大气科学概论-第一讲(概述)

大气科学概论当前1页，总共100页。课程内容第一章概述第二章大气运动的基本规律第三章气旋与反气旋第四章关于气团和锋的介绍第五章关于天气预报的基本方法和技术第六章海气相互作用的产物———厄尔尼诺第七章气候变化当前2页，总共100页。本章内容

大气科学的研究对象、内容和学科体系

大气科学的发展历史、现状及其在生产建设中的应用

有关大气的物理属性当前3页，总共100页。大气科学的研究对象、内容和学科体系由于地球的引力作用，地球周围聚集着一个气体圈层，构成了所谓大气圈;大气的分布是如此之广，以致地球表面没有任何地点不在大气的笼罩之下；人类就生活在大气圈底部的“下垫面”上;大气圈是人类地理环境的重要组成部分。当前4页，总共100页。大气圈阻挡了大多数陨石当前5页，总共100页。大气科学的研究对象

大气科学的研究对象主要是覆盖整个地球的大气圈，也研究大气与其周围的水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈相互作用的物理和化学过程，此外还研究太阳系其他行星的大气。当前6页，总共100页。

大气科学的领域很广，其基本内容是：把大气当作研究的对象来探讨其特性和状态，如大气的组成、结构、温度、湿度、压强和密度等等；研究导致大气现象发生、发展的能量来源、性质及其转化；研究大气现象的本质，从而能解释大气现象，寻求控制其发生、发展和变化的规律；探讨如何应用这些规律，通过一定的措施，为预测和改善大气环境服务（如人影、消雾、防雹等），使之能更适合于人类的生活和生产的需要。当前7页，总共100页。大气科学的研究内容

大气科学是研究大气的各种现象（包括人类活动对它的影响）及其演变规律，以及如何利用这些规律进行天气、气候的监测和预测，从而趋利避害为人类服务的一门学科。当前8页，总共100页。天气和气候的区别天气和气候是两个既有联系又有区别的概念

从时间尺度上讲，天气是指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水等）的综合。天气过程是大气中的短期过程。而气候指的是在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合。当前9页，总共100页。世界主要气候图当前10页，总共100页。气候系统

一个完整的气候系统应包括对气候形成分布和变化有直接或间接影响的各个环节，除太阳辐射这个主要能源之外，气候系统包括大气圈、水圈、冰雪圈、陆地表面和生物圈（动、植物和人类）等5个子系统。各个子系统内部以及各子系统彼此之间的各种物理、化学乃至生物过程的相互作用决定着气候的长期平均状态以及各种时间尺度的变化。当前11页，总共100页。《后天(TheDayAfterTomorrow)》《完美风暴(PerfectStorm)》《龙卷风（Tornadoes）》当前12页，总共100页。

覆盖整个地球的大气的质量约占地球总质量的百万分之一。由于地心引力的作用，大气质量的90%聚集在地表15km高度以下的大气层内，99.9%（48km）。2000km以上，上大气极其稀薄，逐渐向星际空间过渡，无明显的上界。气候系统之大气圈当前13页，总共100页。观测证明，大气在垂直方向上的物理性质是有显著差异的。根据温度、成分、电荷等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况，可将大气分为五层。大气的垂直结构当前14页，总共100页。1.对流层对流层是地球大气中最低的一层。云、雾、雨雪等主要大气现象都出现在此层。对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层次，也是大气科学研究的重点层次。对流层有以下3个主要特征：（1）气温随高度增加而降低：（2）垂直对流运动：（3）气象要素水平分布不均匀：当前15页，总共100页。在对流层的最下层称为行星边界层或摩擦层。其范围一般是自地面到1—1.5km高度。在这层里大气受地面摩擦和热力的影响最大，湍流交换作用强，水汽和微尘含量较多，各种气象要素都有明显的日变化。行星边界层以上的大气层称为自由大气。在自由大气中，地球表面的摩擦作用可以忽略不计。在对流层的最上层，介于对流层和平流层之间，还有一个厚度为数百米到1—2km的过渡层，称为对流层顶。这一层的主要特征是：气温随高度的增加突然降低缓慢，或者几乎不变，成为上下等温。当前16页，总共100页。2.平流层自对流层顶到55km左右为平流层。在平流层内的温度随着高度的增高。平流层这种气温分布特征是和它受地面温度影响很小，特别是存在着大量臭氧能够直接吸收太阳辐射有关。虽然30km以上臭氧的含量已逐渐减少，但这里紫外线辐射很强烈，故温度随高度增加得以迅速增高，造成显著的暖层。平流层内气流比较平稳，空气的垂直混合作用显著减弱。平流层中水汽含量极少，大多数时间天空是晴朗的。平流层中的微尘远较对流层中少，但是当火山猛烈爆发时，火山尘可到达平流层，影响能见度和气温。当前17页，总共100页。3.中间层自平流层顶到85km左右为中间层。该层的特点是气温随高度增加而迅速下降，并有相当强烈的垂直运动。中间层内水汽含量更极少，几乎没有云层出现，在中间层的60—90km高度上，有一个只有白天才出现的电离层，叫做D层。当前18页，总共100页。4.热层热层又称热成层或暖层，它位于中间层顶以上。该层中，气温随高度的增加而迅速增高。其增温程度与太阳活动有关，当太阳活动加强时，温度随高度增加很快升高。在热层中空气处于高度电离状态，又可称为电离层，正是由于高层大气电离层的存在，人们才可以收听到很远地方的无线电台的广播。此外，在高纬度地区的晴夜，在热层中可以出现彩色的极光。当前19页，总共100页。5.散逸层这是大气的最高层，又称外层。这一层中气温随高度增加很少变化。由于温度高，空气粒子运动速度很大，又因距地心较远，地心引力较小，所以这一层的主要特点是大气粒子经常散逸至星际空间，本层是大气圈与星际空间的过渡地带。当前20页，总共100页。气候系统之大气圈地球大气运动的复杂性空间尺度：小至几米以下，大至几千公里甚至上万公里时间尺度；短至几秒长至数十天或更长当前21页，总共100页。气候系统各组成部分及其相互作用当前22页，总共100页。

地球大气的组分以氮、氧、氩为主，它们占大气总体积的99.96%，此外还包括二氧化碳、甲烷、臭氧、水汽、氡、氨等。大气中还悬浮着水滴、冰晶、尘埃、花粉等液态、固态微粒。

氧：人类赖以生存的物质基础水汽：淡水的主要资源臭氧：含量虽少，但能吸收太阳紫外辐射中对生命有害的部分当前23页，总共100页。水圈包括海洋、湖泊、江河、地下水和地表上的一切液态水，其中海洋在气候形成和变化中最重要。海洋是由世界大洋和邻近海域的含盐海水所组成。其总面积约占地球表面的71%，相当于陆地面积的2.5倍。无论从力学和热力学效应来看，海洋在气候系统中具有最大的惯性，是一个巨大的能量贮存库。气候系统之水圈（海洋）当前24页，总共100页。气候系统之水圈洋流示意图暖流寒流当前25页，总共100页。水圈（海洋）由于海洋对太阳辐射的反射率比陆面小，海洋单位面积所吸收的太阳辐射能比陆地多25％—50％。全球海洋表层的年平均温度要比全球陆面温度约高10℃左右。如果仅考虑100m深的表层海水，即占整个气候系统总热量的95.6％。仅此一端就可见其在气候系统中的重要性。当前26页，总共100页。陆面有时亦称岩石圈。岩石圈的变化时间尺度甚长，其中如山脉形成的时间尺度约为105—108a，大陆飘移的时间尺度约为106—109a，而陆块位置和高度变化的时间尺度则更在109a以上。它们的这些特征对地质时期的气候变化是有巨大影响的，但对近代在季节、年际、十年际乃致百年际的气候变化中是可以忽略的。气候系统之岩石圈当前27页，总共100页。陆面（岩石圈）在上述近代气候变化的时间尺度内，除火山爆发外，对大气的作用主要还是发生在陆地表面。因此在气候系统中通常不用岩石圈这个更广泛的名词，而采用陆面一词。陆地表面具有不同的海拔高度和起伏形势，可分为山地、高原、平原、丘陵和盆地等类型。它们以不同的规模错综分布在各大洲之上，构成崎岖复杂的下垫面。当前28页，总共100页。气候系统之岩石圈青藏高原当前29页，总共100页。冰雪圈包括大陆冰原、高山冰川、海冰和地面雪盖等。陆地雪盖有季节性的变化，海冰有季节性到几十年际的变化，而大陆冰原和冰川的变化要缓慢得多，约在几百年甚至到几百万年的周期。冰川和冰原的体积变化与海平面高度的变化有很大关系。气候系统之冰雪圈当前30页，总共100页。冰雪圈由于冰雪具有很大的反射率，在冰雪覆盖下，地表（包括海洋和陆地）与大气间的热量交换被阻止，因此冰雪对地表热量平衡有很大影响。它是气候系统中的一个重要子系统。总之，冰雪的主要效应是增大了地表反照率，对大气运动总是起冷却（源）作用。当前31页，总共100页。气候系统之冰雪圈当前32页，总共100页。生物圈除了包括动植物，也包括人类本身。生物圈的各部分在变化的时间尺度上有显著差异，但它们对气候的变化都很敏感，而且反过来又影响气候。生物对于大气和海洋的CO2平衡，气溶胶粒子的产生，以及其它与气体成分和盐类有关的化学平衡等都有很重要的作用。由于动物需要得到适当的食物和栖息地，所以动物群体的变化也反映了气候的变化。气候系统之生物圈当前33页，总共100页。气候系统之生物圈当前34页，总共100页。大气的气体组成成分

微量气体含量通常用体积或质量混合比表示。其定义为单位体积(质量)大气中微量气体作占体积(质量)的比例，以mL/L(mg/g)表示。当前35页，总共100页。五大圈层相互作用当前36页，总共100页。大气科学的学科体系物理气象学气象学天气学动力气象学大气科学物理气候学气候学描述气候学应用气候学当前37页，总共100页。

从20世纪60年代以来，大气科学扩充了其传统的研究内容，出现了许多分支学科，主要有大气探测、天气学与大气环流、大气动力学、气候学与全球变化、大气物理学、大气环境学、大气化学、人工影响天气、应用气象学等。大气科学与其它学科的关系当前38页，总共100页。大气科学与其它学科的关系

由于人类越来越认识到大气圈与水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈之间相互作用和相互影响的重要性，要了解大气变化过程就不能不深入到其他圈层变化过程的研究。因此，大气科学与其它学科之间的相互渗透也越来越深入。当前39页，总共100页。大气科学与其它学科的关系

总之，人类生产和生活的发展，将不断提出新的问题和要求，推动大气科学新理论和新分支的发展。大气科学新的发展，必将不断提高它为生产和生活服务的能力，如提高天气和气候预报的准确率、为开发利用气象资源和制定经济政策提供更加可靠的科学依据等，其经济效益和社会效益将不可估量。当前40页，总共100页。第二节大气科学的发展历史、现状及其在生产建设中的应用当前41页，总共100页。大气科学的发展史古代气象知识的积累时期大气科学的建立时期大气科学主要分支的形成时期大气科学迅速发展时期当前42页，总共100页。古气象史时代

从人类有文字记载的历史时期开始到十六世纪末。

气象史的两个时代：近现代气象史时代从十六世纪末至今以来。当前43页，总共100页。古代气象知识的积累时期

（自人类文明开始至16世纪）源流：1）以中国和印度为主的亚洲（中国殷代便有记载，测量空气湿度、风向和降水量的仪器都是我国最先发明的）2）地中海东部、欧亚非三洲的交汇处（埃及文化、巴比伦文化和希腊文化的发祥地）最早的气象学专著：亚里士多德《气象汇论》英国气象学的奠基人---圣比德《自然本质》当前44页，总共100页。现代气象科学的四次飞跃第一次飞跃:（大约1700—1859年）气象仪器如温度表、雨量器、气压表等相继发明，导致对信风和全球大气环流的研究。各种气象仪器相继问世：空气温度表（1597）、气压表（1643）、虹吸式自记雨量计（1662）、毛发湿度计（1783）第一个气象观测站：1653年由意大利的斐迪南二世在佛罗伦萨建立，18世纪80年代哈默尔组建了由欧洲、北美洲和西伯利亚共20个国家的57个气象观测站构成的观测网。当前45页，总共100页。1686年哈雷发现信风，认为信风同太阳供给赤道较多的热有关。哈得来在1735年的《关于信风之起因》中，第一次对大气环流考虑地球自转的因素，并首次创立了经圈环流的理论。

18世纪中叶，人们开始进行高空探测的尝试。

17世纪～19世纪初，流体的概念及牛顿的力学三大定律和微积分学，为动力气象学提供了理论基础。第一次飞跃:（大约1700—1859年）当前46页，总共100页。现代气象科学的四次飞跃第二次飞跃:（1860—1940）无线电报发明，地面气象观测网产生，天气图诞生，VBjerknes创立了锋面学说，提出了著名的斜压概念和环流理论，从此天气学和动力气象学形成并得到发展。当前47页，总共100页。第一张天气图：1820年，布兰德斯（德国）风与气压关系的提出：1857年，白贝罗（荷兰）科里奥利力的引入：1861年，费雷尔（美国）环流理论：1897年，VBjerknes（1921年提出大气环流图案）现代天气学理论，天气分析和天气预报方法，基本上是由VBjerknes父子、索尔贝格和伯杰龙等人在20世纪20～30年代期间建立起来的。1939年Rossby等提出了长波理论。第二次飞跃:（1860—1940）当前48页，总共100页。现代气象科学的四次飞跃第三次飞跃:（1941—1980）无线电探空仪发明，高空观测网迅速建立，Rossby提出了长波动力学，创立了长波理论。Lorenz提出奇异吸引子与混沌理论、准地转理论、适应理论、突变理论和不稳定理论等并相继得到应用，大尺度天气学进入成熟阶段。当前49页，总共100页。现代气象科学的四次飞跃第四次飞跃:（大1980—）空间和地面大气遥感探测与气象信息技术系统日趋完善，大气科学试验正从局部的专业试验向全球的综合性试验过渡，气候研究正朝着更加广泛、更加综合的方向发展。当前50页，总共100页。大气科学迅速发展

（20世纪50年代以来）特点：第一、是开展大规模的科学实验；第二、是利用电子计算机进行数值模拟试验；第三、是把大气作为一个整体进行研究；此外，愈来愈注意人类活动对气候的影响当前51页，总共100页。我国大气科学研究的发展概况我国自周朝以后，许多典籍中都有关于气象和气候知识的记载。例如，《徐霞客游记》、《易经》、《孙子兵法》、《本草纲目》、《山海经》、《楚辞》等1743年法国传教士高比在北京设立的测侯所，是我国境内用近代气象仪器进行测候的开始。1911年后，我国在北京成立中央观象台。1927年后，在南京中央研究院设置气象研究所。抗日战争期间，1941年在重庆成立中央气象局。当前52页，总共100页。我国大气科学研究的发展概况新中国成立以来，全国各地普遍建立各级台站，地面和高空气象测报网已基本建成。特别是结合农业的需要，促进了我国具有独创性的县站预报的建立和发展。基础理论、天气气候、卫星气象、人工影响天气等方面都开展了研究。当前53页，总共100页。大气科学在国民经济建设和社会发展中的作用（1）大气科学在防灾减灾中的作用；（2）在环境保护方面的作用；（3）在航线航路等交通安全方面的作用。当前54页，总共100页。一、在防灾减灾中的作用

大气科学与社会和经济的发展有着密切关系；发生在大气中的各种现象及其变化，如雨水和温暖等可以造福人类；但是它们也可以带来严寒、酷暑、干旱和雨涝、冰雹、龙卷等气象灾害，这些都直接影响了工农业生产、交通运输和人民生活，甚至威胁了人民的生命财产。当前55页，总共100页。台风台风“莫拉克”09年8月莫拉克台风造成全台湾共461人死亡、192人失踪、46人受伤。农林渔牧损失累计达到新台币145多亿万元。当前56页，总共100页。深圳连降暴雨海上世界酒吧街被淹07年6月11日凌晨4时，受连日暴雨影响，广东韩江水位暴涨，沿江的丰顺县留隍镇、黄金镇、潭江镇水位均超出警戒线4米以上，堤坝出现多处险情，随时有漫堤垮坝危险。丰顺县三防办采取开闸分洪措施，截至当日下午4时，韩江水位有所回落，但仍高于警戒水位3.5米。这是丰顺县受灾最重的留隍镇一处房屋被洪水淹没。暴雨当前57页，总共100页。台风台风“海棠”05年7月超强台风“桑美”重创浙江苍南县。只有210户人的苍南马站镇顶魁村房子倒塌150多间，整个村庄几乎被夷为平地，现场情景惨不忍睹，直接经济损失高达上千万元人民币。当前58页，总共100页。2005年8月飓风“卡特里娜”当前59页，总共100页。新奥尔良成了水国泽乡当前60页，总共100页。场面残不忍睹当前61页，总共100页。一、在防灾减灾中的作用而气候灾害则是大范围、长时间的气候异常造成的灾害，如长时间气温偏高、偏低、或降水量偏多、偏少等。气候异常会带来干旱、洪涝、低温、冷害等，较严重的会对农业、工业、牧业、水利、交通等产生巨大影响，造成巨大经济损失。当前62页，总共100页。1998年夏季长江流域和嫩江、松花江流域发生的持大洪涝。当前63页，总共100页。气象灾害给我国带来的经济损失不断增加20092006年：2516.9亿2007年：2378.5亿2008年：3244.5亿2009年：2500亿当前64页，总共100页。雨雪量较大的区域集中在江淮、江汉东部、江南、华南及云南西北部等地，过程降水量达50-250mm。红色区域为冻雨区贵州累积降水量较小，主要是冻雨天气2008年1月10日至2月2日全国降水量分布图2008年1月我国南方冰冻雨雪灾害当前65页，总共100页。2007/2008低温雨雪冰冻极端灾害对电力、交通、农业、林业和城市用水等造成灾难性影响当前66页，总共100页。2010年西南地区秋冬春连旱！当前67页，总共100页。2010年武汉重庆广州吉林舟曲当前68页，总共100页。2010年7月全国极端天气和气候事件当前69页，总共100页。2010年8月国外重大灾害性天气气候事件当前70页，总共100页。一、在防灾减灾中的作用由于天气和气候灾害造成的经济损失如此之大，因此，研究这些灾害的发生及成因，持别是关于这些气候和天气灾害预测机理和方法的研究是当前国际科学研究的热门课题，更是我国社会发展和经济建设中急需研究的一项重要的科学问题。当前71页，总共100页。二、在环境保护中的作用大量使用化石燃料和燃烧有机物；大量施用化肥；人类生活中大量使用冰箱和汽车，汽车尾气大量是氮氧化物，冰箱大量施用氟利昂，而氟利昂将会破坏大气中的臭氧；水稻种植和有机物的腐化会产生大量甲烷。当前72页，总共100页。二、在环境保护中的作用根据科学家的估算，当二氧化碳增加1倍时，全球气温将升高1.5℃左右。由于全球气温升高，这将导致全球海平面升高。到2050年前后，海平面平均将要升高22cm左右；全球气温上升，干旱化，荒漠化加剧，水资源缺乏，全球生态系统，人类居住的环境恶化，水资源和空气污染……当前73页，总共100页。夏威夷MaunaLoa观象台测量的大气CO2浓度变化现已达到368ppmv（百万分之一体积）。当前74页，总共100页。(Jonesetal.1999)当前75页，总共100页。192019401960198020002020190051015年1970年2000年高山生态系统对全球变暖十分敏感——山地冰川普遍退缩冰川面积（平方公里）乞里马扎罗山脉（坦桑尼亚）当前76页，总共100页。1986年2000年由于气候变暖，长江源最大冰川——岗加曲巴冰川近40年退缩4000米当前77页，总共100页。青海湖(a)近百年和近六百年(b)水位变化的重建曲线湖泊水位下降、面积萎缩年年湖水位(米)湖水位(米)1960197019801990400045005000湖面积(平方公里)年下降约12米缩小670多km2当前78页，总共100页。阿姆斯特丹（荷）布雷斯特（法）毫米毫米毫米年希维诺乌伊希切（波）全球变暖引起海平面上升20世纪上升最快，从1900年全球平均上升10-20cm当前79页，总共100页。我国海平面上升趋势明显未来还将继续升高。预测未来100年上升幅度28-68厘米。近五十年海平面明显上升，平均上升速率为每年2.6毫米。近几年上升速率加快。当前80页，总共100页。二、在环境保护中的作用干旱化、荒漠化加剧，水资源缺乏；此外，全球生态系统、人类居住的环境恶化、水资源和空气污染等严重地影响着人类的生活。研究大气的成分如何变化及其在大气中如何通过物理的、化学的和动力的过程来改变着地球环境也是大气科学主要研究内容之一。当前81页，总共100页。全球变暖将影响整个水循环过程水循环将加强当前82页，总共100页。1、对飞机起飞、飞行和降落的影响空中的颠簸、能见度、雷电等严重的影响起飞、飞行和降落的安全。空中颠簸主要是由于气流切变大而产生湍流以及由于强盛积云对流产生强的垂直运动所致；机场能见度差严重影响飞机起飞和降落，甚至产生空难事故；机场上空发生雷电，对飞机的起飞和降落有严重影响；暴雨和大雪天气，由于跑道滑，且能见度也受影响，在一定程度上也影响飞机的起飞和降落。三、在现代交通运输上的作用当前83页，总共100页。2、对海港和轮船航行的影响海浪、海冰、风暴潮，台风3、对于铁路和高速公路交通的影响浓雾，暴风雨雪当前84页，总共100页。大气科学在生产建设中的应用（1）提供气象观测资料，并加以整理分析，找出它们的规律和特性，供生产建设部门应用；（2）提供未来天气预报和气候变化趋势预报，做生产建设部门的参谋；（3）根据生产建设的需要和可能，用人工控制局部天气和改造小气候的条件。其中前二项应用最广，已经在农林、渔盐、交通、工程、医疗卫生和军事国防等方面取得良好效果。当前85页，总共100页。

大气科学在生产建设中的应用是十分广泛十分重要的，并已分门别类形成各自独立的应用气象学和应用气候学，如：

农业气象（气候）学，林业气象（气候）学，盐业气象学、渔业气象学，航空气象学、航海气象学、医疗气象学、建筑气象学、污染气象学和军事气象学等等。当前86页，总共100页。思考题一、基本概念：天气；气候；气象学；气候学；气候系统；二、常识记忆：①世界上第一个气象站于1653年在意大利建立；②世界上第一张天气图于1820年由布兰德斯绘制成；③世界上第一颗气象卫星是美国于1960.4.1发射的；④世界气象日为每年的3月23日。当前87页，总共100页。[1]《大气科学概观》，（美）华莱士，（美）霍布斯，上海科学技术出版社，1981年[2]《气象学与气候学》，黄润本，高等教育出版社，1986年[3]《气象学与气候学》，周淑贞，等，高等教育出版社，1985年[4]《大气科学概论》，黄荣辉，等，气象出版社，2005年参考书籍当前88页，总共100页。有关大气的物理属性

在气象学上，大气的物理性状主要以气象要素和空气状态方程来表征。一、主要气象要素气象要素是指表示大气属性和大气现象的物理量，如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度等等。当前89页，总共100页。（一）气温在一定的容积内，一定质量的空气，其温度的高低只与气体分子运动的平均动能有关。即这一动能与绝对温度T成正比。因此，空气冷热的程度，实质上是空气分子平均动能的表现。当空气获得（失去）热量时，其分子运动的平均速度增大（减少），平均动能增加（减小），气温也就升高（降低）。目前我国规定用摄氏度（℃）温标，在理论研究上常用绝对温标，以K表示，两种温标之间的换算关系为：T=t+273.15≈t+273。大气中的温度一般以百叶箱中干球温度为代表。当前90页，总共100页。（二）气压气压指大气的压强。它是空气的分子运动与地球重力场综合作用的结果。若以P代表气压，F代表面积A上所承受的力，则：P=F/A若M为任何面积A上的大气质量，在地球重力场中，g为重力加速度，则这个面积A上大气柱的重量为：F=Mg在静止大气中，面积A上大气柱的重量就是该面上所承受的力：P=Mg/A即静止大气中任意高度上的气压值等于其单位面积上所承受的大气柱的重量。当前91页，总共100页。（二）气压一般情况下气压值是用水银气压表测量的。设水银柱的高度为h，水银密度为ρ，水银柱截面积为S，则水银柱的重量W=ρgh·S。由于水银柱底面积的压强和外界大气压强是一致的，从而所测大气压强为P=W/S=ρgh·S/S=ρgh。所以气压单位曾用毫米水银柱高度（mmHg）表示，现通用百帕（hPa）来表示。1hPa相当于1cm2面积上受到10-2牛顿（N）的压力时的压强值，即：1hPa=10-2N/cm2。

当选定温度为0℃，纬度为45的海平面作为标准时，海平面气压为1013.25hPa，相当于760mm的水银柱高度，曾经称此压强为1个大气压。当前92页，总共100页。（三）湿度一般表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。大气湿度状况与云、雾、降水等关系密切。大气湿度常用下述物理量表示：1.水汽压和饱和水汽压（e）：大气压力是大气中各种气体压力的总和。水汽和其它