自然地理学-3课件

第三章大气和气候1.大气的组成和热量2.大气水分和降水3.大气运动和天气系统4.气候的形成和变化练习第一节大气的组成和结构一、大气的组成低层大气的组成水汽干结空气固体杂质干结空气85km以下的干洁空气分子量为28.964。85km以上的高层大气主要为N、O的离解态，并随高度变化。平流层臭氧量减少南极臭氧空洞水汽——是大气中最为活跃的成分，随时间、空间和条件有较大变化。主要集中在距地面３km范围内，到５km高度减少为地面的1／10，到10km高度几乎没有。固、液体杂质——气溶胶粒子。水滴、冰晶、大气尘埃和其他杂质，半径一般为10-2-10-8cm，主要集中在低层大气。其来源有自然源（火山灰、宇宙尘埃、植物花粉、岩石风化等）和人工源（人类生产活动、生活活动排放）。凝结核、增大散射辐射、影响能见度等。二、大气的结构１．大气质量大气的上界——极光出现的高度为１２００km，从大气物理、化学特征认为３０００km左右高空。全球大气质量约为——5.14-5.27×1018千克不同高度的不均匀：0-5km高度集中了50%的大气10km为75%30km为90%２．大气压力气压随温度变化——气压随高度变化——温度越高气压越低高度越高气压越低——指大气压强，即观测高度到大气上界的单位面积上垂直空气柱的重量，简称气压。

1标准大气压=101325帕=1013.25百帕（hPa）。（指温度为０℃，纬度为４５°的海平面气压）如海平面为１０００hPa５５００m约为５００hPa９０００m约为３００hPa３.大气的垂直分层外层（散逸层）热层中间层平流层对流层４.对流层中的水平非均一现象气团——水平方向上物理属性（温度、湿度、稳定度等）比较均匀的巨大空气块。可分：冷气团、暖气团。锋面——两种性质不同的气团之间的过渡区。对流层平流层上冷下热高空对流电离层高层大气非均质层对流层高度变化三、大气的热力状况１.太阳辐射、大气辐射和地面辐射（1）太阳辐射（辐射能力主要在0.2-3微米，0.4-0.76微米段最强，故为短波辐射）影响天文辐射的主要因素——天文辐射随纬度升高而减小，随高度升高而增大。一天内中午前后最大，一年内夏至最大。（2）地面和大气辐射－长波辐射天文辐射太阳辐射地面辐射大气逆辐射日地距离、太阳高度角和昼长（时空变化）太阳辐射占天文辐射的45%占辐射强度的５０％２．大气的热力作用３．地－气系统的辐射平衡（辐射差额）（1）大气对太阳辐射的削弱作用——吸收、反射、散射等（2）大气的保温效应地面辐射和地面吸收的大气逆辐射之差为地面有效辐射系统在全球范围内的各种辐射收入与支出是基本保持平衡，所以总体温度基本不变。但不同区域有差别：35°S-35°N为正值区其余为负值区35°N35°S90°N90°S四、空气温度1．温度的概念——气温指距离地面1.5米高度的百叶箱内的温度，用℃表示。观察时间世界统一，中国为北京时间2、8、14、和20点四次，其平均值---日平均气温。2．气温的日变化和年变化日变化——最高温最低温——午后2点——日出前后年变化——大陆海洋——7月、1月——8月、2月日较差(与纬度\季节\地表性质\天气状况等)年较差(与纬度\下垫面性质\地形\高度等)3．气温的地理分布分析世界1月、7月海平面气温分布图水平分布规律：*从赤道向两极递减*南半球等温线较北半球平直*中纬度地区等温线冬密夏疏*最低温在南极，最高温在15-40°N沙漠中气温的垂直分布与大气稳定度0.65℃/100M逆温4．全球热量带赤道带、热带、副热带、温带、亚寒带、寒带、极地世界海平面等温线分布图1月份世界海平面等温线分布图7月份根据等温线判断是几月？302030201月7月第二节大气水分和降水雨滴雪花冰雹聚合凝结核小云滴（冰晶）降温水汽一、大气湿度

湿度——空气的潮湿程度水汽压(e)饱和水汽压(E)绝对湿度(水汽密度g/m3）相对湿度（f=e/E)当e<E时，空气未饱和当e=E时，空气饱和当e>E时，空气过饱和——能直接反映空气距饱和的程度相对湿度在e一定下与温度成反比，其日变化通常与气温日变化相反（海边情况不同）；年变化相似。二、蒸发和凝结１．蒸发（受温度、地面性质、空气湿度、风等影响）2．水汽凝结物——云、雾、露和霜等露点温度——湿空气等压降温达到饱和的温度Ｔ，简称露点。空气未饱和，露点比气温低；空气饱和时，露点与气温相等。气温降低到露点，是水汽凝结的必要条件。相对湿度分布一般与距海远近及纬度不同有关。109201730030(克/米）单位体积水汽含量温度3饱和状态与气温的关系图示过饱和未饱和C()问题1.为什么城市上空的雾和低云比郊区多？2.为什么冬季门窗玻璃内侧常有水流下来？

水汽凝结物：高空——云（高云族、中云族、低云族）

卷云卷层云卷积云高层云高积云层云雨层云层积云积云积雨云低空——雾（辐射雾、平流雾、蒸汽雾、锋面雾等）地面——露、霜；雾凇、雨凇下限高度6000米2000-6000米2000米以下雨层云高层云卷层云云的形状：层云、卷云、积云云的外貌能反映大气的运动、稳定程度和水汽状况。如：系统性层云的形成：三、大气降水1.降水强度——小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨等（见113）单位；毫米或量雪尺8：12.降水的形成云层中小水滴或小冰晶不断增大过程增加水汽的量或者降低温度根据促使对流层空气上升的原因不同分成四种降水类型对流雨台风雨剖面示意图眼区大风区降水区外围区外围区南北纬5度-20度左右的洋面最易形成台风台风雨锋面雨降水类型大气运动降水特征主要分布区对流雨地形雨锋面雨台风雨湿热空气强烈-------上升受热强度----大，历时短----范围----小，常有----风----暴，雷电--------及其两侧地区湿热空气前进受-------------地形阻挡被迫抬降水发生在山的升迎风------坡上，背风坡上降水-------很少------赤道山地迎风坡---------冷暧气流相遇------，暧湿空气被抬升持续时间长----范围，广---，强度小---中纬地区暧湿空气围绕台风中心旋转------上升强度很大------，多暴雨------伴有狂风------，雷电------低纬大陆东南沿海地带降水的四种类型3.降水的日变化和年变化日变化：大陆型（两个最大值---午后2时左右和清晨两个最小值---夜间和午前）海洋型（一个最大值---夜间一个最小值---白天午前）年变化：赤道型——南北纬10°之间，全年多雨，春、秋分最多热带型——10°~25°之间的热带地区，夏雨冬干副热带型——25°~35°之间，大陆东岸—季风气候；大陆西岸—地中海式气候（冬雨）温带及高纬型——内陆和东岸为夏季多雨，西岸为冬季多雨4.大气降水的空间分布垂直变化——随高度增加先升高后减少5.酸雨酸雨危害与防治*原因：——燃烧煤、石油、天然气等，向大气中排放二氧化硫和氧化氮等酸性气体。*危害：1）使河湖水酸化，影响鱼类生长繁殖，乃至死亡；2）使土壤酸化，危害森林和农作物生长；3）腐蚀建筑物和文物古迹；4）危及人体健康。*防治：——减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放，研制煤炭中硫资源的综合开发与利用，发展洁净煤技术、清洁燃烧技术等。*概念：pH值小于5.6的雨水。*分布：1992-1993年中国年平均降水pH值的分布思考：1、找出pH值小于5.6的酸雨区2、找出pH值小于4.5的重酸雨区3、我国的酸雨主要是什么类型？西南杭州湾珠江三角洲及其北部硫酸型第三节大气运动和天气系统一、大气的水平运动大气运动的作用：大气运动的类型：垂直运动（上升或下沉气流）水平运动热量、水分等交换，天气现象和变化等作用于空气的力全球各地温度不同，造成气压的不同，进而产生气压梯度力，空气就由高压流向低压。空气的水平运动——风（２）地转偏向力（３）摩擦力（４）惯性离心力（１）水平气压梯度力北半球海平面等压线分布图ABA、B两地风向怎样？全球性的有规律的大气运动二、大气环流（1）热力环流赤道低压带极地高压带副热带高压带东北信风带24副极地低压带中纬西风带极地东风带76低纬环流中纬环流高纬环流1358910（2）三圈环流——高低纬间热量不均，地转偏向力动力热力热力动力赤道低压带副热带高压带副热带高压带副极地低压带副极地低压带极地高压带极地高压带东北信风中纬西风极地东北东南信风中纬西风极地东风地球上的气压带和风带23°26´N23°26´S66°34´S66°34´N0°(3)气压带、风带的南北移动---高低纬间热量不均；地转偏向力；太阳直射点位置的移动一月七月（4）季风---高低纬间热量不均；地转偏向力；太阳直射点位置的移动；海陆热力性质差异气压带断裂成单个的高低气压中心60N30°N亚欧大陆洋大西洋太平副极地低气压带蒙古--西伯利亚高压阿留申低压冰岛低压副热带高气压带亚洲（印度）低压亚速尔高压夏威夷高压冬夏冬夏季风1月7月北半球南半球赤道030603060赤道多雨

带温带多雨带极地少雨带副热带少雨带副热带少雨带温带多雨带极地少雨带三、主要天气系统天气是指瞬时或一定时段内风、云、降水、温度、湿度、气压等气象要素的综合状况天气系统1.气团（1）条件大范围性质比较均匀的下垫面有利于空气停滞和缓行的大气环流条件（2）气团类型及特性2.锋（1）锋的类型（2）锋面天气——冷锋、暖锋、静止锋、锢囚锋3.气旋（1）温带气旋（具有锋面结构）（2）热带气旋---热带低压热带风暴强热带风暴台风小于8级8-9级10-11级12级以上

4.反气旋温带冷性反气旋（冷高压）与寒潮一日内降温10℃以上，最低温在5℃以下，且伴有6级大风。副热带反气旋（副高）与梅雨5.天气预报——天气形势预报和气象要素预报常见天气系统锋面类型及特点冷气团暖气团暖气团冷气团冷锋暖锋气团运动冷气团主动移向暖气团暖气团主动移向冷气团天气变化过境前过境时过境后气温高、气压低、晴朗阴雨、大风、降温气温降低、气压升高、晴朗气温低、气压高、晴朗阴雨天气气温升高、气压降低、晴朗锋面系统冷锋暖锋常见天气系统低压（气旋）和高压（反气旋）系统1005.01002.51000低压与气旋低1005.01002.51000高高压与反气旋第四节气候的形成与变化一、气候概念1.气候与天气指某一地区多年间大气的一般状态及变化特征。两者水平空间尺度相当，时间尺度相差很大。2.气候系统——包括大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈中与气候有关的物理的、化学的和生物的运动过程。既相对稳定又不断变化。二、气候形成辐射因素、大气环流因素和下垫面因素三、气候类型四、气候变化

1.地质时期气候变化（人类文明以前,距今22亿-1万年）特点：冰期与间冰期交替出现（见P161表）；时间尺度为10万年-数千万年；温度振幅为10-15℃2.历史时期气候变化（文字记载-气象记录开始时期）第四纪末次冰期结束以后，通过物候、史书、方志等进行研究。温度振幅在5-10℃公元前6300年前后------第一次小冰期公元前3400年前后------第二次小冰期公元前1300-830年------第三次小冰期公元1725年前后------第四次小冰期气候变化的原因3.近代气候变化（气象记录以来的一二百年）始于小冰期末的冷期，后气温上升，20世纪20-40年代变暖达高峰，后略有下降，80年代以后再度回暖。全球变暖有时间差异（年际差异和季节差异）空间差异（半球差异、海陆差异和区域差异）内部因子——气候系统内的诸因子及其相互作用外部因子——宇宙、地球内部因子和人类活动

半球和全球平均降水有10年以上时间尺度的明显振荡；降水变化的区域差异比温度变化差异更大。太阳辐射、太阳活动、公转轨道；极移和大陆漂移、造山运动、火山活动等人类活动与气候气候对人类活动影响人类活动影响气候改变地面状况影响改造局部地区小气候污染大气“温室效应”破坏臭氧层酸雨未来气候的可能变化目前处于第四纪大冰期中一个相对温暖的副间冰期后期变冷说(20世纪40年代为止转为变冷)变暖说(目前正进入一个-超间冰期,0.2-0.4℃/年增高)(模型)(观测)人类活动的影响1.极端天气气候事件增加2003年夏季中国江南和欧洲的酷暑热浪;2004年冬北美东部暴风雪;2005年7月美国东部热浪（多人死，华府38度多）；全球变化的影响实例:2004年夏季大西洋飓风活动;2005年6月印度酷暑;中国华南暴雨;2005年7月印度西部百年不遇暴雨(死1千多人)；……………2012年10月下旬桑迪飓风袭击美国东部（百年一遇）2005年夏季华南及印度水灾情况2.旱涝灾害频繁(中国)#1998年长江大洪水;#1999年长江下游大水;#1999-2002年华北地区持续少雨;#2003年淮河流域大水;#2004年华南干旱;#2005年华南大水;……….2008年1月中国南方的暴风雪;2008年4月中国东北30度高温,西北下大雪;2010年西南地区百年一遇的干旱2011年长江中下游的干旱和洪涝一、选择题1、下列叙述中，说天气的是（）A、山前桃花山后雪B、塔里木盆地终年干燥少雨C、云南昆明四季如春D、夜来风雨声，花落知多少2、下列关于世界气温分布的叙述，不正确的是（）A、世界气温的分布大致由赤道向两极递减B、海拔的高低会影响气温的变化C、南半球的等温线大致与纬线平行D、同纬度的地区气温完全一样D