《大气圈与天气气候》课件

大气圈与天气气候探讨地球大气的复杂性、不同层次的特点,以及如何影响我们的日常生活。课程目标增强认知了解大气圈的构成和各层的特点,掌握气候变化的原因和影响。提高分析学习分析气象数据,了解天气预报的原理和方法。培养意识提高应对气候变化的意识,了解个人可以采取的行动。大气圈的构成大气圈是地球表面被包围的一层气体层。它由多种气体组成,主要包括氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气等。这些气体以一定的比例混合在一起,共同构成了我们生存所需的大气环境。大气圈为地球生物提供所需的氧气,调节温度和湿度,并保护地球免受太阳辐射的伤害。它是人类赖以生存的基础。大气圈的各层1平流层位于对流层之上,特点是温度随高度升高,有效吸收紫外线。2间层介于平流层和热层之间,温度再次降低并有温度反转现象。3热层最高层的大气圈,温度从下往上急剧升高,吸收太阳的热辐射。4外层最外层的大气层,气体分子极其稀疏,主要由轻气体氢和氦组成。大气层的特点稀薄结构地球大气层从地表到上层大气逐渐变薄,海拔越高空气密度越低。温度垂直分布大气层各个高度温度变化不同,有明显的温度梯度,影响云层形成。化学成分大气层主要成分为氮气和氧气,还含有二氧化碳、水蒸气等其他气体。温室效应介绍温室效应是地球表面吸收太阳辐射后再向外辐射热量的过程。温室气体如二氧化碳、甲烷等能吸收和反射部分热量,使地球表面温度保持合适的水平。然而,人类活动大量排放温室气体,加剧了温室效应,导致全球气候变暖。这种异常的热量增加会引起海平面上升、极端气候加剧等一系列危害后果,对人类生存环境造成严重威胁。因此,了解温室效应的机理和危害至关重要。温室气体的种类二氧化碳(CO₂)主要来自化石燃料燃烧和工业过程，是最主要的温室气体。甲烷(CH₄)来自农业生产、垃圾填埋、化石燃料开采等活动，对气候变化有重要影响。氧化亚氮(N₂O)主要来源于农业施肥及工业活动，对臭氧层也有破坏作用。氟化气体包括氢氟碳化物、全氟化碳等人工制造的气体,虽然排放量小但热效应强。气候变化的影响30M人口预计到2030年,约3,000万人将受到气候变化的直接威胁$54B经济损失到2100年,每年预计将造成约540亿美元的经济损失20%物种丧失全球有20%的物种面临灭绝的风险气候变化引发的极端天气事件、海平面上升、干旱和水资源短缺等问题,对人类生活、经济发展和生态环境都造成严重威胁。这些变化将导致粮食供给下降、疾病传播加剧、基础设施受损等,给人类社会带来巨大挑战。我们必须采取有效措施来应对气候变化,保护我们共同的家园。气压与风的关系1气压梯度不同区域气压差异产生2气压与风向风从高气压向低气压流动3气压与风速气压梯度越大,风速越强气压梯度是导致风力形成的主要原因。当不同地区气压存在差异时,空气就会从高气压区域向低气压区域流动,形成风。气压越大的梯度,风速就越快。因此,气压分布是决定风向和风速的关键因素。温带低压系统温带低压系统温带地区常见的一种大型气象系统,由于温度和气压的差异而形成。传播路径温带低压系统通常沿一定的传播路径在中纬度地区移动,会带来多变的天气。影响天气温带低压系统可导致云量增加、降水频繁以及温度波动等复杂天气情况。观测预报通过卫星和气象站的观测数据,可以对温带低压系统进行监测和预报。热带气旋热带气旋是一种强大的旋转性低气压系统,常发生在热带海洋地区。它们通常携带着强风、暴雨和巨浪,对沿海地区造成严重的破坏。热带气旋的特点是中心有明显的眼壁,这是由于气流在中心区域上升所形成的。热带气旋的种类主要有热带风暴、台风和飓风等,依据其强度和风速的不同而有所区分。它们对人类生命和财产造成极大的威胁,因此需要密切关注预警信息,采取有效的防范措施。降水形成过程蒸发地球表面的水分在阳光的作用下发生蒸发,形成水汽进入大气。凝结水汽在冷空气中凝结成小水滴或冰晶,形成云朵。上升云中的水滴或冰晶在上升气流的作用下继续聚集和增大。降落当水滴或冰晶变得足够大时,就会在重力的作用下降落到地面,形成降水。雨雪冰雹雨液态降水,是最常见的降水形式。雨滴的形成是通过水汽凝结而成。雪固态降水,由冰晶聚集而成。雪通常在低温环境中形成,是季节性气候的重要标志。冰雹由一层或多层冰壳包裹的冰粒。冰雹通常在强对流天气中产生,大小不一。湿度概念及测量1湿度定义湿度是空气中水汽的含量。它描述了空气中水汽的程度。2湿度测量利用湿度计可以测量空气中水蒸汽的含量。常见的湿度计有干湿球温度计和电容式湿度计。3相对湿度相对湿度表示空气中水汽的含量与同温度下饱和水汽含量的比例。这是最常用的湿度单位。4绝对湿度绝对湿度指单位体积或单位质量的空气中水汽的质量。它是湿度的另一种表示方式。云的分类积雨云积雨云呈现为蓬松、白色或灰白色的云朵,常出现在温和的天气中。层积云层积云呈灰白色或暗灰色,覆盖整个天空,常带来持续的阴雨。卷云卷云呈现为薄而高的云层,由冰晶组成,常预示着天气变化。积雨雷云积雨雷云高大入云霄,常带来暴雨雷电,是形成台风的重要云系。天气预报简介天气预报的重要性天气预报能为人们的日常生活和生产活动提供有价值的信息指导,帮助做好天气风险的应对准备。准确及时的天气预报对社会各领域都有重要意义。天气预报的主要手段通过气象监测设备、气象卫星等手段收集天气数据,利用专业模型进行数值模拟预测,结合经验分析综合得出天气预报结果。天气预报的发布渠道天气预报通过电视、广播、报纸、互联网等多种媒体渠道向公众发布,提供未来一定时间内的天气变化趋势。天气预报的准确性随着科学技术的不断进步,天气预报的准确性也在不断提高,但仍存在一定误差,需要公众理解与配合。气象卫星的作用气象卫星可以实时监测地球大气和天气系统的变化,并将这些数据传输给地面气象部门。它们能提供全球范围内的天气信息,帮助改善预报的精度和及时性,为应对极端天气事件做好充分准备。气象卫星还可以测量温度、湿度、风速等多种气象要素,并绘制详细的云图和地表状况,为研究气候变化提供重要的数据支撑。气象仪器介绍气象雷达通过探测大气中的水汽和其他颗粒物,气象雷达可以精准监测天气变化,为天气预报提供重要依据。气象观测站遍布全球的气象观测站收集各种气象要素数据,为气象学研究和天气预报提供第一手资料。气象卫星高空气象卫星能全方位监测大气状况,为天气预报和灾害预警提供广泛信息支持。气候要素及分类气候要素气候是由多种要素组成的综合系统,主要包括温度、降水、湿度、风向和风速等。这些要素相互影响,共同决定一个地区的气候特征。气候分类根据温度和降水的差异,气候可分为热带、温带、寒带和高原气候等类型。每种气候类型有自己的特点,如热带气候多雨多热,温带气候四季分明。气候带地球上有赤道气候带、热带气候带、亚热带气候带、温带气候带、寒带气候带和极地气候带等主要气候带。不同地区的气候特点主要取决于所处的气候带。微气候局部地区由于地形、植被等因素影响,可形成独特的微气候。如山谷地区常有独特的温度湿度和气流特征。气候类型划分温带气候温带地区气温明显分四季,冬冷夏热。降水丰沛,适合农业种植。热带气候热带地区全年气温高,降水丰富,适合热带雨林生长。干旱气候干旱地区降水量少,气温变化大,适合沙漠和荒漠生态。高原气候高原地区气温低、降水少,适合高原景观和高山植被。我国的气候类型中国幅员辽阔,地理环境复杂,呈现出多样丰富的气候类型。主要包括寒带、温带、亚热带、热带等不同气候区。东部和南部为温暖湿润的亚热带季风气候,中西部为温带大陆性气候,青藏高原为高寒气候,西北为干旱气候。这些气候类型受地理位置、地形、海洋等多种因素的影响,不同地区呈现出独特的气候特征,为我国的生态环境和人文发展奠定了基础。气候变化的原因1人类活动排放温室气体化石燃料燃烧、工厂排放、农业活动等人类活动造成大量温室气体排放,导致地球温室效应加剧。2自然气候波动周期地球气候系统存在一定周期性波动,如太阳活动、大气环流模式等自然因素的变化也会引起气候变化。3土地利用与覆盖变化森林砍伐、城市化等人类活动导致的土地利用和覆盖变化,会影响能量和水循环,从而导致气候变化。4火山喷发和太阳活动变化大规模火山喷发以及太阳辐射强度的变化,也会对地球气候产生短期或长期的影响。气候变化的影响海平面上升海岛和沿海地区面临淹没风险，需要全球协调应对极端天气事件强烈飓风、热浪、干旱、洪涝等极端天气频发，造成严重损失物种消失气温升高导致大量珍稀动物濒临灭绝，生态平衡遭到破坏农业受损干旱、高温、更多病虫害影响粮食作物产量，威胁粮食安全气候变化的影响可谓全面深远，需要政府、企业和个人共同采取行动应对。只有携手保护环境、减少碳排放、发展绿色能源,才能逐步缓解气候变化带来的严峻挑战。应对气候变化的措施大力发展可再生能源大幅提高太阳能、风能、水能等清洁能源在总能源消费中的比重,减少对化石燃料的依赖。提高能源利用效率通过技术进步和节能措施,在工业、建筑和交通等领域实现节能减排,提高整体能源利用效率。加大造林绿化力度大规模实施植树造林计划,扩大森林面积,增强自然碳汇能力,减少温室气体排放。节能减排的重要性节能减排的意义通过减少能源消耗和温室气体排放,我们可以有效应对气候变化,保护地球环境。环境保护节能减排能减少污染物排放,改善空气质量,保护水资源和生态系统,维护我们赖以生存的环境。经济效益通过提高能源利用效率,可以降低能源消耗成本,提高企业竞争力和可持续发展能力。健康福祉减少排放有助于改善人们的生活质量,降低呼吸道疾病发病率,提高身体健康。可再生能源的应用1太阳能发电太阳能电池板可将阳光转化为清洁电力,广泛应用于家庭和工业领域。2风力发电大型风力涡轮机可以在风力丰沛的地区产生大量可再生电力。3水力发电利用水的势能驱动发电机,是最早且最广泛应用的可再生能源之一。4地热发电从地球深处抽取热量发电,环保可靠,在特定地区应用广泛。绿色出行的好处减少碳排放选择步行、骑自行车或乘坐公共交通工具等环保出行方式,可以大幅减少个人碳足迹,为抗击气候变化贡献绵力。提高健康水平步行和骑车等运动型出行方式，能够增强身体健康,提高心肺功能,预防慢性疾病。降低交通压力人们选择绿色出行可以减少私家车使用,缓解城市交通拥堵问题,提高整体交通效率。营造美好环境减少汽车尾气排放有助于改善空气质量,营造更清洁美好的城市环境。低碳生活的建议节约用电关灯、拔插头、控制用电量,减少碳排放。选择节能家电购买节能等级高的电器产品,做到节能减排。垃圾分类回收将可回收物品分类投放,减少埋填垃圾量。绿色出行多使用公共交通工具,或选择骑行、步行。