氣象學(xué)總結(jié)

1、通用氣體常數(shù)：8.31焦耳/摩爾*開爾文

2、在一定溫度與壓強(qiáng)的條件下，虛溫差的大小表征了大氣中含水量的多少3、壓力一定時(shí)，水汽含量越多，露點(diǎn)越高

4、對流層高度：低緯度17-18公里，中緯度10-12，極地8-9公里。

5、當(dāng)熱量平衡時(shí)，物體對某一波長的放射能力與物體對該波長的吸收率之比值，只是溫度

與波長的函數(shù)，而與物體的其他性質(zhì)無關(guān)。

6、黑體的總放射能力與它本身的絕對溫度的四次方成正比。7、朗伯定律：太陽輻射強(qiáng)度與太陽高度角的正弦成正比。

8、太陽輻射穿過大氣會被大氣吸收、散射和反射而減弱，其減弱程度是決定于當(dāng)時(shí)的太陽

高度角、大氣質(zhì)量。

9、直接輻射的大小決定于：太陽高度角、大氣透明度、云量、海拔高度和地理緯度10、太陽直接輻射的最大值在緯度20度附近11、一年中太陽直接輻射的最大值出現(xiàn)在夏季（初夏）最小值出現(xiàn)在冬季12、散射輻射強(qiáng)度大小主要決定于：太陽高度角、大氣透明度，另外還與云狀、海拔高

度、緯度有關(guān)13、總輻射的影響因子與直接輻射相同：太陽高度角、大氣透明度、云量、海拔高度和

地理緯度14、總輻射的年變化：中高緯度最大在夏季最小在冬季，赤道地區(qū)：一年中兩個最大分

別在春分和秋分15、總輻射的日變化：最大值在赤道，向兩極減小。在夏至和冬至日最大出現(xiàn)在北緯和

南緯90度附近。16、高積云的反射率比層積云大，因?yàn)楦叻e云中有大量的冰晶。17、大氣中對長波輻射吸收和放射起重要作用成分有：水汽、液態(tài)水、二氧化碳和臭氧。18、層狀的低云對長波輻射的吸收和放射很強(qiáng)。19、地面有效輻射的影響要素有：地溫、氣溫、空氣濕度和云的狀況。20、氣溫越低，空氣濕度越小和云越少，則大氣逆輻射越弱，則有效輻射越強(qiáng)。21、地面輻射差額由負(fù)轉(zhuǎn)為正的時(shí)間，分別出現(xiàn)在日出后或日落前一個小時(shí)。22、影響下墊面溫度的因子：下墊面的熱量差額、下墊面的熱屬性、熱量傳遞的方式23、土壤溫度的影響因子：土壤的顏色、土壤的結(jié)構(gòu)24、松軟的土壤越是粗糙不平，則白天的溫度越高，夜間的溫度越低。25、年變化的終止層要比日變化終止層的深度大19倍26、熱容量大或?qū)�熱率小的土壤，傳遞的熱量少而慢，則土壤溫度的日變化越小27、日最高和日最低的時(shí)間，深度每增加10厘米落后2.5-3.5小時(shí)，而年最高和最低溫

度的時(shí)間深度每增加1米落后20-30天。28、土壤溫度的日變化：最高出現(xiàn)在13時(shí)，最低出現(xiàn)在近日出的時(shí)候。29、土壤溫度日較差的影響因子：太陽高度角（基本因子）、地形、土壤顏色、熱容量、

天氣30、土壤溫度的鉛直分布：日射型、輻射型、過渡型。31、水面溫度變化和下墊面的影響因子一樣，決定于：下墊面的熱量差額、下墊面的熱

屬性、熱量傳遞的方式32、一日中水面最高溫度出現(xiàn)在午后15-16時(shí)、最低溫度出現(xiàn)在日出后2-3個小時(shí)33、氣溫日變化規(guī)律的影響因子：緯度與季節(jié)、地形、下墊面性質(zhì)、天氣狀況、海拔高

度34、氣溫年變化規(guī)律的影響因子：緯度、地形、下墊面性質(zhì)、天氣和海拔高度35、根據(jù)氣溫年變化的不同特征，分為：赤道型、熱帶型、溫帶型、極地型36、逆溫層分為：輻射逆溫、平流逆溫、下沉逆溫、亂流逆溫、鋒面逆溫37、濃厚云層的頂部、夜間因貼近云頂?shù)妮椛淅鋮s作用，也可形成輻射逆溫。但這種逆

溫通常不厚，逆溫層上下界的溫差比較小。38、夜間輻射作用可加強(qiáng)平流逆溫、白天輻射作用可減弱平流逆溫39、下沉逆溫的溫度露點(diǎn)差隨高度而增大，其厚度可達(dá)數(shù)百米。40、1月份北半球溫度密集。41、壓高公式有：均質(zhì)大氣壓高公式、等溫大氣壓高公式、多元大氣壓高公式、完全的

拉普拉斯壓高公式。42、氣壓的日變化：一天中兩個最高（9-10、21-22）、兩個最低（15-16、）43、氣壓日變化的振幅隨緯度增高而減小，氣壓的年較差隨緯度的增加而增大。44、氣壓的年變化分三種類型：大陸型（最高出現(xiàn)冬季）、海洋型（最高出現(xiàn)夏季）、高

山型（最高出現(xiàn)在溫暖的季節(jié)，最低出現(xiàn)在冬季）45、作用于空氣的力：水平氣壓梯度力（空氣水平運(yùn)動的原動力）、水平地轉(zhuǎn)偏向力、

慣性離心力、摩擦力46、北半球，風(fēng)隨高度右旋轉(zhuǎn)則右龍卷比左龍卷多。47、摩擦層的下部風(fēng)隨高度變化不大，摩擦層上部風(fēng)隨高度增大。48、風(fēng)的陣性在摩擦層中表現(xiàn)最顯著，一般大2-3公里高度上就不明顯。49、風(fēng)的日變化影響因子：亂流混合、下墊面性質(zhì)的差異50、風(fēng)的年變化決定于各個地區(qū)不同季節(jié)的氣壓梯度的大小，春季風(fēng)速最大。51、空氣的垂直運(yùn)動就其產(chǎn)生的原因分為：熱力引起的垂直運(yùn)動與動力引起的垂直運(yùn)動52、動力引起的垂直運(yùn)動分為：輻合幅散引起的垂直運(yùn)動、地形引起的垂直運(yùn)動、波動

引起的垂直運(yùn)動53、干絕熱過程中，氣塊每上升100米，溫度下降1度。干絕熱遞減率：1度/100米54、未飽和的濕空氣的露點(diǎn)，在干絕熱上升階段，每上升100米，約降低0.17度55、濕絕熱遞減率：0.5度/100米，或0.6度/100米56、飽和水汽壓的影響因子：溫度、蒸發(fā)面的性質(zhì)、蒸發(fā)面的形狀有關(guān)57、溫度越高飽和水氣壓越大，出現(xiàn)蒸發(fā)；凸面飽和水氣壓最大；58、絕對濕度大小首先決定于溫度（溫度高絕對濕度大）、其次決定于亂流交換的強(qiáng)弱

（亂流交換強(qiáng)則把下墊面水汽帶到空中，則下墊面絕對濕度減少）59、絕對濕度的年變化與溫度的年變化一致60、相對濕度的日變化與溫度相反61、絕對濕度、相對濕度都隨高度的增加而減少62、絕對濕度赤道最大，兩極變小相對濕度高緯度最大、低緯度也稍大，中緯度最小63、盆地、凹地、疏松土壤、木板、瓦片、黑而粗糙易形成露。64、霧凇分為：粒狀霧�。�-2~-7度）、晶狀霧凇-15度65、霧凇和霜的主要區(qū)別：一：霜出現(xiàn)在晴朗穩(wěn)健的夜間，霧凇一天任何時(shí)間都可形成，

一般在有霧的陰天形成。二：霜形成在物體水平面，霧凇主要在物體與地面相垂直的面上66、雨凇由非過冷卻雨滴降到冷卻的很厲害的地面或地物上時(shí)，這種雨凇很薄且存在時(shí)

間不長。雨凇容易在秋末或春季當(dāng)溫度在0-5度時(shí)出現(xiàn)。67、雨凇的透明度決定于：水滴大小及氣溫的高低。（水滴小、氣溫低時(shí)透明度越�。�68、霧的能見度大小取決于：霧的微物理特征、光源的波長（波長長的霧的能見度好）69、平流霧的形成條件：一、暖濕空氣的濕度較大二、下墊面與暖濕空氣的溫差較大三、適宜的風(fēng)向和風(fēng)速（2-7米/秒）70、平流霧越向高處越濃、冷卻最劇烈的地方在亂流層的頂部71、形成云的基本條件：一、充足的水汽二、足夠多的凝結(jié)核三、使空氣中的水汽凝結(jié)

（或凝華）成水滴（或冰晶）所需的足夠的冷卻。72、按照云的上升運(yùn)動的不同形式將云分為四大類：對流形成的云（CBCUCI）、大范

圍的規(guī)則上升運(yùn)動形成的云（CSASNS）、波動形成的云（CCACSC）、亂流形成的云（STSC）73、層狀云包括：高層云、層積云、層云、雨層云和卷層云74、積狀云包括：CB，CU75、有強(qiáng)風(fēng)和亂流強(qiáng)時(shí)會形成碎積云76、淡積云由水滴組成，云中上升氣流不超過5米/秒，亂流較弱77、濃積云由水滴和過冷卻水滴組成，云中上升氣流15-20米/秒，亂流較強(qiáng)78、積雨云由水滴、過冷卻水滴和冰晶組成，云中上升氣流20-30米/秒，下沉氣流10-15

米/秒，亂流十分強(qiáng)烈79、積云形成階段：云中心溫度高于四周（這種溫度分布特點(diǎn)在云的中上部最為明顯）；

消散階段：云的中心處溫度最低80、積雨云的能量由太陽輻射能轉(zhuǎn)換的大氣不穩(wěn)定能量所供應(yīng)的81、對流云的產(chǎn)生和發(fā)展主要決定于：不穩(wěn)定能量、空氣中的水汽含量、足夠的沖擊力82、傍晚時(shí)對流減弱，積云不能繼續(xù)發(fā)展，云頂由于蒸發(fā)和支出輻射而冷卻下榻，云中

產(chǎn)生下沉氣流，使云的底部向四周鋪開，形成積云性層積云。83、冰針：氣溫在零下20度以下時(shí)，由水汽直接凝華而成透明薄片或針狀的微小冰晶84、層狀云中的含水量比積狀云中的含水量要小85、云中含水量水平分布的特點(diǎn)：不均勻、起伏相當(dāng)大86、半徑小于100UM的水滴叫云滴，大于100UM的為雨滴87、一般來說，積雨云、濃積云和雨層云滴譜較寬，因而大水滴多，容易產(chǎn)生降水。88、云粒的受力：地心引力、空氣浮力、空氣阻力89、形成降水的宏觀條件：水汽、上升運(yùn)動90、亂流碰并和電力碰并對20UM以上的水滴作用很大91、水滴因重力碰并而增大快慢程度，與云中的含水量及大小水滴下落的相對速度有關(guān)92、雪花形狀：片狀、柱狀、星狀93、卷層云中除了冬季高緯度地區(qū)可降微雪以外，一般是不降水的94、層狀云降水連續(xù)的原因：厚度比較均勻、云中氣流比較穩(wěn)定95、淡積云一般不降水96、濃積云中高緯度很少降水、低緯度地區(qū)可降大的陣雨97、積雨云降水陣性的原因：水平范圍小，降水起止突然；水滴的分布大小不均勻，不

同時(shí)間升降氣流多變化。98、冰雹的物理特征：一、直徑大于5毫米的固態(tài)降水物二、冰雹有核心，由冰雹胚胎

增長而成三、冰雹有多層結(jié)構(gòu)，透明與不透明交替，一般有4-5層，最多28-30層。99、冰雹透明的冰層反映了云內(nèi)含水量高，氣溫高。100、冰雹的不透明層則云內(nèi)含水量少，氣溫低。

101、天空黃色表明大氣中存在較大的水滴和塵埃，預(yù)示可能出現(xiàn)降水。102、天文曙暮光（地平線下18度開始）、航海曙暮光（地平線下12度開始）、民用曙暮

光（地平線下6度開始）103、朝霞晚霞成因：散射104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、日月變扁：折射

星光閃爍：折射率改變，反映大氣不穩(wěn)定

海市蜃樓：上現(xiàn)蜃景由于夜間強(qiáng)烈輻射冷卻，地面溫度降低，上層高海市蜃樓：下現(xiàn)蜃景由于地面強(qiáng)烈增溫，地面溫度高，上層低

虹：兩次折射和一次反射，內(nèi)紫外紅，內(nèi)半徑40度，外半徑42度。霓：內(nèi)紅外紫，內(nèi)半徑50度，外半徑54度，也叫副虹或二次虹霓比虹寬一倍左右。

暈：日月周圍的一些光環(huán)、光弧、光柱、光點(diǎn)。分為：小暈22度、大暈46度。暈中的很多白光現(xiàn)象用：反射來解釋。暈是天氣變化的前兆。

華由于光線穿過云中水滴或冰針時(shí)的衍射（繞射）作用形成的。水滴小的云產(chǎn)生華環(huán)大，水滴大的云產(chǎn)生的華環(huán)小。

華環(huán)由小變大，表示云中進(jìn)行蒸發(fā)，云滴變小，天氣變好。地光是地震預(yù)報(bào)的一個極其重要的因素。

連續(xù)性降水帶正電，無雷的陣性降水帶負(fù)電，有雷的帶正電。雷暴云中：上部正電、中間負(fù)電、下部正電

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緒論

一、氣象學(xué)與水文學(xué)的關(guān)系：

1、水文氣象：是研究水文循環(huán)和水分平衡中同降水、蒸發(fā)有關(guān)氣象問題的一門學(xué)科。它是氣象學(xué)與水文學(xué)之間的邊緣學(xué)科，既是應(yīng)用氣象學(xué)的一個分支，又是水文學(xué)的重要組成部分，其研究成果主要用于河道、水庫的防洪興利，以及水資源的開發(fā)利用和水利水電工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)

2、陸地水文學(xué)是研究陸地上水溫循環(huán)規(guī)律的科學(xué)，它包括降水的時(shí)空分布，水面、陸面和植物表面的水分蒸發(fā)，以及地表徑流和河川徑流的形成過程等，也研究地下水的運(yùn)動規(guī)律。而降水過程和蒸發(fā)過程都與氣象學(xué)有關(guān)。

3、大氣中的水分循環(huán)（蒸發(fā)凝結(jié)降水）是氣象學(xué)的主要研究對象之一。而降水蒸發(fā)徑流又是水文學(xué)的主要研究對象。組成水量平衡方程的四要素是降水、蒸發(fā)、徑流與流域蓄水變量，當(dāng)流域下墊面變化不大時(shí)，徑流的變化主要取決于降水與蒸發(fā)的變化。

4、在水文分析計(jì)算中，為了研究徑流變化，首先就要考慮降水量、降水歷時(shí)、降水面積、降水強(qiáng)度以及暴雨徑流等因素。在推求水工建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)用氣象學(xué)的理論與方法，從暴雨成因上進(jìn)行研究，推求出可能最大降水(PMP),然后推求可能最大洪水（PMF）。在作徑流的年內(nèi)變化、多年變化、探討豐枯水期交替規(guī)律的研究時(shí)，顯然必須考慮到它們的氣候背景。

5、作出中長期水文預(yù)報(bào)時(shí)必須要考慮未來可能影響本地區(qū)、本流域的天氣系統(tǒng)。至于長期水文預(yù)報(bào)，更需要分析影響水文情況長期變化的各種因素，而大氣環(huán)流則是關(guān)鍵因素。一個地區(qū)發(fā)生的旱澇異常都是由異常大氣環(huán)流長期維持所形成，因此必須研究大氣環(huán)流前后期演變承替的規(guī)律。

6、在水資源的開發(fā)利用中，研究大型水利工程建成后對生態(tài)、環(huán)境的影響時(shí)，都要進(jìn)行對氣候影響的分析。在進(jìn)行水文區(qū)劃和流域水文地理分析時(shí)，又要以氣候區(qū)劃和流域氣候形成條件的研究作為基礎(chǔ)。

第一章

一、大氣的成分：

1、大氣中除了固、液態(tài)微粒及水汽以外的空氣稱為干潔空氣，簡稱干空氣。2、干空氣主要又氮、氧、氬組成，三者合計(jì)占大氣總體質(zhì)量的99.96%，其余氣體所占總體積不到0.1%。氮是大氣中最多的氣體，約占干空氣質(zhì)量的75%，它是地球上生命體的基本成分。氧是大氣中次多的氣體，占干空氣質(zhì)量的23%左右，是一切生命所需，且決定著有機(jī)物的燃燒、腐爛和分解過程。

3、大氣中的氬約占干空氣質(zhì)量的1%，是在自然過程中不重要的惰性氣體。4、地球大氣由三部分組成：干潔大氣（即干空氣）；水汽；懸浮在大氣中的固液態(tài)雜質(zhì)5、臭氧：

時(shí)空變化：(1)時(shí)間變化：最大值出現(xiàn)在春季，最小值出現(xiàn)在夏季。(2)空間變化：水平：由赤道向兩極增加。垂直：55～60km，含量極少。

20～25km，達(dá)最大值，形成臭氧層；12～15km以上，含量增加特別顯著；從10km向上，逐漸增加；近地面，含量很少；

(3)作用：對紫外線有著極其重要的調(diào)控作用；對高層大氣有明顯的

增溫作用。

6、二氧化碳：來源：生物的呼吸、化石燃料的燃燒、有機(jī)物質(zhì)的燃燒和分解、火山噴發(fā)作用等。時(shí)空變化：(1)時(shí)間變化：a)白天、晴天、夏季時(shí)的二氧化碳濃度小于黑夜、陰

天、冬季。

b)工業(yè)革命前小于工業(yè)革命后。(2)空間變化：水平：城市大于農(nóng)村

垂直：0～20km，含量最高；

20km以上，含量顯著減少。(3)作用：綠色植物進(jìn)行光合作用不可缺少的原料。

強(qiáng)烈吸收長波輻射（地面輻射、大氣輻射），使地面保持較高的溫度，產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。

二、大氣的垂直結(jié)構(gòu)：

1、對流層：

特點(diǎn)：(1)主要天氣現(xiàn)象均發(fā)生在此層。

(2)溫度隨高度升高而降低。（平均高度每升高100m，氣溫下降0.65℃。）(3)空氣具有強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動和不規(guī)則的亂流運(yùn)動。(4)氣象要素的水平分布不均勻。

天氣狀況：(1)下層：摩擦作用、對流運(yùn)動和亂流運(yùn)動最強(qiáng)烈；

在接近地面約30～50m高度以下的氣層稱為近地氣層，常有霧形成。

(2)中層：空氣運(yùn)動以對流為主；

有中云和直展云出現(xiàn)，由云滴增大成雨滴的過程多在此層進(jìn)行，因而是形成降水的重要?dú)鈱印?/p>

(3)上層：受地面影響更小，氣溫常在0℃以下，水汽含量少，各種云

均由冰晶或過冷卻水滴組成。飛機(jī)飛行在此氣層常出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。

在中、低緯度地帶，常出現(xiàn)風(fēng)速等于或大于30ms-1的強(qiáng)風(fēng)帶，即所謂高空急流。

(4)對流層頂：氣溫隨高度變化很小，甚至成為等溫狀態(tài)。

由低層上升而至的水汽和塵埃等多聚集在這里，使能見度惡化。

2、平流層：

特點(diǎn)：25km以下，氣溫保持不變；25km以上，氣溫隨高度增加而顯著升高。

空氣運(yùn)動以水平運(yùn)動為主，無明顯的垂直運(yùn)動。

水汽和塵埃含量極少，晴朗少云，大氣透明度好，氣流比較平穩(wěn)，適宜于飛機(jī)航行。

天氣狀況：平流層中水汽含量極少，透明度好，大多數(shù)時(shí)間天空晴朗，只是在底

部有分散的貝母云。平流層中空氣以平流為主，氣流穩(wěn)定。三、基本氣象要素：

1、氣象要素：(1)定義：表示大氣狀態(tài)和特征的物理量和物理現(xiàn)象。

(2)天氣現(xiàn)象：在大氣中或地面上產(chǎn)生的降水、水汽凝結(jié)物（云除

外）、凍結(jié)物、干質(zhì)懸浮物和光、電學(xué)現(xiàn)象，也包括一些風(fēng)的特征。

2、氣溫：(1)定義：氣溫是空氣溫度的簡稱，是表示空氣冷熱程度的物理量。(2)在一定的容積內(nèi)，一定質(zhì)量的空氣，其溫度的高低只與氣體分子運(yùn)

動的平均動能有關(guān)。即這一動能與絕對溫度T成正比。因此，空氣冷熱的程度，實(shí)質(zhì)上是空氣分子平均動能的表現(xiàn)。當(dāng)空氣獲得熱量時(shí)，其分子運(yùn)動的平均速度增大，平均動能增加，氣溫也就升高。反之當(dāng)空氣失去熱量時(shí)，其分子運(yùn)動平均速度減小，平均動能隨之減少，氣溫也就降低。

(3)氣溫決定著空氣的干、濕與降水；決定著氣壓的大小，是影響大氣

運(yùn)動和大氣變化的基本因素。

3、氣壓：定義：單位面積上所承受到的整個空氣柱的質(zhì)量，即大氣的壓力。

實(shí)質(zhì)：氣壓的大小決定于整個空氣柱質(zhì)量的多少

4、濕度：(1)定義：表示大氣中水汽量多少的物理量稱大氣濕度。

(2)意義：大氣濕度狀況直接影響了云、霧、降水等天氣現(xiàn)象的形成。(3)水汽壓（e）：大氣中水汽產(chǎn)生的那部分壓力。單位：hap(4)飽和水汽壓（E）：溫度一定，單位體積空氣中的水汽含量是有一定

限度，空氣達(dá)到此限度時(shí)為飽和濕空氣，飽和濕空氣中的水汽所產(chǎn)生的那部分壓力，即最大水汽壓。

(5)相對濕度(f)：表示方法：空氣中的實(shí)有水氣壓e與同溫度下飽和水

氣壓E的百分比，用f表示。

意義：相對濕度直接反映了空氣距離飽和的程度。對濕度越大，越接近飽和，當(dāng)達(dá)到100%時(shí)，空

氣就達(dá)飽和狀態(tài)，此時(shí)水汽就要開始凝結(jié)。

(6)飽和差(d)：定義：在一定溫度下，飽和水汽壓E與實(shí)際空氣中水汽

壓e之差稱飽和差（d）。即d=E-e。

意義：d表示實(shí)際空氣距離飽和的程度。d越大，越不

飽和；d=0，空氣達(dá)飽和狀態(tài)；d0，說明不飽和；d0，過飽和。

(7)比濕(q)：定義：在一團(tuán)濕空氣中，水汽的質(zhì)量與該團(tuán)空氣總質(zhì)量（水

汽質(zhì)量加上干空氣質(zhì)量）的比值，稱比濕（q）。

(8)水汽混合比(γ)：定義：一團(tuán)濕空氣中，水汽質(zhì)量與干空氣質(zhì)

量的比值稱水汽混合比(γ)(單位：g/g)

(9)露點(diǎn)(Td)：定義：在空氣中水汽含量不變，氣壓一定下，使空氣冷

卻達(dá)到飽和時(shí)的溫度，稱露點(diǎn)溫度，簡稱露點(diǎn)（Td）。單位：℃或K

結(jié)論：氣壓一定時(shí)，露點(diǎn)的高低只與空氣中的水汽含量

有關(guān)，水汽含量越多，露點(diǎn)越高，所以露點(diǎn)也是反映空氣中水汽含量多少的物理量。(10)總結(jié)：上述大氣濕度的表示方法中，水汽壓（e）、比濕（q）、水汽

混合比（γ）、露點(diǎn)等基本上表示了空氣中水汽含量的多少。

而相對濕度、飽和差、溫度露點(diǎn)差則表示了空氣距離飽和的

程度。

第二章

一、輻射的基礎(chǔ)知識：

1、輻射及其特性：

輻射：物體以電磁波或粒子流形式向周圍傳遞或交換能量的方式。輻射能：物體以輻射的方式傳遞交換的能量�；�本特性：波粒二象性

在氣象學(xué)上，稱太陽輻射為短波輻射，地球和大氣輻射稱為長波輻射。2、輻射的度量和單位：輻射通量、輻射通量密度

輻射通量及單位：定義：單位時(shí)間通過任意面積上的輻射能量。單位：Js-1或W

輻射通量密度（E）及單位：定義：單位面積上的輻射通量。單位：Js-1m-2或Wm-2

輻射通量密度又被稱為輻射強(qiáng)度、輻射能力或放射

能力。

3、輻射的基本定律：

(1)普朗克定律：依據(jù)量子理論導(dǎo)出了絕對黑體對單色波的輻射強(qiáng)度與波長、溫

度的關(guān)系。

(2)維恩位移定律：定律：絕對黑體的放射能力最大值對應(yīng)的波長(λm)與其本

身的絕對溫度(T)成反比。

意義：物體的溫度愈高，放射能量最大值的波長愈短，隨著

物體溫度不斷增高，最大輻射波長由長向短位移。太陽輻射是短波輻射，人、地面和大氣輻射是長波輻射。

(3)斯蒂芬波爾茲曼定律：定律：黑體的總放射能力（ET）與它本身絕對溫度

（T）的四次方成正比。

意義：物體溫度愈高，其放射能力愈強(qiáng)。(4)基爾荷夫定律(選擇吸收定律)

定律：在一定溫度下，任何物體對于某一波長的放射能力(eλ,T)與物體對該

波長的吸收率(aλ,T)的比值，只是溫度和波長的函數(shù)，而與物體的其它性質(zhì)無關(guān)。

推論：對不同性質(zhì)的物體，放射能力較強(qiáng)的物體，吸收能力也較強(qiáng)；反之，

放射能力弱者，吸收能力也弱，黑體的吸收能力最強(qiáng)，所以它也是放射能力最強(qiáng)的物體。

對同一物體，如果在溫度T時(shí)它放射某一波長的輻射，那么，在同一溫度下它也吸收這一波長的輻射。

二、太陽輻射：1、太陽輻射光譜

太陽輻射能隨波長的分布曲線。

圖中：

實(shí)線是大氣上界的太陽輻射光譜；

虛線是溫度在6,000K時(shí)的黑體輻射光譜。

2、太陽輻射：單位時(shí)間內(nèi)投射到單位面積上的太陽輻射能量。

太陽常數(shù)：當(dāng)?shù)厍蛭挥谌盏仄骄�距離時(shí)(約為1.496×108km)，在地球大氣上

界投射到垂直于太陽光線平面上的太陽輻射強(qiáng)度。

1981年世界氣象組織推薦的太陽常數(shù)是1367Wm-2，常采用的太

陽常數(shù)值為1370Wm-2

3、太陽輻射在大氣中的減弱：

(1)減弱方式：a)吸收作用：主要的吸收成分：氧、臭氧、水汽和CO2

b)散射作用：當(dāng)太陽輻射通過大氣時(shí)，遇到大氣中的各種質(zhì)點(diǎn)，太

陽輻射能的一部分散向四面八方，稱為散射。

太陽輻射通過大氣時(shí)，由于空氣分子散射的結(jié)果，波長較短的光

被散射得較多。雨后天晴，天空呈青藍(lán)色就是因?yàn)檩椛渲星嗨{(lán)色波長較短，容易被大氣散射的緣故。而在日出和日落時(shí)，當(dāng)太陽高度角較小時(shí)，太陽輻射在到達(dá)地面前所經(jīng)過的光學(xué)厚度很大，藍(lán)色光被散射殆盡。所以太陽光呈紅色。

c)反射作用：參與反射作用的物質(zhì)：大氣中較大的塵粒和云滴、云

層。

(2)減弱因素：a)大氣質(zhì)量：太陽光通過大氣路徑的長度與大氣鉛直厚度之比。大氣質(zhì)量m隨太陽高度的增高而減小，當(dāng)太陽高度低時(shí)，m值的增大特別迅速。

b)大氣透明系數(shù)：定義：透過一個大氣質(zhì)量(m＝1)后的太陽輻射強(qiáng)

度(S1)與透過前的太陽輻射強(qiáng)度(S0)之比

影響因子：海拔、水汽、微塵、云霧

第三章

一、了解絕熱過程：

1、絕熱：如果一個封閉系統(tǒng)在變化過程中與外界不發(fā)生熱量交換，稱這種過程

為絕熱過程，簡稱絕熱。

非絕熱過程：在實(shí)際大氣中，運(yùn)動中的一團(tuán)空氣(氣塊)吸收太陽短波輻射、

地球大氣的長波輻射，并且和周圍空氣之間有熱量交換，這些熱量使得實(shí)際空氣的熱量有所增加，故稱之為非絕熱過程。

2、干絕熱過程：如果升價(jià)氣塊內(nèi)部既沒有發(fā)生水相變化，又沒有與外界交換熱

量，稱這種過程為干絕熱過程。

3、濕絕熱過程：(1)濕空氣中的水汽凝結(jié)后，過程的進(jìn)行可能有兩種情況：

a)凝結(jié)成水滴和冰晶仍留在氣塊內(nèi)，而且隨著氣塊垂直向上；b)凝結(jié)物雨滴、雪花等一部分或全部降落。

(2)濕絕熱過程：飽和濕空氣在上升過程中，與外界沒有熱量交

換，該過程稱為濕絕熱過程。

4、假絕熱過程：潮濕空氣塊上升，飽和前溫度按干絕熱直減率減小，飽和以后

俺濕絕熱直減率減小。當(dāng)氣塊中水汽凝結(jié)，成為雨滴、雪花等部分或全部降落后，氣塊中水分含量減少，下降過程按干絕熱直減率或介于干、濕絕熱直減率之間的直減率(它大于上升過程中的濕絕熱直減率)增溫，氣塊回到原來高度上時(shí)，其溫度就變成另一個較高的溫度，這種過程是個不可逆過程。嚴(yán)格說是非絕熱的，所以稱為假絕熱過程。

二、大氣中的逆溫(看書):

1、在一定條件下，對流層中也會出現(xiàn)氣溫不隨高度變化或隨高度增加溫度升高的現(xiàn)象，前者稱為等溫層，后者稱為逆溫層。從熱力學(xué)的角度，無論是等溫層還是逆溫層都表示大氣層結(jié)是穩(wěn)定的。

2、輻射逆溫：由于地面強(qiáng)烈輻射冷卻而形成的逆溫，未成輻射逆溫。3、湍流逆溫：由于低層空氣的湍流混合而形成的逆溫，稱為湍流逆溫。

4、平流逆溫：暖空氣平流到冷的地面或冷的水面上，會發(fā)生接觸冷卻作用，愈

近地表的空氣降溫愈多，而上層空氣受冷地表面的影響小，降溫較少，于是產(chǎn)生逆溫現(xiàn)象。

5、下沉逆溫：因整層空氣下沉而造成的逆溫，稱為下沉逆溫。

6、鋒面逆溫：同一數(shù)值的等溫線的位置在暖空氣中要比在冷空氣中高，當(dāng)它穿

過鋒面時(shí)，便發(fā)生轉(zhuǎn)折，當(dāng)冷暖空氣的溫度差別很大時(shí)，就可以出現(xiàn)逆溫。

第四章

1、海平面氣壓場的基本型式（氣壓系統(tǒng)）低壓（低氣壓、氣旋）

D逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)

向中心輻合絕熱上升多陰雨天氣

高壓（高氣壓、反氣旋）

G順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

向四周輻散絕熱下沉多晴好天氣

槽（低壓槽）脊（高壓脊）D

G

2、高空氣壓場的基本型式（氣壓系統(tǒng)）

高壓

順時(shí)

G針旋轉(zhuǎn)

低壓

逆時(shí)

D針旋轉(zhuǎn)

槽脊

脊線脊前G

D槽后

槽前

脊后3、水平方向作用于空氣的力水平氣壓梯度力G水平地轉(zhuǎn)偏向力A慣性離心力C摩擦力R

4、地轉(zhuǎn)偏向力的方向：與運(yùn)動方向垂直

北半球指向運(yùn)動方向的右側(cè)南半球指向運(yùn)動方向的左側(cè)5、彎曲等壓線的氣壓場中的風(fēng)C≠0

空氣所受的力：G、A、C梯度風(fēng)：A+C+G=0

GD逆時(shí)針

AG順時(shí)針旋

V

AC旋轉(zhuǎn)

VGC轉(zhuǎn)

在自由大氣層中，風(fēng)沿著等壓線吹。

自由大氣層中的白貝羅風(fēng)壓定律：(判斷風(fēng)壓關(guān)系的定律）北半球，背風(fēng)而立，低壓在左，高壓在右，南半球相反。

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