(fēng)好天氣；低壓控制下是陰雨、大風(fēng)和低能見度壞天氣。 ? 落水者當(dāng)體溫從 37 ℃ 降到 32 ℃ 的過程中，人體出現(xiàn)劇烈顫抖，體溫從 32 ℃ 降到 30 ℃ 的過程中進(jìn)入昏迷狀態(tài)而不省人事；當(dāng)體溫降到 30 ℃ 以下時(shí)，因心臟衰竭而導(dǎo)致死亡。 水溫對(duì)人體的影響 ? 在水中，人體生理零度比在大氣中高的多。人體皮膚對(duì)氣溫的感覺是：低于 25 ℃ 有冷感， 25~28 ℃ 時(shí)有溫感，高于 29 ℃ 時(shí)有熱感。指的是洋流水溫反常下降。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)可造成全球天氣異常。當(dāng) γ =0時(shí)表示等溫。 ? 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）。冬季相反 ? ③ 冬季北大西洋的等溫線向北突出十分顯著，這是由墨西哥灣流造成的。 ? 海洋： 比陸地遲后一個(gè)月 ,即最高在八月 ,最低在二月 ? 年較差： 一年中月平均最高氣溫與月平均最低氣溫之差。一般有： 低緯＞高緯； 陸上＞海上；夏季＞冬季；晴天＞陰天；低海撥＞高海撥。海洋上最高出現(xiàn)在 12:30。 ★ 四、氣溫的日年變化 ?大氣的熱量主要來(lái)自下墊面，所以氣溫具有與下墊面溫度類似的周期性變化。 ? 綜上所知，空氣與下墊面之間的熱量交換是通過多種途徑進(jìn)行的。 如南風(fēng)暖 、 北風(fēng)寒 、 東風(fēng)濕 、 西風(fēng)干 。由于空氣受熱不均引起有規(guī)則的熱空氣上升冷空氣下沉稱熱力對(duì)流。液體水蒸發(fā) ， 吸收熱量；水汽凝結(jié)放出熱量 。 （ Radiation） ：地氣系統(tǒng)熱量交換的主要方式 。 下墊面 是泛指不同性質(zhì)的地球表面。 太陽(yáng)、地面和大氣輻射 ? 若將太陽(yáng)對(duì)地球大氣系統(tǒng)的輻射作為 100份 ， 其中地球大氣系統(tǒng)反射和散射占 30份 ， 大氣吸收占 19份 ，地球表面吸收 51份 。物體因放射輻射消耗內(nèi)能而使本身的溫度降低，同時(shí)又因吸收其它物體放射的輻射能并轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能而使本身的溫度增高。 攝氏與華氏的關(guān)系： ? ③ 絕對(duì)溫標(biāo) (K氏溫標(biāo) ) K：水的冰點(diǎn)溫度定為 273K，沸點(diǎn)為373K（由英國(guó)物理學(xué)家 Kelvin提出）。常用的溫標(biāo)有三種。因此，了解氣溫的變化規(guī)律，對(duì)天氣形勢(shì)和氣象要素的預(yù)報(bào)都十分重要。 ? 必須嚴(yán)格遵守 《 防止船舶污染海洋的國(guó)際公約 》 。嚴(yán)重污染大氣，對(duì)人類造成極大危害。 ? 我國(guó)擁有 300萬(wàn)平方公里的海洋國(guó)土和約 海岸線。 ? 渤海： 為我國(guó)的內(nèi)陸海，自老鐵山經(jīng)廟島與蓬萊角聯(lián)線，分割黃海，面積約 9萬(wàn) 7千平方公里，平均水深 18米。 ? 海峽 (Strait、 Channel): 海洋中相鄰海區(qū)之間寬度較窄的水道稱為海峽。由衛(wèi)星探測(cè)的大氣上界為 20223000Km。 ? 自由大氣 (free atmosphere) ：自由大氣的基本運(yùn)動(dòng)形式是波動(dòng)，地面摩擦作用減小，可忽略不計(jì)，這樣大氣的運(yùn)動(dòng)顯得比較簡(jiǎn)單和清楚。 ? ⑶ 氣象要素沿水平方向分布不均勻。平均幅度為 ℃/100m 。 夏季對(duì)流層的厚度比冬季高 。 在水汽相變過程中 ， 雜質(zhì)可以作為 凝結(jié)核 。大氣中水汽含量范圍在 0～ 4％，具有固、氣、液三態(tài)，是常溫下發(fā)生相變的唯一大氣成分，它也是造成云、雨、雪、霧等天氣現(xiàn)象的主要物質(zhì)條件。 臭氧是吸收太陽(yáng)紫外線的唯一大氣成分， 若沒有臭氧層，人類和動(dòng)物、 植物將受到紫外線的傷害。 ? 其中影響天氣 、 氣候變化的主要大氣成分為二氧化碳 、 臭氧和水汽 。 X 第一節(jié) 大氣和海洋概況 ? 一 、 大氣成分： 主要由多種氣體 、 水汽和懸浮的雜質(zhì)構(gòu)成 。氣候表示長(zhǎng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果。 第一章 氣象要素及其觀測(cè) X 第一節(jié) 大氣和海洋概況 第二節(jié) 氣溫和海溫 第三節(jié) 大氣壓 第四節(jié) 空氣的水平運(yùn)動(dòng) 風(fēng) 第五節(jié) 空氣的垂直運(yùn)動(dòng)和大氣穩(wěn)定度 第六節(jié) 大氣環(huán)流 第七節(jié) 大氣濕度和海水鹽度 X 第八節(jié) 云與降水 第九節(jié) 海洋上的霧 X 第十節(jié) 海面能見度和海水透明度 X 第十一節(jié) 船舶海洋水文 氣象觀測(cè)與編報(bào) 幾個(gè)重要的專業(yè)術(shù)語(yǔ) ? 大氣 （ Atmosphere） ? 包圍地球表面的整個(gè)大氣層。 ? 氣候 (Climate) ? 指某一區(qū)域天氣的多年平均特征，其中包括各種氣象要素的多年平均及極值。如海溫、鹽度、海浪、海流和海冰等。 ? 觀測(cè)表明 ， 10公里以內(nèi)集中了 75%的大氣質(zhì)量 ，35公里以下則達(dá) 99%， 近地面空氣標(biāo)準(zhǔn)密度為1293g? m3,大氣的總質(zhì)量為 ⅹ 1021g， 約為地球質(zhì)量的百萬(wàn)分之一 。 （ ozone） ： 主要存在于 2040公里氣層中，又稱臭氧層（ Ozonsphere）。 ? 濕空氣在同一氣壓和溫度下，只有干空氣密度的 ％。 它們主要集中在大氣的低層 ， 影響能見度 ， 能吸收部分太陽(yáng)輻射 ， 并對(duì)太陽(yáng)輻射具有散射作用 。 通常在高緯為 68Km，中緯度 1012Km， 低緯度 1718Km。 對(duì)流層中三個(gè)主要特征 ? ⑴ 氣溫隨高度而降低。是引起大氣上下層動(dòng)量、熱量、能量和水汽等交換的主要方式。湍流輸送是該層的基本運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。極光發(fā)生在高緯度不同高度上，最高達(dá)到10001200Km作為大氣的物理上界。灣內(nèi)潮差大。沒有獨(dú)立的海流系統(tǒng)和潮波系統(tǒng)，多數(shù)受大洋影響，我國(guó)東南海岸面臨四海。 ? 南海： 南靠加里曼丹島，東臨菲律賓，西接印支半島，面積 350多萬(wàn)平方公里，平均深度 1000米以上。另外，大氣中的粉塵、二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、硫化氫、碳?xì)浠衔锖桶钡?。其污染具有污染源廣、持續(xù)性強(qiáng)、擴(kuò)散范圍大、危害嚴(yán)重等特點(diǎn)。氣溫的分布和變化與氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)、大氣穩(wěn)定度以及云、霧、降水等天氣現(xiàn)象密切相關(guān)。 一、溫 標(biāo) 溫標(biāo)： 溫度的數(shù)值表示法稱溫標(biāo)。一些英語(yǔ)國(guó)家多使用。溫度高，輻射強(qiáng)，多為短波；溫度低，輻射弱，多為長(zhǎng)波。 ? 太陽(yáng)輻射是地球和大氣的唯一能量來(lái)源。 三、空氣的增熱和冷卻 ? 空氣的增熱和冷卻主要是 非絕熱 過程引起的，受下墊面的影響很大。僅在貼近地面幾厘米以內(nèi)明顯，故通常不予考慮。 ：水有液態(tài) 、 氣態(tài)和固態(tài)之間的變化 。 （ Convection) ：一般將垂直運(yùn)動(dòng)稱對(duì)流，對(duì)流又分熱力對(duì)流和動(dòng)力對(duì)流。 平流是大氣中最重要的熱量傳輸方式 ， 范圍大 ， 持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) 。 亂流是摩擦層中熱量 、 能量和水汽交換的主要方式 。 ? 以上均為非絕熱過程。陸地上最高氣溫夏季出現(xiàn)在 14～ 15點(diǎn)