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文档简介
1、WORD.7/7大气分层(atmospheric subdivision)按照大气在铅直方向的各种特性,将大气分成若干层次。按大气温度随高度分布的特征,可把大气分成对流层、平流层、中间层、热层(暖层)和散逸层。按大气各组成成分的混和状况,可把大气分为均匀层和非均匀层。按大气电离状况,可分为电离层和非电离层。按大气的光化反应,可分为臭氧层。按大气运动受地磁场控制情况,可分有磁层。温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响
2、称为“温室效应”。水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮 (N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/335542.htm t _blank 地球大气中主要的温室气体。温室效应:低层大气由于对长波和短波辐射的吸收特性不同而引起的增温现象。平流逆温平流逆温是由暖空气平流到冷地面上,贴近地面的空气层受冷地面的冷却作用,比上层空气有较大的降温而形成。 平流逆温的形成也是由地面开始逐渐向上扩展的。其强弱由暖空气和冷地面间温差的大小决定,温差越大,逆温越强。它可以在一天中的任何时刻出现,有的还可以持续好几个昼夜。单纯的平流逆温没有明显的日
3、变化。 冬季,在中纬度的沿海地区,因海陆温差甚大,当海上暖湿空气流到大陆上时,常出现较强的平流逆温。这种逆温常伴随着 HYPERLINK :/baike.baidu /view/465210.htm t _blank 平流雾的形成。 与辐射逆温不同,出现平流雾时,不但不要求晴朗少云,而且风速也可以较大。暖空气流经冰、雪表面产生融冰、融雪现象,吸收一部分热量,使得平流逆温得到加强,这种逆温称为“雪面逆温”。暖平流空气自暖区流向冷区的运动。一般指其水平分量。暖空气沿水平方向向广大较冷区域流动的现象。常致该地区温度升高,是大规模天气变化原因之一。当风随高度作顺时针旋转时,则有暖平流出现。平流强弱的决
4、定因素:温度、湿度或涡度等水平分布梯度的大小,梯度越大,平流越强;风速的大小,风速越大,平流越强;风向与该要素等值线交角的情况,交角越趋正交,平流越强,当风向与等值线正交时,平流最强。另外,在高压中,由于一边冷,一边暖,暖区一侧气压随高度降低比冷区一侧慢,所以高压中心越到高空越向暖中心靠近。逆温概念(Temperature inversion) HYPERLINK :/baike.baidu /view/20403.htm t _blank 对流层中出现的气温随高度增加而升高的现象,称为逆温。逆温是对流层中气温垂直分布的一种特殊现象。分类根据成因逆温可分以下几种:辐射逆温:因地面强烈辐射而形成
5、的逆温称为辐射逆温。在晴朗无风或微风的夜晚,地面因辐射冷却而降温,与地面接近的气层冷却降温最强烈,而上层的空气冷却降温缓慢,因此使低层大气产生逆温现象。辐射逆温一般日出后,逆温就逐渐消失了。平流逆温:由于暖空气流到冷的地面上而形成的逆温称为平流逆温。当暖空气流到冷的地面上时,暖空气与冷地面之间不断进行热量交换。暖空气下层受冷地面影响最大,气温降低最强烈,上层降温缓慢,从而形成逆温。平流逆温的强度,主要决定于暖空气与冷地面之间的温差。温差愈大,逆温愈强。湍流逆温:因低层空气的湍流混合作用而形成的逆温称为湍流逆温。当气层的气温直减率小于干绝热直减率时,经湍流混合后,气层的温度分布逐渐接近干绝热直减
6、率。因湍流上升的空气按干绝热直减率降低温度。空气上升到混合层顶部时,它的温度比周围的气温低,混合的结果,使上层气温降低;空气下沉时,情况相反,致使下层气温升高。这样就在湍流减弱层,出现逆温。下沉逆温:因整层空气下沉而形成的逆温称为下沉逆温。当某气层产生下沉运动时,因气压逐渐增大,以与由于气层向水平方向扩散,使气层厚度减小。若气层下沉过程是绝热过程,且气层各部分空气的相对位置不变。这时空气层顶部下沉的距离比底部下沉的距离大,致使其顶部绝热增温的幅度大于底部。因此,当气层下沉到某一高度时,气层顶部的气温高于底部,而形成逆温。下沉逆温多出现在高压控制的地区,其围广,逆温层厚度大,逆温持续时间长。锋面
7、逆温:锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带,暖气团位于锋面之上,冷气团在下。在冷暖气团之间的过渡带上,便形成逆温。位温空气微团沿干绝热线变化到气压为p0=1 000 hPa处的温度位温:气体从原有的压强与温度出发,绝热膨胀或压缩到标准压强时(1000mb)的温度。可用来比较不同气压下的气体热状态。(气象方面上的定义)天空成蓝色的原因我们所看到的是因为空气分子和其他微粒对入射的太进行选择性散射的结果。散射强度与微粒的大小有关。当微粒的直径小于可见光波长时,散射强度和波长的4次方成反比,不同波长的光被散射的比例不同,此亦成为选择性散射。当太进入大气后,空气分子和微粒(尘埃、水滴、冰晶等)会将太向四周散射
8、。组成太的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种光中,红光波长最长,紫光波长最短。波长比较长的红光透射性最大,大部分能够直接透过大气中的微粒射向地面。而波长较短的蓝、靛、紫等色光,很容易被大气中的微粒散射。以入射的太中的蓝光(波长为0.425m)和红光(波长为0.650m)为例,当光穿过大气层时,被空气微粒散射的蓝光约比红光多5.5倍。因此晴天天空是蔚蓝的。龙卷风是一种强烈的、小围的空气涡旋,是在极不稳定天气下由空气强烈对流运动而产生的,由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云(龙卷)产生的强烈的旋风,其风力可达12级以上,最大可达100米每秒以上,一般伴有雷雨,有时也伴有冰雹。大气窗口:电磁波通过大气层较少被
9、反射、吸收和散射的那些透射率高的波段称为大气窗口。为什么暴雨总是发生在夏季大气对流运动引起的降水现象,习惯上也称为对流雨。近地面层空气受热或高层空气强烈降温,促使低层空气上升,水汽冷却凝结,就会形成对流雨。对流雨来临前常有大风,大风可拔起直径50厘米的大树,并伴有闪电和雷声,有时还下冰雹。对流雨主要产生在积雨云中,积雨云冰晶和水滴共存,云的垂直厚度和水汽含量特别大,气流升降都十分强烈,可达2030米/秒,云中带有电荷,所以积雨云常发展成强对流天气,产生大暴雨。雷击事件、大风拔木、暴雨成灾常发生在这种雷暴雨中。淡积云云层薄,含水量少,一般有雨落到地面。浓积云在中高纬度地区很少降水,但是在低纬度地
10、区,因为含水量丰富,对流强烈,有时可以产生降水。对流雨以低纬度最多,降水时间一般在午后,特别是在赤道地区,降水时间非常准确。早晨天空晴朗,随着太阳升起,天空积云逐渐形成并很快发展,越积越厚,到了午后,积雨云汹涌澎湃,天气闷热难熬,大风掠过,雷电交加,暴雨倾盆而下,降水延续到黄昏时停止,雨后天晴,天气稍觉凉爽,但是第二天,又重复有雷阵雨出现。在中高纬度,对流雨主要出现在夏季半年,冬半年极为少见。夏季不仅多雨,而且雨水经常是以暴雨的形式降下。为什么夏季易产生暴雨呢?所谓云雨不分家,有云才可能有雨,雨是从云中降下的,雨是大气中的水汽在太阳和风的“导演”下形成的。积雨云(通常我们说的乌云)是发生暴雨的
11、“雨库”,水汽是形成暴雨的物质条件,充沛的水汽必须通过大气的上升运动将其带到空中,才可能形成积雨云。我国暴雨的水汽主要来源于偏南方向的孟加拉湾和偏向的东海和黄海。由于夏季气温较高,海水不断蒸发,使海洋上空的大气中水汽含量增多,当有合适的气流来“引导”时,海洋上空的大气就输向我国陆,导致我国夏季暴雨。从暴雨发生的次数和雨量上看,沿海地区比陆地区多,山区比平川多因为冬天我吹的风是来自蒙古的陆风,夏天我们吹的是来自海洋的海风。海洋带有很多水汽,而陆地都没有什么水汽,所以夏天多雨。十雾九晴“十雾九晴”的科学道理是什么呢? 首先了解以下常识: 1、雾分很多种 按形成原因有 HYPERLINK :/bai
12、ke.baidu /view/209647.htm t _blank 辐射雾、平流雾、上坡雾等等,十雾九晴通常指的就是辐射雾。 2、雾形成的条件主要有三个: 一是水汽条件,相对湿度要比较高(凝结核条件不能算一个主要的方面,他主要是在形成水汽条件中发挥作用的) 二是层结条件,要有逆温层(因为通常情况下近地层都是上冷下暖的不稳定层结,要形成大雾必须是上暖下冷的稳定层结,这种层结状态就像一个锅盖盖住地面,这样说应该就懂了); 三是风力条件,风速适中(风太大不利于雾的积聚,太小不利于雾的发展) 3、辐射雾的形成 顾名思义,辐射雾是因为地面辐射冷却作用而形成的雾。通常在晴朗少云的夜空(气象背景上通常为高
13、空脊前,地面高压控制),地面辐射冷却作用很强,地表降温剧烈,近地层降温相对较大,形成了下冷上暖的稳定层结,破坏了原来的逆温层;同时地表降温使饱和湿度下降,相对湿度提高;配合着比较小的风速,大多在清晨的4-6点形成大雾。日出后,太阳辐射使地表温度升高,稳定层结被破坏,大雾无法再聚积在近地层,水汽散发到高层,大雾消散。 现在可以很容易理解了4、十雾九晴 前面也讲了,出现辐射雾本身的天气学背景就是地面高压控制,这是晴好天气的气象条件,也就是说辐射雾的出现和晴天的出现是在同一天气背景下,正是由于晴空才有辐射降温导致辐射雾出现,因此通常有辐射雾就会是晴天。 十雾九晴”的科学道理 时至初冬,我们经常会发现
14、早上有雾当天多半是晴天,这就是我们常说的“十雾九晴”。 “十雾九晴”指的是深秋、冬季和初春的时候,大雾多发生于晴天。雾与晴天有没有关系?有什么关系?要想搞清楚这些问题,先得从雾的成因上说起。 雾是指在气温下降时,在接近地面的空气中,水蒸气凝结成的悬浮的微小水滴或冰晶。据资料表明,根据成因,雾一般分为四种:辐射雾。晴朗、无风或微风的夜晚,地面辐射冷却使贴近地面空气层中水汽凝结而成的雾,日出前雾最浓,日出后随地面气温升高而逐渐消散或上升为层云,其厚度一般为100200米,最薄者只有23米。平流雾。暖空气移行到较冷下垫面上,其下部分水汽冷凝结成雾。平流雾的生、消和发展主要取决于暖湿平流的特性,一般说
15、它比辐射雾围广,厚度大,时间长,日变化也不很明显。平流雾形成于冬季热带暖湿气团移行在高纬寒冷地区时;春夏大陆暖气团移行到较冷海面上时;冬秋季海洋暖湿气团移行到较冷陆地时;海洋上暖湿空气移行到冷海面和冷暖洋流交汇时。蒸发雾。冷空气移到较暖水面上,水面蒸发加快,使水汽达到饱和状态而形成雾。锋面雾。是暖锋锋前降雨蒸发后使低层空气达到饱和形成的雾 很显然,这里所指的“雾”应该是“辐射雾”。它的形成是因为晴朗的夜晚,无云或者是少云,大气逆辐射弱,对地面的保温作用较差,地面强烈辐射冷却使得近地面大气层中的水汽遇冷凝结形成雾。同时因为无云、少云,大气对太阳辐射的削弱作用减小,特别是云层的反射作用减弱,直接到
16、达地面的太阳辐射较多,因而当天多半气温较高、天气晴朗。 “十雾九晴”的科学道理是什么呢? 形成雾的条件有三个:一是近地层的水汽比较充足;二是空气中要有较多的凝结核;三是空气中的水汽要能够达到过饱和。一般情况下,近地层的水汽是较充足的。凝结核,如尘埃、烟粒等,空气中是具备的。关键在第三个条件,即空气中的水汽能否达到过饱和。在一定温度下,空气能容纳的水汽是有限度的,超过了这个限度,空气中的水汽就达到了过饱和或者水汽不增加,温度下降到一定程度,空气也可以达到过饱和。在一些近地层水汽较充足的日子里,夜空晴朗,风速较小,有利于地面辐射降温,使近地层原来不饱和的空气达到过饱和,雾就形成了。翌日,日出后,气
17、温上升,过饱和状态逐渐结束,雾也就逐渐消散,天气晴好。所以有“十雾九晴”之说。这种雾主要是由地面辐射降温形成的,故称为辐射雾。“十雾九晴”中的雾绝大多数就是辐射雾。 雾形成时,常伴有相应的逆温层存在,也就是说,在近地面这一段,越靠近地面气温越低,越往上气温越高。这与正常天气情况刚好相反。雾在夜间逐渐形成,至早晨浓度最高;太阳出来后,地面温度升高,浓雾就会逐渐变薄,直至消散。因此有“十雾九晴”的说法。如果久不消散,则会下雨,这大多与秋冬时季锋面过境有关。其一因为冬去春来的时候,冷空气势力逐渐减弱,海洋上的暖湿空气开始活跃北上。清明前后,冷暖空气经常交汇,从而形成阴雨绵绵的天气。其二是春天低气压非
18、常多。低气压里的云走得很快,风很大,雨很急。每当低气压经过一次,就会出现阴沉、多雨的天气。其三,清明前后,大气层里的水汽比较多,这种水汽一到晚上就容易凝结成毛毛雨。由于这些原因,因此清明时节下雨的天气特别多。每年的清明节都在四月五日前后,而我国每到四月就开始盛行来自海洋的夏季风,这将会带来大量的雨水,给农民的春耕生产带来方便,所以有“春雨贵如油”之说。来自海洋的暖湿气流将会在大江南北徘徊,所以又有“春雨绵绵”的说法1、不同锋活动的天气特点冷锋与天气 冷气团主动向暖气团移动的锋叫冷锋。冷气团前缘插入暖气团下部,使暖气团被迫抬升,水汽在上升冷却过程中成云致雨。冷锋过境时,会出现大风,云层增厚和雨、
19、雪天气。冷锋过境后,冷气团占据原来暖气团位置,气温下降,气压上升,天气转好。我国北方夏季的暴雨,冬春季节的大风或沙暴天气,以与冬季的寒潮,属冷锋天气。 暖锋与天气 暖气团主动向冷气团移动的锋叫暖锋。在暖锋上,暖气团沿冷气团主动地徐徐爬升,冷却凝结产生云、雨。当暖锋过境时,云层加厚,形成连续性降水;暖锋过境后,受单一暖气团控制,气温升高,雨过天晴。春季,长江以南和东北地区,常有暖锋活动。 准静止锋与天气 准静止锋是指移动幅度很小的锋。其时,冷、暖气团势均力敌,或遇地形阻挡,锋面移动缓慢,或较长时间在一个地区摆动,造成阴雨连绵的天气。夏初,我国长江中下游地区的梅雨就是准静止锋造成的;冬半年的准静止
20、锋使得和天气有很大差异。2、锋面天气 与锋面活动相伴随的天气。3、温带反气旋含义:温带反气旋是指生成和活动于中高纬、温带地区的高气压系统。从气压场看是中心气压高于四周,并有闭合等压线的高压系统。从风场看,在北半球高压区,风绕高压中心作顺时针旋转。因此也称为反气旋。温带反气旋一般生成在高纬地区并由冷气团组成,在合适的大气环流引导下,向南或东南移动。影响中、低纬地区,成为一次冷空气活动。有时 可达到寒潮强度。所以,也称冷性反气旋。影响 冬季冬半年大陆表面强烈辐射冷却,空气在大陆上聚集而形成冷高压。东亚的蒙古西伯利亚高压是世界上最强大的冷高压,它向偏向移动的特点是引起大规模的冷空气活动,导致所经地区
21、形成大风降温天气。在冷空气前缘与暖空气交锋处,形成云雨天气,冷高压的主体到达地区维持晴朗天气。夏季夏季冷空气活动不可能达到寒潮标准,但24小时降温10还是有的。夏季冷空气向东南方向活动,它迫使暖气团抬升,促使水汽上升凝结成云致雨,是造成中国东部地区降水的重要原因。4、清明时节雨纷纷 其一因为冬去春来的时候,冷空气势力逐渐减弱,海洋上的暖湿空气开始活跃北上。清明前后,冷暖空气经常交汇,从而形成阴雨绵绵的天气。 其二是春天低气压非常多。低气压里的云走得很快,风很大,雨很急。每当低气压经过一次,就会出现阴沉、多雨的天气。 其三,清明前后,大气层里的水汽比较多,这种水汽一到晚上就容易凝结成毛毛雨。由于
22、这些原因,因此清明时节下雨的天气特别多。 每年的清明节都在四月五日前后,而我国每到四月就开始盛行来自海洋的夏季风,这将会带来大量的雨水5、风压定律根据长期气象实践,得出了风向与气压水平分布的关系。自由大气中风基本上是沿等压线吹的。在北半球,背风而立,低压在左,高压在右;在南球则相反。在摩擦层中,由于风向斜穿等压线流向低压,故在北半球,背风而立,低压在左前方,高压在右后方;南半球则相反。这就是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/493446.htm t _blank 白贝罗定律,又叫风压定律。6、罗斯贝波(Rossbywave),由于地球的转动和地球曲率而使位涡在深度和纬度上产生改变,这一改变导致一种非常慢的大尺度振荡,即罗斯贝波7、为什么在晴朗无风的夜间往往比阴雨的夜间多霜雾因为晴蒸气蒸发得多,凌晨温度下降后就容易形成霜雾;而阴雨天温度低,水蒸气蒸发的较少,就算蒸发了也会凝结成较大的液滴,而不会形成霜雾。8、阵风指风速在短暂时间,有突然出现忽大忽小变化的风。在气象中,阵风通常是指“瞬间极大风速”。9、锋面气旋英文名称(Frontal cyclone)锋面出现在 HYPERLINK :/baike.baidu /view/42712.htm t _blank 低压槽中,锋线往往与低压 HYPERLINK :/baike.baidu /view/56798
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