【正文】 。由垂直方向的運(yùn)動(dòng)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(shí)，就發(fā)生垂直運(yùn)動(dòng)，即 : T′ T 下沉運(yùn)動(dòng) T′ = T 無對(duì)流 T′ T 上升運(yùn)動(dòng) ? 特點(diǎn) ：水平范圍小 （ 幾公里到幾十公里 ） ， 持續(xù)時(shí)間短 （ 幾十分鐘到幾小時(shí) ） ， 垂直速度大 （ 130m/s） 。若系統(tǒng)與外界沒有熱量交換，稱該系統(tǒng)是絕熱的。 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。 大氣穩(wěn)定度判據(jù) γ ＞ γ d 絕對(duì)不穩(wěn)定 γ ＜ γm 絕對(duì)穩(wěn)定 γ m＜ γ ＜ γ d 條件性不穩(wěn)定 大氣穩(wěn)定度判據(jù) 穩(wěn)定度與天氣 ?當(dāng)大氣穩(wěn)定時(shí)，能有效地抑制對(duì)流發(fā)展，產(chǎn)生穩(wěn)定天氣現(xiàn)象，如層云、霧、毛毛雨等； ?當(dāng)大氣不穩(wěn)定時(shí)，有利對(duì)流發(fā)展，產(chǎn)生積狀云，出現(xiàn)不穩(wěn)定天氣，如陣雨、雷暴、大風(fēng)、冰雹、龍卷等。 ? 逆溫的種類 （ 1）輻射逆溫：夜間輻射冷卻形成的逆溫。 ? 大氣環(huán)流反映了大氣運(yùn)動(dòng)的基本狀態(tài)和基本特征，是各種不同尺度天氣系統(tǒng)活動(dòng)的基礎(chǔ)。 左右 — 氣流轉(zhuǎn)向緯圈方向 — 阻礙自低緯 向高緯的氣流流動(dòng) — 空氣堆積 — 形成一個(gè)自上而下高壓 帶 — 副熱帶高壓帶（副高）。 風(fēng) 帶 1. 赤道無風(fēng) （ Doldrums） ? 平均位于南北緯 10186。附近。之間，北半球吹 NE風(fēng)，南半球吹 SE風(fēng) 。 ?半永久性大氣活動(dòng)中心 ： 指大范圍的氣壓區(qū)隨季節(jié)改變。 ? 行星季風(fēng) (Plantary Monsoon)：由于行星風(fēng)帶隨季節(jié)移動(dòng)而引起的風(fēng)系變化，典型代表是南亞季風(fēng)。我國(guó)東部沿海、朝鮮、日本吹東南風(fēng)；南海、臺(tái)灣海峽、菲律賓附近洋面吹西南風(fēng)。 910月份開始減弱，阿拉伯海的風(fēng)大于孟加拉灣，尤其是索科特拉島南側(cè)的北印度洋，西南風(fēng)特別大，是世界上最著名的狂風(fēng)惡浪海區(qū)之一。 ? 南美 (巴西 ):冬季東北風(fēng)，夏季東南風(fēng)。 地方性風(fēng) — 山谷風(fēng) ? 峽谷風(fēng)： 當(dāng)氣流從開闊地區(qū)吹進(jìn)峽口時(shí)，形成的強(qiáng)風(fēng)。通常表示大氣濕度的物理量有下列幾種。水汽壓也不能直接測(cè)得，通過干濕球溫度為引數(shù)查算 濕度查算表 獲得。 表示濕度的物理量 ? 露點(diǎn) (dew point) Td ： ? 指空氣中水汽含量不變且氣壓一定時(shí) , 降低溫度使其空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度，稱為露點(diǎn)溫度。 ? e和 a的關(guān)系 ? 若 e的單位為 hPa時(shí)，則 a = 217e/T ? 若 e的單位為 mmHg時(shí)，則 a = 289e/T a ≈ e ★ 三、大氣中水汽的分布 ? 大氣中的水汽主要來自下墊面的蒸發(fā)，水汽的凝結(jié)或凝華改變水汽的含量，其分布是不均勻的。絕對(duì)濕度的年變化與溫度的年變化趨勢(shì)一致，極大值出現(xiàn)在夏季（ 7月， 8月），極小值出現(xiàn)在冬季（ 1月， 2月）。 濕度與貨運(yùn) ? 某些海上運(yùn)輸貨物因受潮而遭受貨損。 ? 凝結(jié)核： 可以促使水汽在一定溫度下凝結(jié)長(zhǎng)大 。如暖鋒抬升作用。種類：雨、毛毛雨、凍雨（雨夾雪）、雪、冰雹、冰粒、冰針等。 我國(guó)氣象部門規(guī)定的常用降水量分級(jí)情況如表所示 。 (52年倫敦的大霧，造成 4800多人死亡。 ? 形成條件： 晴夜，下墊面輻射強(qiáng)，水汽含量充沛，低層微風(fēng)，層結(jié)穩(wěn)定。 ? (5) 一天中任何時(shí)刻均可發(fā)生，大洋中無明顯的日變化： ? (6)隨風(fēng)飄移：伸入大陸幾十公里。北冰洋蒸汽霧最有名。 ? 低層逆溫 :層結(jié)穩(wěn)定 ,抑制對(duì)流發(fā)展。東海 37月為霧季，46月最多。 ?黑潮暖流： 世界著名暖流之一。 ? 日本北海道東部至阿留申群島常年多霧 :其成因主要是黑潮和親潮交匯的結(jié)果，夏季最多，出現(xiàn)頻率高達(dá) 40％ ,是世界著名霧區(qū)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此水域霧中撞船事故在世界上首屈一指 ? 南半球的整個(gè)西風(fēng)帶上終年有霧。結(jié)合船舶單站觀測(cè)資料進(jìn)行分析和測(cè)算。夏季多平流霧，秋冬季多鋒面霧和蒸汽霧。 ?春、夏東南風(fēng)不斷地將黑潮上空的暖濕空氣輸送到我國(guó)近海，便在我國(guó)沿岸冷水域上形成霧區(qū)。 ，年霧日平均 20～ 30天。 ? 季節(jié)變化： 南早北晚，從春到夏由南向北推進(jìn)。 ? 適宜的風(fēng)場(chǎng) : (環(huán)流條件 )要求風(fēng)力在 2～ 4級(jí)，風(fēng)向與海水等溫線垂直，如我國(guó)近海 SSEE利于成霧。 ? 特點(diǎn)： 范圍和濃度不大，厚度小，離水面幾米，有時(shí)遮不住大船桅桿，持續(xù)時(shí)間短。 ? (3) 垂直厚度大：幾十到幾百米。范圍、厚度均較小。霧不僅影響船舶的航行安全，還影響船舶天、地文的定位。 ? 單位時(shí)間內(nèi)的降水量 ， 稱為降水強(qiáng)度 。 ? 種類： 卷積云 (Cc)、高積云 (Ac)、層積云 (Sc) 波 狀 云的形成 三、按云底高度分類 ?若按云底高度分類： ? 高云 （云底高＞ 5000m） : 包括卷云 (Ci)、卷層云 (Cs)和卷積云 (Cc）； ? 中云 （云底高 2500～ 5000m）： 包括高積云 (Ac)和高層云 (As)； ? 低云 （云底高＜ 2500m）：包括層積云 (Sc) 、層云(St) 、雨層云 (Ns)、 碎雨云（ Fn）、積云 (Cu)和積雨云 (Cb) 。 ? 種類： 積云 (Cu)、積雨云 (Cb)和卷云 (Ci)。 一、云的形成條件 ? 云的形成條件： ? 水汽條件： 充足的水汽使空氣達(dá)到飽和狀態(tài) 。飽和差和風(fēng)速越大時(shí) ,蒸發(fā)量越大。 四、濕度的日年變化 ? 絕對(duì)濕度的日年變化： 絕對(duì)濕度的日年變化主要取決于溫度和湍流作用。 TTd=0 飽和； TTd＞ 0 未飽和； TTd愈大， f愈小。 ? 因此它表示空氣距離飽和的程度，不直接反映空氣中水汽含量的多少。單位與氣壓相同。 地方性風(fēng) — 布拉風(fēng) （ Bora） X第七節(jié) 大氣濕度和海水鹽度 ?濕度 (Humidity）： 是表示大氣中水汽含量多少或空氣潮濕程度的物理量。谷風(fēng) ?山風(fēng)，如巴山夜雨。 ? 西非的季風(fēng) 夏季西南季風(fēng)，潮濕多雨；冬季東北季風(fēng)，干燥少雨。 ? 夏季風(fēng)特征 ：由南半球東南信風(fēng)越過赤道，在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，變?yōu)槲髂巷L(fēng)，迭加上印度低壓南側(cè)的西南風(fēng)。我國(guó)大部、朝鮮半島和日本附近洋面吹西北風(fēng)，東海南部、南海、臺(tái)灣海峽吹東北風(fēng)，風(fēng)力均在 56級(jí)，最大可達(dá) 89級(jí)或以上。 ，盛行風(fēng)頻率 ＞ 40％。 1月海平面平均氣壓場(chǎng) 西伯利亞 高壓 阿留申低壓 7月海平面平均氣壓場(chǎng) 印度低壓 北太平洋副高 ?永久性大氣活動(dòng)中心 ： 指常年存在的大范圍氣壓區(qū)。位置隨季節(jié)南北移動(dòng)。 ? 特征： 風(fēng)向常年穩(wěn)定少變，風(fēng)力一般 3— 4級(jí)，天氣晴朗，大洋西部降水較多，位置隨季節(jié)南北移動(dòng)。 低壓上升氣流的一部分流向低緯，與副高的下沉氣流形 成閉合環(huán)流 — 中間環(huán)流 三圈環(huán)流和行星風(fēng)帶 哈德萊環(huán)流 極地環(huán)流 費(fèi)雷爾環(huán)流 氣壓帶和風(fēng)帶的分布 ?氣壓帶： 赤道低壓帶，副熱帶高壓帶，副極地低壓帶和極地高壓，南北半球?qū)ΨQ。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）。 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。（ 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。 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。 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。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 。 ?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。 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。 )()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 。 ? 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） 。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。 (3) 在北半球 A恒垂直于物體運(yùn)動(dòng)的右方，南半球相反。 (1) Gn與 ρ 成反比， Gn與氣壓梯度 成正比。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。目前國(guó)際上采用的風(fēng)力等級(jí)從 0～ 17共 18個(gè)等級(jí)，參見 P18《 風(fēng)力等級(jí)表 》 (Beaufort Scale of Wind Force)。 ?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。 ? 通常所說的地面圖 。 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。 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 。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。 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。 大氣靜力方程 ? 為了表達(dá)氣壓隨高度變化的定量關(guān)系。 ? Ｐ＝ w/s＝ ρ ghs/s＝ ρ gh （大氣壓強(qiáng)公式） Ｐ：氣壓 ρ ：水銀密度 。 ? 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。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。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)可造成全球天氣異常。 ? 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）。 ? 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。海洋上最高出現(xiàn)在 12:30。 ? 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。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。 （ Radiation） ：地氣系統(tǒng)熱量交換的主要方式 。 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 。 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）。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。嚴(yán)重污染大氣，對(duì)人類造成極大危害。 ? 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。由衛(wèi)星探測(cè)的大氣上界為 20223000Km。 ? ⑶ 氣象要素沿水平方向分布不均勻。 夏季對(duì)流層的厚度比冬季高 。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。 ? 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 。