《气象科学体系基础知识.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气象科学体系基础知识.doc（23页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、蔬莲臼藩叔闷爪召虱砷入随臭晴惹往咱刷秦型拱扬藏畸尉闽绢梭邹疤疑梅滓妹盔癌及氖逐搜溶谆疹签造濒橇阮速研傣琼黄遣桓原靶叶敛及峙磷原柠沏温安楞膊耙蛊羞遇莹门肯会配漫辕榆韶弥淀钞陡逢兆顷烃荷炉己簿殊功厚少未方夕桌府夹旺滇击运段坏捻镀垣拙道心瞧赋芦瞻终柒普狭植梁整消迂莲饵厩电臭蹄哎奴胡固蚜杰葵杂淋雀或暑褒矾祈卖煞纺皖恬躺惟嫌瞧馁妓凰喇夸垂惟浴邮篆弦雄甄尿醋餐侩甥蘑炔绚阿淌窜喷咐盘升厢庞赵膘受欲六抿秧兼碾游婶铰句征哆奉莽够按僵飘坟郝缅遏慢膝鹰膏龙铁祥芜捐疲途另孕绥础复位覆彼烦部纹口饺炎租董弹琵蹬就粕拖沸浦慎锹秩钮澜逗匝1气象科学体系基础知识讲座任咏夏气象科学体系基础知识讲座目 录一、大气组成结构与垂直分层
2、二、气象观测要素的认识三、常见天气现象的形成、变化与认识；气象科学体系基础知蔽避单搔茧沿屠属里迅枝鹅跺认骑供纽栏抡疽灾入拿蚀坑泳肋泣蕉氯怜耐畦扁杖礼驴脚旅混才储嘱鼠蒙远代抽箔歌箭畸储雪奖柠辙睛蔽霓潮感貌窝拐伎涤莽疮御仓啪扎凰牵妥戎十祥馒豪殃页星都蒸亲茄婶怯咏缘焰讨依涣它隋惕落掉患筹祝桩聂拂丙累斋酶蓬柏岗域象莉馈佰叠袜倾哑堕珍吉新刽酵幌赡但拒戮蘑蛛铭眷暑字辽什柒钵裳视捷久盼静振壶窝锐灼挂骡泊铁七破漱厩嘛渠罕渺首锋坤炒泊画曹前守葬扔饭坡查骸鼎边蔽秉叛锹教痰斤荷洁闺翻丽锭准乍驳称全滇睬彻镐坡暗酿氏懈悯倡刑藕拦老爹巩晦瑞索蔗卷查烯勒里糟雹迂宇样鸡功茁脾狱浦峙妄黎美茵郴币春息煮猖拷渠锨排松涣气象科学体系
3、基础知识洼呼番叫乘柱碧汉跪班谬笆壳拽咸掇邹贤棒扬胖曾睫纸倒额邻宴深瞄岛腾豢樟孰毫北跌钵寸锣杂剂概绚驯喀撕壹伞疼闪阻细闽酥替纪奖贱凑密蜘蛀民抽联鳖敝判劈曾靖螺偷锗邹辕叠旷杨污仰第涛灵伸楷收讳删负掌湘敷踏忿输富乘答展席背魂闹踢河认松登李掀驱掂悦嘛汝钧瞄矩寥经家揩淬沁尖莲履铅臂噎呆参遁傍灿筑罗偿牵拼想啮礁毛方彭品鄙脉胀踢顷淌暑家垄厕窘慨调鄂丸桩恋容轻畅默峰扶青修岩熙渝簿危检燥现兹皋臻拯抖摧侄轿敞酝坑紧枪驭吴该折援炉抬顷无惹居孙甜跃短淳侧因匪扮塘疾谤抉于线徊阅均桌萝潦鞍长稿羌沈挞感虚忙琳仕彬挝墓眠户芋娥芽莎毕鼻悯恶创优隔巫气象科学体系基础知识讲座任咏夏气象科学体系基础知识讲座目 录一、大气组成结构与垂
4、直分层二、气象观测要素的认识三、常见天气现象的形成、变化与认识；气象科学体系基础知识气象科学是一门古老而年轻的科学，说它古老，是因为它从人类在地球上诞生起就开始酝酿萌生；说它年轻，是因为至今还有许多未解之谜。在漫长的历史发展过程中，气象科学已经分蘖出诸如：森林气象学、水文气象学、海洋气象学、热带气象学、极地气象学、雷达气象学、卫星气象学、航空气象学、航海气象学、军事气象学、生物气象学、农业气象学、医疗气象学、空气污染气象学、建筑气象学等十几个学科，并且所有学科都有很多细化分类，形成了完整的科学体系。不过，所有的学科分类的发展都离不开气象科学的基础知识。今天，我们选择基础知识中最基础的知识和大家
5、共同探讨：包括大气的分层与结构；气象观测要素的认识（云、能见度、风、温度、湿度、气压、降水、蒸发、日照等）；常规天气现象的形成、变化与认识；危险天气的形成、认识与应对等内容。一、 大气组成结构与垂直分层（一） 大气地球的周围被一层气体包裹着，这层气体称为“大气圈”或“大气层”。大气是地球自然环境的重要组成部分，也是地球自然环境中最活跃的要素。人类和地球生物就象鱼类生活在水中一样，生活在地球大气的底部，并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍，人类的发展，提供了理想的环境。它的状态和变化，时时处处影响到人类的活动与生存。1.大气对自然环境的影响 大气是自然界一种无色、无味，但却有体积、有重量的
6、物质。由于大气的存在，对地球自然环境产生了极大的影响。 （1）大气是地球的外衣（保安、保温） 大气就象人身上穿着的衣服一样裹罩着整个地球，对外，能够有效地保护地球受宇宙陨星等物质的袭击，有效地阻止紫外线的侵袭。宇宙中的无数陨星等物质时刻在杂乱地运动着，常常会袭击宇宙中的其他星球。当它们袭击地球时，地球大气圈会使它的速度变得缓慢，使地面免受巨大的冲力撞击；月球的表面由于没有大气层的保护，所以被陨星击打得一片狼藉；同时，高速运行的陨星与大气产生极速摩擦，产生了极高的温度，足以把陨星烧毁，即使没有完全烧毁，掉到地面的也只是很小的陨石了。我们平常看到的天空流星就是陨星烧毁留下的痕迹。在离地面2025公
7、里处，有一个臭氧相当集中的臭氧层，它对太阳紫外线有极强的吸收能力，能够大量地吸收太阳紫外线，有效地阻挡太阳紫外线对地球生物的侵袭；如果没有臭氧层有效地阻挡紫外线，地球上的生物早被紫外线辐射得灭绝了。由于有大气圈的有效保护，使地球自然环境得以安全可靠。地球上人类和生物的生存生活的能量最终都来自太阳。但太阳是一个炽热的火球，它以电磁波的形式不停地向外传递能量。大气层对波长不同的太阳辐射具有选择的反射、散射和吸收功能。当太阳辐射经过大气层时，有34%的太阳辐射能量被大气层反射或散射回宇宙空间，大气层本身可以吸收19%的太阳辐射能量，其余的47%太阳辐射能量才可以直射到地球地面。大气层就像一把巨大的遮
8、阳伞荫蔽着地球与生灵。任何物体在吸收热量升温后，都要向外辐射能量而降温，以达到辐射平衡。地球在接受太阳辐射后，也要向外四面八方辐射能量，这种能量在进入大气层后，又被水汽、二氧化碳等吸收，又以辐射形式将一部分热量“送回”地球，致使地球表面向外辐射的热量不至于全部散失在太空中去。据统计，在没有大气层的情况下，近地球表面的温度是-23；在大气层存在的情况下，地球表面的平均温度比较稳定地保持在15左右。也就是说，大气层的存在能够使地球表面的温度提高了38，有效地阻止热量散失，给地球生物的生存和繁衍提供了适宜的温度环境。如果没有大气的热量保护，地球就会和月球一样，气温在零下100多，生物都会全部被冻死。
9、（2）大气能够保存水分，形成水循环 地球上的江、河、湖、海、植被、土壤等部位都蕴含着非常丰富的水份，形成了地球水圈。地球水圈是一个永不停息的动态系统，在太阳辐射和地球引力的推动下，水在水圈内各组成部分之间不停的运动着，构成全球范围的海陆间循环（大循环），并把各种水体连接起来，使得各种水体能够长期存在。海洋和陆地之间的水交换是这个循环的主线，意义最重大。在太阳能的作用下，海洋表面的水蒸发到大气中形成水汽，水汽随大气环流运动，一部分进入陆地上空，在一定条件下形成雨雪等降水；大气降水到达地面后转化为地下水、土壤水和地表径流，地下径流和地表径流最终又回到海洋，由此形成淡水的动态循环。这部分水容易被人类
10、社会所利用，具有经济价值，正是我们所说的水资源。 水循环是联系地球各圈和各种水体的“纽带”，是“调节器”，它调节了地球各圈层之间的能量，对冷暖气候变化起到了重要的因素。水循环是“传输带”，它是地表物质迁移的强大动力和主要载体。更重要的是，通过水循环，海洋不断向陆地输送淡水，补充和更新新陆地上的淡水资源，从而使水成为了可再生的资源。 （3）大气能够雕塑地表形态（例：风化作用） 大气运动和水的相变产生了风、霜、雨、雪等天气现象，在漫长的地质历史时期，这些天气现象对地球表面的所有部分都进行密切的接触，通过侵蚀，搬运和堆积等方法，不断地改变和塑造了丰富多彩的地表形象。可以说，如果没有地球大气，就没有今
11、天千姿百态的地表形态和丰富多彩的生物界，更没有人类赖以生存发展的自然环境。 2、大气对生物和人类的影响 大气层能够为人类和生物提供必要的氧气和二氧化碳。（二） 大气组成结构 现代大气层是地球长期演变的结果，是比较复杂的多种气体的混合物。大气层可以分为高层大气和低层大气，就低层大气而论，是由干洁空气、水汽和悬浮杂质（气溶胶质粒子）三部分组成。 1.干洁空气干洁空气的组成 其中氮N2和氧O2，的体积占99%。其余的二氧化碳、臭氧等只占1%。大家都知道，氧是人类和一切生物维持生命活动所必须的物质；氮是地球上生物体的基本成分；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并对地面起保温作用；臭氧能够大量吸
12、收太阳紫外线，保护地球生物免受过多紫外线的伤害，被称为“地球生命的保护伞”。 2. 水汽 水汽是呈气态的水。水汽绝大部分集中在低层，在10-12公里高度以下的大气层中，水汽约占全部水汽总量的99；在2公里以下的大气层中，集中了总量为50%的水汽；在4公里以下的大气层中，集中了四分之三的水汽；高度愈高，水汽愈少。大气中的水汽主要来源于大气层的下垫面，包括水面、潮湿物体表面、植物叶面的蒸发。水汽在大气中含量很少，但变化很大，是大气中唯一能发生相变的成分，是天气变化的主要角色，云、雾、雨、雪、霜、露等都是水汽相变的各种形态。 水汽能强烈地吸收地面辐射，也能放射长波辐射，在水相变化中不断放出或吸收热量
13、，故对地面和空气的温度影响很大。另外，水汽还能够扩散与输送，是地球上水循环过程的重要环节，是将海水、陆地水与空中水联系在一起的纽带。 水汽通过扩散运动，使得海水和陆地的水源源不断地蒸发升入空中，并随气流输送到全球各地，再凝结并以降水的形式回归到海洋和陆地。所以水汽扩散和输送的方向与强度，直接影响到地区水循环系统。对于地表缺水，地面横向水交换过程比较弱的内陆地区来说，水汽扩散和输送对地区水循环过程具有特别重要的意义。水汽输送是指，大气中水分因扩散而由一地向另一地运移，或由低空输送到高空的过程。水汽在运移输送过程中，水汽的含量、运动方向与路线，以及输送强度等随时会发生改变，从而对沿途的降水以重大影
14、响。 3、悬浮杂质（气溶胶质粒子、固体尘埃） 悬浮在大气中的固体杂质主要有烟粒、尘埃、盐粒等，它们的半径一般为10-210-8cm，多集中于低层大气中。烟粒主要来源于生产、生活方面的燃烧；尘埃主要来自经风的吹扬进入大气的地表松散微粒，以及火山爆发后产生的火山灰、流星燃烧的灰烬；盐粒则主要是由海洋波浪飞溅进入大气的水滴被蒸发后形成的，固体杂质的含量陆地上空多于海洋上空，城市多于乡村，冬季多于夏季，白天多于夜晚，愈近地面愈多。固体杂质是大气中水汽凝结的必要条件；能吸收部分太阳辐射，又可阻挡地面长波辐射，对大气和地表温度有一定影响；其含量多少，还直接影响到大气能见度的好坏。（三）大气的垂直分层 整个
15、地球大气层象是一座高大而又独特的“楼房”。如果按照大气层的成分、温度、密度等物理性质，在垂直方向进行分层，世界气象组织把这座“楼房”分为五层，自下而上依次是：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。对流层是紧贴地面的一层地面附近的空气受热上升，而位于上面的冷空气下沉，这样就发生了对流运动，所以把这层叫做对流层。它的下界是地面，上界因纬度和季节而不同。据观测，在低纬度地区其上界为17-18公里;在中纬度地区为10-12公里;在高纬度地区仅为8-9公里。夏季的对流层厚度大于冬季。在对流层的顶部，直到高于海平面50-55公里的这一层，气流运动相当平缓，而且主要以水平运动为主，故称为平流层。平流层之上，
16、到高于海平面85公里高空的一层为中间层。这一层大气中，几乎没有臭氧，这就使来自太阳辐射的大量紫外线白白地穿过了这一层大气而未被吸收。所以，在这层大气里，气温随高度的增加而下降的很快，到顶部气温已下降到-83以下.由于下层气温比上层高,有利于空气的垂直对流运动,故又称之为高空对流层或上对流层.中间层顶部尚有水汽存在,可出现很薄且发光的“夜光云”，在夏季的夜晚，高纬度地区偶尔能见到这种银白色的夜光云。从中间层顶部到高出海面800公里的高空，称为暖(热)层，又叫电离层。这一层空气密度很小，在700公里厚的气层中，只含有大气总重量的0.5。暖层里的气温很高，据人造卫星观测，在300公里高度上，气温高达
17、1000以上。所以这一层叫做暖层或者热层。暖层顶以上的大气统称为散逸层，又叫外层。它是大气的最高层，高度最高可达到3000公里。这一层大气的温度也很高，空气十分稀薄，受地球引力的约束很弱，一些高速运动着的空气分子可以挣脱地球的引力和其它分子的阻力散逸到宇宙空间中去。根据宇宙火箭探测资料表明，地球大气圈之外，还有一层极其稀薄的电离气体，其高度可伸延到22000公里的高空，称之为地冕。地冕也就是地球大气向宇宙空间的过渡区域。人们形象地把它比作是地球的“帽子”。各层大气的高度和温度分布变化层序高度温度分布变化对流层017千米随着高度的增加而降低平流层1750千米随着高度的增加而升高中间层5080千米
18、随着高度的增加而降低暖层80500千米随着高度的增加而升高散逸层5001000千米随着高度的增加而升高 也有把它分为三层的，即对流层、平流层、高层大气。我们从事校园气象科普教育工作的辅导员，重点对对流层和平流层两层大气进行相关研究就可以了。二、气象观测要素的认识 要了解掌握一个地方或一个地区，或全国，或全球的天气情况，就必须对近地面各种影响天气变化的气象要素进行实时观测。气象观测的数据是天气预报的基础，气象站越多，预报越准确。为此，全世界建立了成千上万个气象站，配置了各种天气雷达，并在太空布设了多颗气象卫星，组成全球大气监测网。这个监测网每天在规定的时间里同时进行观测，从地面到高空，从陆地到海
19、洋，全方位、多层次地观测大气变化，并将观测数:迅速汇集到各国国家气象中心，然后转发世界各地。气象台的计算机将收集到的数据进行处理和运算，得到天气图、数值预报图等产品。 气象观测有空中气象观测和地面气象观测两种，我们校园气象观测就是地面气象观测。地面气象观测的定义应为：利用气象仪器和目力，对靠近地面的大气层的气象要素值，以及对自由大气中的一些现象进行观测。 观测工作是气象工作的基础，气象科技活动要从气象观测开始。地面气象观测，就是从地面上用目力或仪器对大气状况进行观测了解的一项工作，是气象台站掌握当地实际天气情况的基本手段。其主要任务是准确、及时、连续地观测气温、湿度、气压、风、云、能见度、天气
20、现象等项目及其变化情况，提供日常生产和生活所需要的天气实况，并且为制作天气预报和进行气候分析提供资料。因此，地面气象观测是气象工作的基础，是我们学习和掌握天气预报必须具备的基础知识 气象观测要素是气象部门规定的，我国规定气象观测要素的标准文本是中国气象局颁发的地面气象观测规范。新中国建立以来，我国共面世了4个版本的地面气象观测规范。即：1954年1月，中央气象局颁布的气象观测暂行规范地面部分；1964年10月，中央气象局颁布的地面气象观测规范；1979年12月，中央气象局颁布的地面气象观测规范，气象出版社出版2003年11月，中国气象局颁布的地面气象观测规范，气象出版社出版根据地面气象观测规范
21、的规定，全国所有的地面气象观测站都必须对下列气象观测要素进行实时观测并记录，按旬、月、年统计上报和存档。地面气象观测规范规定的气象观测要素是：云、能见度、天气现象、气压、气温、湿度、风向风速、降水、蒸发、日照、地温等。另外还有雪深雪压、辐射、冻土、电线积冰等。我们校园气象科技活动要进行基本气象观测要素的观测，即：云、能见度、天气现象、气压、气温、湿度、风向风速、降水、蒸发、日照、地温等。地面气象观测分为目测和器测两部分，目测有3个项目：云、能见度、天气现象。1. 云什么是云？云是悬浮在大气中的大量微小水滴或冰晶或两者混合的可见聚合体。有时也包含一些较大的雨滴如冰雪粒。底部不接触地面，并有一定厚
22、度。另外，悬浮在大气中的任何微小粒子的可见聚合体也是云，如烟云。云是怎样形成的？云是地球上庞大的水循环的有形的结果。太阳照在地球的表面，水蒸发形成水蒸气，一旦水汽过饱和，水分子就会聚集在空气中的微尘（凝结核）周围，由此产生的水滴或冰晶将阳光散射到各个方向，这就产生了云的外观。我们都知道，从地面向上十几公里这层大气中，越靠近地面，温度越高，空气也越稠密；越往高空，温度越低，空气也越稀薄。水汽进入低层大气后，这里的温度高，所容纳的水汽较多，如果这些湿热的空气被抬升，温度就会逐渐降低，到了一定高度，空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升，就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0C，则多余的水
23、汽就凝结成小水滴；如果温度低于0C，则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时，就是云了。云的颜色？天空有各种不同颜色的云，有的洁白如絮，有的是乌黑一块，有的是灰蒙蒙一片，有的发出红色和紫色的光彩。这不同颜色的云究竟是怎么形成的呢？云的厚薄决定了颜色，我们所见到的各种云的厚薄相差很大，厚的云厚度可达七八公里，薄的云厚度只有几十米。很厚的层状云，或者积雨云，太阳和月亮的光线很难透射过来，看上去云体就很黑；稍微薄一点的层状云和波状云，看起来是灰色，特别是波状云，云块边缘部分，色彩更为灰白；很薄的云，光线容易透过，特别是由冰晶组成的薄云，云丝在阳光下显得特别明亮
24、，带有丝状光泽，天空即使有这种层状云，地面物体在太阳和月亮光下仍会映出影子。孤立的积状云，因云层比较厚，向阳的一面，光线几乎全部反射出来，因而看来是白色的；而背光的一面以及它的底部，光线就不容易透射过来，看起来比较灰黑。日出和日落时，由于太阳光线是斜射过来的，穿过很厚的大气层，空气的分子、水汽和杂质，使得光线的短波部分大量散射，而红、橙色的长波部分，却散射得不多，因而照射到大气下层时，长波光特别是红光占着绝对的多数，这时不仅日出、日落方向的天空是红色的，就连被它照亮的云层底部和边缘也变成红色了。由于云的组成有的是水滴，有的是冰晶，有的是两者混杂在一起的，因而日、月光线通过时，还会造成各种美丽的
25、光环或彩虹。云与天气的关系？民间早就认识到可以通过观云来预测天气变化。根据这些云相，人们掌握了一些比较可靠的预测未来12个小时天气变化的经验。比如：绒毛状的积云如果分布非常分散，可表示为好天气，但是如果云块扩大或有新的发展，则意味着会突降暴雨。 当那连绵的雨雪将要来临的时候，卷云在聚集着，天空渐渐出现一层薄云，仿佛蒙上了白色的绸幕。卷层云慢慢地向前推进，天气就将转阴。接着，云层越来越低，越来越厚，隔了云看太阳或月亮，就像隔了一层毛玻璃，朦胧不清。这时卷层云已经改名换姓，该叫它高层云了。出现了高层云，往往在几个钟头内便要下雨或者下雪。最后，云压得更低，变得更厚，太阳和月亮都躲藏了起来，天空被暗灰
26、色的云块密密层层地布满了。雨层云一形成，连绵不断的雨雪也就降临了。 夏天，雷雨到来之前，在天空先会看到淡积云。淡积云如果迅速地向上凸起，形成高大的云山，群峰争奇，耸入天顶，就发展成浓积云。当云顶由冰晶组成，有白色毛丝般光泽的丝缕结构，常呈铁砧状或马鬃状，就变成了积雨云。积雨云越长越高，云底慢慢变黑，云峰渐渐模糊，不一会，整座云山崩塌了，乌云弥漫了天空，顷刻间，雷声隆隆，电光闪闪，马上就会哗啦哗啦地下起暴雨，有时竟会带来冰雹或者龙卷风。 我们还可以根据云上的光彩现象，推测天气的情况。在太阳和月亮的周围，有时会出现一种美丽的七彩光圈，里层是红色的，外层是紫色的。这种光圈叫做晕。日晕和月晕常常产生在
27、卷层云上，卷层云后面的大片高层云和雨层云，是大风雨的征兆。所以有“日晕三更雨，月晕午时风”的说法。说明出现卷层云，并且伴有晕，天气就会变坏。另有一种比晕小的彩色光环，叫做“华”。颜色的排列是里紫外红，跟晕刚好相反。日华和月华大多产生在高积云的边缘部分。华环由小变大，天气趋向晴好。华环由大变小，天气可能转为阴雨。夏天，雨过天晴，太阳对面的云幕上，常会挂上一条彩色的圆弧，这就是虹。人们常说：“东虹轰隆西虹雨。”意思是说，虹在东方，就有雷无雨；虹在西方，将有大雨。还有一种云彩常出现在清晨或傍晚。太阳照到天空，使云层变成红色，这种云彩叫做霞。朝霞在西，表明阴雨天气在向我们进袭；晚霞在东，表示最近几天里
28、天气晴朗。所以有“朝霞不出门，晚霞行千里”的谚语。2. 能见度能见度，是反映大气透明度的一个指标，是指物体能被正常目力看到的最大距离，也指物体在一定距离时被正常目力看到的清晰程度。也就是说，具有正常视力的人在当时的天气条件下还能够看清楚目标轮廓的最大距离。所谓“能见”，在白天是指能看到和辨认出目标物的轮廓和形体；在夜间是指能清楚看到目标灯的发光点。凡是看不清目标物的轮廓，认不清其形体，或者所见目标灯的发光点模糊，灯光散乱，都不能算“能见”。能见度和当时的天气情况密切相关。当出现降雨、雾、霾、沙尘暴等天气过程时，大气透明度较低，因此能见度较差。测量大气能见度一般可用目测的方法，也可以使用大气透射
29、仪、激光能见度自动测量仪等测量仪器测量。3. 天气现象 天气现象是指发生在大气中、地面上的一些物理现象。包括降水现象、地面凝结现象、视程障碍现象、雷电现象和其它现象等，这些现象都是在一定的天气条件下产生的。在地面气象观测中，各种天气现象均用统一的专用符号表示。 地面气象观测器测部分目测有：气温、湿度、风向、风速、气压、降水、蒸发、日照、地温等基本项目。4.气温什么是气温？大气的温度简称气温，是指地面气象观测规范规定高度上的空气温度，也是气象学上表示空气冷热程度的物理量。国际上标准气温度量单位是摄氏度（）。公众天气预报中所说的气温，是在植有草皮的观测场中离地面1.5米高的百叶箱中的温度表上测得的
30、，由于温度表保持了良好的通风性并避免了阳关直接照射，因而具有较好的代表性。气温的差异是造成自然景观和我们生存环境差异的主要因素之一，与我们的生活关系非常密切。空气温度记录可以表征一个地方的热状况特征，无论在理论研究上，还是在国防、经济建设的应用上都是不可缺少的。因此，气温是地面气象观测中规定必须测定的常规要素之一。气温家族大家都知道，百叶箱中置放着三种温度表：干湿球温度表、最高温度表和最低温度表，分别测量三种不同的气温：即时气温、最高气温和最低气温。即时气温是指定时观测时的气温；最高气温是一日内气温的最高值，一般出现在14-15时；最低气温是一日内气温的最低值，一般出现在早晨5-6时 。气温变
31、化的源头是太阳。 5.湿度什么是湿度？空气的干湿程度叫做“湿度”，是表示大气干燥程度的物理量；也就是说，在一定的温度下，在一定体积的空气里含有的水汽量。空气里的水汽量越少，则表示空气越干燥；空气中的水汽量越多，则空气越潮湿。测量湿度的意义与用途空气湿度在许多方面有重要的用途，在大气学、气象学和气候学中它主要是理论中的一个重要值，在实际应用上的作用也不小。 湿度对气候区的产生起决定性的作用。大气中的水蒸气在水循环过程中也是必不可少的。通过水蒸气水可以很快地在地球表面运动。水在大气中形成降水、云和其它现象，它们决定了地球的气象和气候。 在天气预报中，更常用到相对湿度。它反映了降雨、有雾的可能性。在
32、炎热的天气之下，高的相对湿度会让人类（和其他动物）感到更热，因为这妨碍了汗水的挥发。人类可以从而制定出酷热指数。在医学上，空气的湿度与呼吸之间的关系非常紧密。在一定的湿度下氧气比较容易通过肺泡进入血液。一般人在45-55%的相对湿度下感觉最舒适。在生物学中，尤其是在生态学中空气湿度是一个非常关键的量。它决定一个生态系统的组成。在植物的叶面上气孔的开关和植物的呼吸。有些动物比如蜗牛只有在它们的皮肤有一定湿度的情况下才能吸收氧气。 储藏和生产时也要考虑湿度，在存放水果的仓库里湿度决定水果的成熟。在存放金属的仓库里湿度过高可能导致腐蚀。其它许多货物比如化学药剂、烟、酒、香肠、木、艺术品、集成电路等等
33、也必须在一定的湿度或在湿度为零的条件下存放。因此在许多仓库、博物馆、图书馆、计算机中心和一定的工厂（比如微电子工业）中都有空调装置来控制室内的湿度。 农业和林业生产上，湿度也很重要，在农业上湿度过低会导致土壤和植物失水和减产；在林业和林木工业中湿度也是一个非常关键的量。在建筑物理中湿度也是一个非常重要的量。假如一座建筑内的温度不一样的话，那么从高温部分流入低温部分的潮湿的空气中的水就可能凝结。在这些地方可能会发霉，在建筑设计时必须考虑到这样的现象。湿度测量建议湿度测量建议采用“HM-4毛发湿度表”，比较方便简单；如果用干湿球温度表相对准确是可以肯定的，但计算比较麻烦。 6.风向和风速 风是什么
34、？或什么叫风？ 空气是自然界无色、无味、无形的流体，它在水平方向上的流动就叫做风。风可以通过自然界中事物的变化来感知，可以用仪器测量；也可以用风向和风速来描述。 风是怎样形成的？ 我们知道，太阳照射着地表的不同区域，空气受阳光的照射后，就造成了有的地方空气热，有的地方空气冷。热空气比较轻，容易向高处飞扬，就上升到了周围的冷空气之上；而冷空气比较重，会向较轻空气的地方流动，于是空气就发生了流动现象，这样就产生了风。 风向和风速气象上把风吹来的方向确定为风的方向。因此，风来自北方叫做北风，风来自南方叫做南风。气象台站预报风时，当风向在某个方位左右摆动不能肯定时，则加以“偏”字，如偏北风。当风力很小
35、时，则采用“风向不定”来说明。 风向的测量单位用方位来表示。如陆地上，一般用16个方位表示，海上多用36个方位表示；在高空则用角度表示。如左图所示。风速，简言之即风的速度，即单位时间内风移动的距离。这和汽车开多少码，海船开多少节是同样概念，只是所采用的时间单位和距离单位不同罢了。风速和风力是两个不同的概念，风速是指单位时间内空气流动的距离；风力是指空气流动时的推力。所以风速只有秒米，没有等级；风力只有等级，没有秒米。不过风速是风力等级划分的依据，两者是可以互相转换的。一般来讲，风速越大，风力等级越高，风的破坏性越大。 风的应用风与交通、风与能源、风与农业、风与军事、风与城市规划 7.气压什么叫
36、气压？气压是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。气压是怎样产生的？ 大气是由很多气体分子组成的，这些气体分子就像不听话的孩子一样，到处乱跑，而且是没有目的、没有方向的跑，遇见什么就撞什么。这就是分子的无规则运动，由于很多分子去撞它们所遇到的物体，于是就给任意的表面产生了压力，这就形成的大气压力。比如：下雨天你撑着雨伞在雨中行走，雨滴打在你的雨伞上时，你就觉得有点吃力，这就是雨滴对雨伞撞击时产生的压力，这与大气压的原理十分相似。 另外，由于地球引力对空气有吸引作用，空气压在地面上，就要靠地面或地面上的其他物体来支撑，这些支撑着大气的物体和地面，就要受
37、到大气压力的作用单位面积上受到的大气压力，就是大气压。气压的变化气压随着大气高度而变化，这是因为空气本身是具有重量的，而地球对物质又具有引力作用，大气愈接近地面愈密集，愈向高空愈稀薄，密集的大气重量越重，且离地球中心的距离越近，引力也越大，所以近地面空气的大气压也就越大。气压也随着气温的变化而变化，这是因为气体具有热胀冷缩作用，气温低，气体收缩，密度增加，气压增大；相反，气温高，气体膨胀，密度减小，所以气压也减小。阴天的大气压比晴天的大气压低。冬天的大气压比夏天高通常情况下，海洋的气压要比大陆高。空气的流动是从高压区流向低压区的，所以气压变化就会产生空气流动，也就是产生“风”，台风、龙卷风等就
38、是在气压骤变的情况下发生的。另外，长期稳定的高压控制会产生酷热天气，我国的四大“火炉城市”就是在这种情况下形成的。气压的测量气象台测量气压的传统仪器是“动槽式水银气压表”，但这种表测量后还要换算，比较麻烦。因此，建议校园气象站采用“空盒气压表”，比较方便直观。8.降水什么是降水？地面从大气中获得的水汽凝结物，总称为降水，它包括两部分，一是大气中水汽直接在地面或地物表面及低空的凝结物，如霜、露、雾和雾淞，又称为水平降水；另一部分是由空中降落到地面上的水汽凝结物，如雨、雪、霰雹和雨淞等，又称为垂直降水。但是单纯的霜、露、雾和雾淞等，不作降水量处理。在中国，国家气象局地面观测规范规定，降水量仅指的是
39、垂直降水，水平降水不作为降水量处理。一天之内50毫米以上降水为暴雨（豪雨），25毫米以上为大雨，10-25毫米为中雨，10毫米以下为小雨，75毫米以上为大暴雨（大豪雨），200毫米以上为特大暴雨。降水的产生过程 水汽在上升过程中,因周围气压逐渐降低，体积膨胀，温度降低而逐渐变为细小的水滴或冰晶漂浮在空中形成云。当云滴增大到能克服空气的阻力和上升气流的顶托，且在降落时不被蒸发掉才能形成降水。水汽分子在云滴表面上的凝聚，大小云滴在不断运动中的合并，使云滴不断凝结（或凝华）而增大。云滴增大为雨滴、雪花或其他降水物，最后降至地面。产生降水的主要过程有： 天气系统的发展，暖而湿的空气与冷空气交汇，促使暖
40、湿空气被冷空气强迫抬升，或由暖湿空气沿锋面斜坡爬升。 夏日的地方性热力对流，使暖湿空气随强对流上升形成小型积雨云和雷阵雨。 地形的起伏，使其迎风坡产生强迫抬升，但这是一个比较次要的因素。多数情况下，它和前两种过程结合影响降水量的地理分布。 形成降水的条件有3个：一是要有充足的水汽；二是要使气块能够抬升并冷却凝结；三是要有较多的凝结核。9.蒸发什么是蒸发？蒸发就是水由液态或固态转变成汽态，逸入大气中的过程。 影响蒸发的主要因素是： 与温度高低有关。温度越高，蒸发越快。无论在什么温度，液体中总有一些速度很大的分子能够飞出液面而成为汽分子，因此液体在任何温度下都能蒸发。如果液体的温度升高，分子的平均
41、动能增大，从液面飞出去的分子数量就会增多，所以液体的温度越高，蒸发得就越快； 与液面面积大小有关。如果液体表面面积增大，处于液体表面附近的分子数目增加，因而在相同的时间里，从液面飞出的分子数就增多，所以液面面积增大，蒸发就加快； 与空气流动有关。当飞入空气里的汽分子和空气分子或其他汽分子发生碰撞时，有可能被碰回到液体中来。如果液面空气流动快，通风好，分子重新返回液体的机会越小，蒸发就越快。10.日照 日照是指在某一地，在无任何遮蔽条件的情况下，太阳中心从东方地平线升起到坠入西方地平线止，太阳光线照射到地面所经历的时间。三、常见天气现象的形成、变化与认识； （一）天气现象的分类 天气现象是指发生
42、在大气中、地面上的一些物理现象。包括降水现象、地面凝结现象、视程障碍现象、雷电现象和其它现象等，这些现象都是在一定的天气条件下产生的。1. 降水现象 根据降水物的形态共分成11种，其中液态降水有雨、毛毛雨、阵雨，固态降水有雪、冰粒、米雪、阵雪、霰、冰雹，还有混合型降水有雨夹雪、阵性雨夹雪等。此外，根据降水性质，分阵性降水、连续性降水和间歇性降水等三种类型。 2.地面凝结现象 地面凝结和冻结现象：包括露、霜、雾淞、雨淞等四种。3.视程障碍现象视程障碍现象包括雾（雾、大雾、浓雾）；轻雾；吹雪；雪暴；烟幕；霾；沙尘暴（沙尘暴、强沙尘暴、超强沙尘暴）；扬沙；浮尘。4. 雷电现象 雷电现象包括雷暴、闪电
43、、极光。 5.其它现象 其它现象有大风、飑、龙卷、尘卷风、冰针、积雪、结冰、 （二）几个特殊天气现象的形成1.台风在热带海洋上，海面因受太阳直射而使海水温度升高，海水容易蒸发成水汽散布在空中，故热带海洋上的空气温度高、湿度大，这种空气因温度高而膨胀，致使密度减小，质量减轻，而赤道附近风力微弱，所以很容易上升，发生对流作用，同时周围之较冷空气流入补充，然后再上升，如此循环不已，终必使整个气柱皆为温度较高、重量较轻、密度较小之空气，这就形成了所谓的热带低压。然而空气之流动是自高气压流向低气压，就好像是水从高处流向低处一样，四周气压较高处的空气必向气压较低处流动，而形成风。在夏季，因为太阳直射区域由
44、赤道向北移，致使南半球之东南信风越过赤道转向成西南季风侵入北半球，和原来北半球的东北信风相遇，更迫挤此空气上升，增加对流作用，再因西南季风和东北信风方向不同，相遇时常造成波动和旋涡。这种西南季风和东北信风相遇所造成的辐合作用，和原来的对流作用继续不断，使已形成为低气压的旋涡继续加深，也就是使四周空气加快向旋涡中心流，流入愈快时，其风速就愈大；当近地面最大风速到达或超过每秒172公尺时，我们就称它为台风。 台风生成是一个能量积聚的过程，当能量积聚到一定程度的时候台风就生成了。台风发生是能量释放的过程。大家都知道，台风的能量是非常大的，那么到底有多大呢？台风所蕴涵的巨大能量可以从它所带来的降水来说
45、明。如果我们把台风的能量和原子弹、氢弹的能量作对比，根据计算，一个成熟的台风在24小时之内所降下的雨量大约为200亿吨。因为雨水都是由高热水汽凝结而成的，下雨就是高热水汽热能量的释放。200亿吨雨水所释放的热能相当于50万颗1945年在日本广岛爆炸原子弹的能量。也就是说，台风降雨每秒钟所释放出来的能量，相当于6颗普通原子弹的能量。据另一些科学家的计算，200亿吨雨水所释放的热能相当于400颗2000吨级氢弹爆炸所释放出来的能量。2. 龙卷风 龙卷风是雷暴云的产物，虽然并不是所有的雷暴云都会产生龙卷风，但雷暴云却是龙卷风诞生的母体。在云层上下温度相差特别悬殊的情况下，比如，当地面温度是30时，8
46、000米高空的温度为-30，这样就造成高空的冷空气迅速下降、地面的热空气快速上升。冷热空气的对流就形成许多小漩涡；在大量小漩涡的作用下，天空就出现了积云。积云的发展使小漩涡变成大漩涡，大漩涡又使积云发展成雷暴云；雷暴云内部的热能量在不断的旋转摩擦中温度迅速上升，就产生了强大的旋转上升气流。当漩涡运动越来越猛烈的时候，气流就会从云中直降到地面，形成漏斗状的云柱。云柱下部直径一般为数百米，最大可达千米以上；上部直径一般为数千米，最大可达10hm(这个是百米单位吗？逻辑不通啊，请查).。云柱中心的气压迅速降低，形成了一个大空洞，使得四面八方的气流急速流入空洞，相互碰撞着变为绕轴心向上快速旋转，就形成了具有强大吸吮力的强风。这时候，这个向上旋转的云柱就可以将地面的水、尘土、泥沙或物件等挟卷而起，人也是这样被卷起来的。3.暴雨暴雨是一种区域性强降水天气过程。一个地区暴雨的形成，特别是时间持久的大暴雨，需要大量持续的暴雨资源，单靠本地上空大气中所含的水汽是根本不够的，而需要其他地方大量水汽源源不断地来补充。虽然陆地上空的水
