自然地理学复习笔记

本文格式为Word版，下载可任意编辑——自然地理学复习笔记第四章气候

第一节大气的一般特性一、概述

天气是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、雨、雪等）的综合，是大气中的短期过程。

气象：大气圈中存在着各种物理过程，如辐射过程、增温冷却过程、蒸发凝结过程等，这些过程形成各种风、雨、云、雾、雪、霜、冰灯千变万化的物理现象，叫气象。

气候是指在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下，在某一段时间内大量天气过程的综合，它既包括多年天气平均状况，又包含个别年份的极端天气状况。气候是一定时段内由大量天气过程综合而得出的长期天气过程，其变化周期长。二、大气的组成和结构1、大气的组成

低层大气由多种气体及悬浮在其中的液态固态杂质组成，主要包括干洁空气、水汽、杂质等①干洁空气：大气中不含水汽的和杂质的整个混合气体，称干洁空气，其主要成分是氮、氧、氩，

此外还有少量的二氧化碳、臭氧和氢、氖、氦氪、氙灯稀有气体。②水汽：水汽与干洁空气混合在一起，成为实际的大气主要成分之一，只要聚集在大气的低层，

向高层迅速减少，来自于江河湖海及潮湿地面的水分蒸发和植物蒸腾。③杂质：大气中悬浮着这种固体杂质和液体微粒（小水滴或小冰晶）称气体溶胶粒子

④大气污染：由于人类活动的影响，是局部甚至全球范围内大气成分发生了对生物体有害的变化，

称大气污染。主要污染物有粉尘、烟尘、SO2,NO2，CO,CO2，H2S,HC等，其污染员主要是工业废气、汽车尾气、家庭炉灶和人们在生活中排放的各种废气，以及农药、化肥使用等。2、大气的结构

1）对流层：大气圈的最底层，自地面到8~18km，厚度最薄并随唯独、季节而变化，对流层质量

最大，水汽最多，是天气变化最主要和最繁杂的一层，对人类活动和地球生物的影响最大，与自然地理环境关系最密切。

对流层的基本特征：

①气温随高度的增加而降低：由于对流层主要从地面得到热量，因此愈接近地面空气受热愈多，

气温就愈高，离地面愈远，气温就愈低。在不同地区，不同季节，不同高度，气温随高度的降低值是不同的，平均每上升100米，气温下降约0.65°C。②具有猛烈的垂直对流运动：由于地面的加热不均的影响，产生对流运动，对流运动的强度主要

随纬度、季节的变化而不同，一般低纬较强，高纬较弱，夏季较强，冬季较弱。③气象要素水平分布不均匀：由于对流层受地表影响最大，而地表有海陆分异、地形起伏等差异，

因此在对流层中温度、湿度水平分布不均匀，从而经常引发大规模的水平运动，冷暖气流交绥频繁。2）平流层：自对流层顶向上至50-55km

平流层的主要特征：

①温度随高度升高而增加：在平流层内，随着高度的增高，气温最初保持不变或微有上升（同温

层），自25km以上气温随高度增加而明显上升（逆温层），造成这种气温分布的原因是其受地面温度影响小、特别是存在大量臭氧（臭氧层20~30km）能大量吸收太阳紫外线辐射。②没有猛烈的对流运动：平流层温度随高度升高而增加，不利于空气对流运动发展。所以叫平流

层。飞机在此层飞行不易颠簸。③水汽、尘埃含量很少：平流层远离地面，加之有逆温层存在，空气无对流运动，水汽、尘埃很

少（强火山爆发活动影响除外），使得平流层天气晴朗，大气透明程度好。3）中间层：自平流层顶部到85km。这一层的特点是随着高度的增加，气温迅速下降，并且伴有猛烈的垂直对流运动，所以又被称为高空对流层。原因：该层中几乎没有臭氧，而氮和氧等气体所能吸收的那些波长更短的太阳辐射又大部分被上层大气所吸收掉。

电离层(D层)在中间层的60～90km高度上，有一个白天才出现的电离层(D层)，这一区域的大气处于部分电离或完全电离的状态。形成原因在于地球高层大气的分子和原子，在太阳紫外线、X射线和高能粒子的作用下发生电离，产生自由电子和正负离子。4）暖层（热层）：中间层向上至～800km高度

暖层的主要特点

①气温随高度增加而迅速增高。这是由于这一层中波长小于0.175um的太阳紫外线辐射都被该层

中的大气物质（主要是氧原子）吸收。②大气处于高度电离状态，但电离程度是不均匀的。该层包括电离程度最强的两个区域为E区（约

90～130km）和F区（约160～350km）。由于高层大气电离层的存在，高层大气中能够产生电流和磁场，并可反射无线电波。另一常见现象——极光。

极光是由于太阳发出的高速带电粒子使高层稀疏的空气分子或原子激发后发出的彩色的光，这些高速带点粒子在地球磁场的作用下，向南北两极移动，所以极光往往出现在高纬度地区5）逸散层（外层）：800km以上。该层气温随高度增加很少变化，大气粒子经常散逸至星际空间，

是大气圈与星际空间的过渡地带。三、大气水分及其相变

1、空气湿度表示大气中水汽含量多少的物理量。大气湿度状况直接影响了云、雾、降水等天气

现象的形成。1）表示方法：

水汽压：大气中的水汽产生的那部分压力称为水气压，用e表示，单位：hPa。大气中水汽含量越多，水汽压越大。

饱和水汽压：在一定温度条件下，单位体积空气中的水汽量有一定限度，假使水汽含量达到此限度，空气就呈饱和状态，称为饱和空气，饱和空气的水气压就是饱和水汽压，也叫最大水汽压，用E表示，单位：hPa。水汽含量超过超过该限度，水汽就要开始凝结。在不同的温度条件下，饱和水汽压数值不同。饱和水汽压随温度升高而增大。

绝对湿度：单位体积空气中所含的水汽含量，称为绝对湿度，也称水汽密度，用a表示，单位g/m3或g/cm3。空气中水汽含量越多，绝对湿度就越大。但实际工作中，水汽含量不易直接测量，寻常用e代替。

相对湿度：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压之比的百分数，称为相对湿度，用f表示，即f＝e/E×100％。F的大小直接反映空气距离饱和的程度，当f接近100％时，表面当时空气近于饱和。在水汽压不变的状况下，气温升高，饱和水汽压增大，相对湿度减小。

饱和差：在一定温度下，饱和水汽压与实际空气中水汽压之差，称为饱和差，用d表示，即d=E－e。它表示实际空气距离饱和的程度，d越大，说明空气中水汽含量越少。

比湿：在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气总质量（水汽质量＋干空气质量）的比值，称为比湿，用q表示，单位是g/g（或g/kg），表示每一克（或千克）湿空气中含有多少克水汽。对于某一团空气来说，只要其中水汽质量和干空气质量保持不变，体积发生变化时，其比湿不变。露点：在空气中水汽含量不变，气压一定的条件下，使空气冷却达到饱和时的温度，称为露点温度，简称露点，用Td表示，单位：℃。在气压一