大氣物理學(xué)與氣象學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)教案

1、 大氣物理學(xué)與氣象學(xué)一 大氣的垂直結(jié)構(gòu) 大氣垂直分層依據(jù)-氣溫垂直遞減率 在對流層中，每升高海拔100米，氣溫降低0.65（0.6）對流層 對流層（Troposphere）是緊貼地面的一層，它受地面的影響最大。因?yàn)榈孛娓浇目諝馐軣嵘仙?，而位于上面的冷空氣下沉，發(fā)生對流運(yùn)動(dòng)，故得名對流層。對流層集中了約75%的大氣質(zhì)量和90%以上的水汽。 三個(gè)特點(diǎn)：1氣溫隨著高度的增高而降低原因：對流層大氣熱量的直接來源主要是地面長波輻射，靠近地面的空氣受熱后熱量再向高處傳遞。 2具有強(qiáng)烈的對流和湍流運(yùn)動(dòng)原因：下熱上冷，熱升冷降。對流層頂高度： 平均說來，低緯度對流層頂高（1718千米）、高緯度對流層頂?shù)停?

2、9千米）。中緯度1012千米。同一地區(qū)，對流層頂高度夏季高于冬季。3 天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變原因：對流運(yùn)動(dòng)顯著，水汽和固體雜質(zhì)上升時(shí)氣溫降低，水汽凝結(jié)，成云致雨。云、雨、雪等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。對流層與人類關(guān)系密切。熱層中間層對流層平流層平流層范圍，從對流層頂?shù)?055千米處。特點(diǎn)：1 氣溫隨海拔的升高而升高。原因：有臭氧層，臭氧吸收太陽輻射中的紫外線。2 大氣以水平運(yùn)動(dòng)為主。 原因：上部熱下部冷，大氣穩(wěn)定，不易形成對流。3 云、雨現(xiàn)象近于絕跡。原因：水汽、雜質(zhì)含量極少，大氣水平運(yùn)動(dòng)為主。天氣晴朗。 平流層利于高空飛行，原因：（1）天氣晴朗；（2）大氣水平運(yùn)動(dòng)為主，大氣平穩(wěn)。中間層: 從平流層頂

3、到85千米處。特點(diǎn)：1 氣溫隨海拔的升高而降低。原因：這一層幾乎沒有臭氧。 2 對流運(yùn)動(dòng)顯著。原因：下部熱上部冷。又稱高空對流層。（四）熱層：從中間層到500千米處。 特點(diǎn)：氣溫隨海拔的升高而升高。該層有氧原子，吸收了波長小于0.175微米的紫外線。外層（散逸層） 熱層以上統(tǒng)稱外層。厚度達(dá)20003000米，空氣十分稀薄，受地球的引力小，一些一些高速運(yùn)動(dòng)著的空氣分子可以掙脫地球的引力和其它分子的阻力散逸到宇宙空間。 電離層： 距地面 60-800高度范圍，大氣處于電離狀態(tài)，叫電離層。電離層能反射無線電波，我們能聽到遠(yuǎn)處電臺(tái)（收音機(jī)）的廣播，就是電離層的作用。二 現(xiàn)代大氣成分 低層大氣由干潔空氣

4、、水汽和固體雜質(zhì)組成。1干結(jié)空氣是多種氣體的混合物，其主要成分是氮?dú)夂脱鯕?，氮?dú)庹俭w積的78 ，氧氣占體積的21 。作用：氮是地球上生物體的基本成分；氧氣是人類和一切生物維持生命活動(dòng)所必需的物質(zhì)。二氧化碳是植物光合作用的重要原料，也是溫室氣體，能吸收地面長波輻射，對地球具有“溫室效應(yīng)”（Green House Effect）；臭氧分布于平流層中，吸收太陽輻射中的紫外線，保護(hù)地球上的生物。二氧化碳含量分布特點(diǎn)：工業(yè)區(qū)多、農(nóng)村少 同一地區(qū)冬季多、夏季少 夜間多、白天少 陰天多、晴天少 2水汽（Water Vapor）:垂直和水平分布差異較大；大氣中唯一能發(fā)生相變（固、液、氣三態(tài)變化 ）的成分，來源

5、于地面，含量變化。容積計(jì)約占05%。集中在對流層。水汽對天氣的影響：水汽相變產(chǎn)生云、霧、露、霜、雨、雪、雹等天氣現(xiàn)象。相變過程中放出或吸收熱量，影響地面和空氣的溫度。水汽與氣溫及天氣變化關(guān)系密切：大氣運(yùn)動(dòng)中的水汽通過狀態(tài)變化傳輸熱量。 3 大氣氣溶膠粒子（大氣雜質(zhì)）: 懸浮在大氣中的固體微粒和液體微粒。固體微粒： 固體雜質(zhì)可充當(dāng)水汽的凝結(jié)核，在云、霧、降水等的形成過程中起著重要的作用。在一定的天氣條件下，氣溶膠粒子常聚集在一起，形成霾、風(fēng)沙浮塵等視程障礙現(xiàn)象，使大氣透明度變差；吸收、散射和反射地面和太陽輻射，影響大氣溫度 液體微粒：懸浮于大氣 中的水滴和冰晶等水汽凝結(jié)物，聚集在一起，以云、霧形

6、式出現(xiàn)，使能見度降低，且影響氣候。三 水循環(huán)過程 -見必修一課本第三章四 大氣靜力平衡當(dāng)某單位面積氣柱內(nèi)，垂直向下的重力與垂直向上的氣壓梯度力（垂直氣壓差）相平衡時(shí)，稱大氣處于靜力平衡。大氣既有水平運(yùn)動(dòng)，也有垂直運(yùn)動(dòng)，垂直方向上，大氣受到重力作用，因此，近地面空氣密度要比高空大氣的密度大，氣體壓力也要高，而一般情況下垂直運(yùn)動(dòng)的加速度比重力加速度小得多，可忽略不計(jì)。所以如果將大氣層分為無數(shù)層薄層，可以認(rèn)為每一薄層大氣受到的重力與垂直向上的氣體壓力（氣壓梯度力）相平衡，稱作靜力平衡狀態(tài)。靜力學(xué)關(guān)系在大氣靜止或勻速垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)是完全正確的，在實(shí)際大氣中，除去垂直運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的積云環(huán)流外，它也能成立，故得到

7、廣泛應(yīng)用。但是在積云中由于垂直速度很大，云的運(yùn)動(dòng)往往并不是處于動(dòng)力平衡的。公式表達(dá)式中，g是重力加速度，是大氣密度，z是高度，p是氣壓。通常大氣是處于靜力平衡狀態(tài)的，因此，可以從氣壓就大概知道高度，如在登山的時(shí)候，從氣壓計(jì)的示數(shù)換算出山的海拔高度。五 絕熱過程、干絕熱過程及遞減率、濕絕熱過程及遞減率空氣與外界沒有熱量交換，稱為絕熱變化。1、絕熱過程：當(dāng)一個(gè)孤立系統(tǒng)得到dQ熱量后，一部分用于增加內(nèi)能dE（提高溫度），另一部分用于氣體體積膨脹，克服外壓強(qiáng)作功dw； 干絕熱過程 ：干空氣和未飽和濕空氣做垂直升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，稱為干絕熱過程。2、干絕熱直減率和濕絕熱直減率1）干絕熱直減率干絕熱過程中氣塊溫度

8、隨高度的變化叫干絕熱減溫率。在干絕熱過程中，氣塊每上升100米，氣溫約下降1 2）濕絕熱直減率 飽和濕空氣絕熱上升時(shí)，如果只是膨脹降溫，亦應(yīng)每上升100m 減溫1。但是，水汽既已飽和了，就要因冷卻而發(fā)生凝結(jié)，同時(shí)釋放凝結(jié)潛熱，加熱氣塊。-溫度降低幅度減小，不到1。所以飽和濕空氣絕熱上升時(shí)因膨脹而引起的減溫率恒比干絕熱減溫率小。飽和濕空氣絕熱上升的減溫率，稱為濕絕熱直減率，說明：飽和濕空氣上升時(shí)，溫度變化是由兩方面作用造成的 氣壓降低膨脹作功， 潛熱釋放使氣塊增加熱量。 這兩項(xiàng)作用相反，所以濕絕熱過程的減溫率比干絕熱過程小。六 大氣熱力環(huán)流原理；參見必修一教材2.1七 大氣水汽含量、相對濕度、露

9、點(diǎn)；水汽含量(Q)稱之為比濕，指濕空氣中的水汽質(zhì)量與濕空氣的總質(zhì)量之比。相對濕度，指空氣中水汽壓與相同溫度下飽和水汽壓的百分比。或濕空氣的絕對濕度與相同溫度下可能達(dá)到的最大絕對濕度之比。-即一定溫度下空氣中的水汽含量與飽和時(shí)空氣中的水汽量之比。露點(diǎn)（Dew point），又稱露點(diǎn)溫度（Dew point temperature），在氣象學(xué)中是指在一定氣壓之下，空氣中所含的氣態(tài)水達(dá)到飽和而凝結(jié)成液態(tài)水所需要降至的溫度。在這溫度時(shí)，凝結(jié)的水飄浮在空中稱為霧、而沾在固體表面上時(shí)則稱為露，因而得名露點(diǎn)。八 飽和及飽和水汽壓；飽和（saturation）是指在一定的溫度和壓強(qiáng)下，濕空氣與水面或冰面之間保

10、持動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。-即一定溫度和壓強(qiáng)下，空氣中能容納的水汽達(dá)到最大值。飽和水汽壓（E）是水汽達(dá)到飽和時(shí)的水汽壓強(qiáng)。飽和水汽壓大小與溫度有直接關(guān)系。隨著溫度的升高，飽和水汽壓顯著增大。空氣溫度的變化，對蒸發(fā)和凝結(jié)有重要影響。高溫時(shí)，飽和水汽壓大，空氣中所能容納的水汽含量增多，因而能使原來已處于飽和狀態(tài)的蒸發(fā)面會(huì)因?yàn)闇囟壬叨兊貌伙柡停舭l(fā)重新出現(xiàn)；相反，如果降低飽和空氣的溫度，由于飽和水汽壓減小，就會(huì)有多余的水汽凝結(jié)出來。九潛熱指在溫度保持不變的條件下，物質(zhì)在從某一個(gè)相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)相的相變過程中所吸入或放出的熱量。是一狀態(tài)量。因任何物質(zhì)在僅吸入（或放出）潛熱時(shí)均不致引起溫度的升高（或降低），這

11、種熱量對溫度變化只起潛在作用，故名。理解-例如，液體蒸發(fā)時(shí)從周圍吸收熱量(汽化潛熱)，因?yàn)楫?dāng)液體擴(kuò)張為氣體時(shí)分子之間克服相互的吸引力需要能量。同樣，固體在熔解時(shí)要吸收熱量(熔解潛熱)。物質(zhì)的單位量所吸收或釋放的熱量稱為比潛熱;單位物質(zhì)的量所吸收或釋放的熱量稱為摩爾潛熱。其值不僅因物質(zhì)種類不同而異，而且也與溫度或壓力密切相關(guān)。按相變過程種類的不同，有氣化潛熱、熔化潛熱和升華潛熱等。同種物質(zhì)在溫度相同、方向相反的相變過程中所吸入或放出的潛熱，其量值必相等，如氣化潛熱總是等于凝結(jié)潛熱。十 地球系統(tǒng)的能量收支 地球的能量的收入是太陽輻射，支出有大氣輻射、地面輻射、大氣反射、地面反射。 多年平均，收入=

12、支出 地球的溫度保持穩(wěn)定十一短波及長波輻射；規(guī)律：自然界的各種物體，向外輻射的波長與其溫度成反比，一般溫度愈高其最強(qiáng)輻射的波長愈短，溫度愈低輻射的波長愈長。 太陽的光球表面溫度約6000K，太陽輻射中約有一半的能量分布在0.40.76微米的可見光區(qū)，其余一半大多在近紅外區(qū)，少量在紫外區(qū)。太陽輻射能量的絕大部分（99.9以上）在0.154微米波段之間。輻射最強(qiáng)的波長為0.475微米，與地球的輻射相比，太陽輻射的波長短得多，故把太陽輻射稱為短波輻射。 地球表面的平均溫度為300K（27），對流層大氣的平均溫度為250K（23），在這樣溫度條件下，地面輻射能主要集中在480微米的波長范圍內(nèi)，對流層中

13、大氣的輻射能主要集中在3120微米的波長范圍內(nèi)，都是不能直接看見的紅外線輻射，地面和大氣輻射的波長比太陽輻射的波長要長得多，故把地面和大氣的輻射稱為長波輻射。十二 太陽常數(shù) 就日地平均距離來說，在大氣上界，垂直于太陽光線的1平方厘米面積內(nèi)，1分鐘內(nèi)獲得的太陽輻射量，采用1380W/m2平方米，有周期性變化，可能與太陽黑子的活動(dòng)周期有關(guān)，在太陽黑子多的年份，紫外線某些波長的輻射強(qiáng)度大。十三 反射率到達(dá)地面的總輻射中，有一部分被地面反射回大氣，稱為地面反射輻射。地面反射能力的大小，以向上的反射輻射總通量與入射輻射總通量的比值來表示，稱為地面反射率。地面反射率的大小取決于地面的性質(zhì)和狀態(tài)。一般來說，

14、深色土壤的反射率比淺色土壤小，潮濕土壤的反射率比干燥土壤小，粗糙表面的反射率比平滑表面小，陸地表面的平均反射率為1035%，新雪面反射率最大，可達(dá)95%。冰的反射率為50%，-南極洲氣溫低的原因之一。水面反射率隨HYPERLINK /item/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E9%AB%98%E5%BA%A6%E8%A7%92 t _blank太陽高度角而變，太陽高度角愈小反射率愈大。對波浪起伏的水面來講，反射率平均為710%左右。因此，即使總輻射強(qiáng)度一樣，不同性質(zhì)的下墊面得到的太陽輻射仍然有很大差別，這是地面溫度分布不均勻的原因之一。十四 不同大氣成分對短波和長波輻射的散射和吸收；顆粒

15、較大的物質(zhì)，水滴、大的塵埃的散射沒有選擇性，陰天，天空白色或者灰蒙蒙的。十五溫室效應(yīng)；溫室效應(yīng)是大氣保溫效應(yīng)的俗稱。大氣能使太陽HYPERLINK /item/%E7%9F%AD%E6%B3%A2%E8%BE%90%E5%B0%84 t _blank短波輻射到達(dá)地面，但HYPERLINK /item/%E5%9C%B0%E8%A1%A8 t _blank地表受熱后向外輻射出的大量長波HYPERLINK /item/%E8%BE%90%E5%B0%84%E7%BA%BF t _blank輻射線卻被HYPERLINK /item/%E5%A4%A7%E6%B0%94%E5%90%B8%E6%94%

16、B6 t _blank大氣吸收并保存，這樣就使地表與HYPERLINK /item/%E4%BD%8E%E5%B1%82%E5%A4%A7%E6%B0%94 t _blank低層大氣溫作用類似于栽培農(nóng)作物的溫室的保溫作用，故名溫室效應(yīng)（green house effect）。自工業(yè)革命以來，人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強(qiáng)的HYPERLINK /item/%E6%B8%A9%E5%AE%A4%E6%B0%94%E4%BD%93 t _blank溫室氣體逐年增加，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，其引發(fā)了一系列問題已引起了世界各國的關(guān)注。十六 云和類型和特征看云識(shí)天氣 低云：云底距地面 高度小于25

17、00米，積云、積雨云、層積云、層云、雨層云五屬。 中云：-2500-5000米，高層云、高積云兩屬。高云：-大于5000米，卷云、卷層云、卷積云三屬。 積雨云是由濃積云演變而成，云體濃厚龐大垂直發(fā)展旺盛，很像聳立的高山，頂部已冰晶化，呈白色，毛絲般的纖維結(jié)構(gòu)，云頂隨云的發(fā)展逐漸展平成砧狀。積雨云的底部顯得十分陰暗，常有雨幡下垂或伴有碎雨云。 積雨云是對流云發(fā)展到極盛階段，常產(chǎn)生較強(qiáng)的陣性降水，并伴有大風(fēng)、雷電等現(xiàn)象，有時(shí)還出現(xiàn)強(qiáng)的降雹（叫冰雹云），有時(shí)有龍卷風(fēng)產(chǎn)生。-降水機(jī)率大十七 大氣邊界層結(jié)構(gòu)及其日變化；大氣最底層，靠近地球表面、受地面摩擦阻力影響的大氣層區(qū)域。大氣流過地面時(shí)，地面上各種租

18、糙元，如草、沙粒、莊稼、樹木、房屋等會(huì)使大氣流動(dòng)受阻，這種摩擦阻力由于大氣中的湍流而向上傳遞，并隨高度的增加而逐漸減弱，達(dá)到某一高度后便可忽略。此高度稱為大氣邊界層厚度，它隨氣象條件、地形、地面租糙度而變化，大致為3001000米。森林與耕地，哪兒風(fēng)速??？在大氣邊界層內(nèi)，風(fēng)速、溫度和濕度都有明顯的日變化，這種日變化隨高度減弱。從流體力學(xué)的角度來看，大氣邊界層有如下特點(diǎn)：（1）風(fēng)速隨高度增加而逐漸增大，風(fēng)向與等壓線的夾角隨海拔升高而減小，因?yàn)槟Σ亮χ饾u減小。到大氣的邊界層厚度時(shí)夾角為零。-即風(fēng)向平行于等壓線（2）風(fēng)向偏轉(zhuǎn)：在北半球，由于地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的科里奧利力（地轉(zhuǎn)偏向力）的作用，地面風(fēng)向與等壓

19、線成一夾角，順著地面附近風(fēng)的方向看，風(fēng)向隨高度的增加逐漸向右偏轉(zhuǎn)，而在大氣邊界層外緣，與地轉(zhuǎn)風(fēng)的風(fēng)向一致（即平行于等壓線） （3）風(fēng)的日變化： 近地面，白天風(fēng)速增大，午后風(fēng)速最大，之后減小，夜間風(fēng)速小，清晨最小。 而摩擦層上層則相反，白天風(fēng)速小，夜間風(fēng)速大。-下層風(fēng)干擾上層的風(fēng)。 海陸差異：海洋的摩擦力小于陸地，故海上的風(fēng)速比陸地大，風(fēng)向與等壓線的夾角比陸地小。十八 大氣水平運(yùn)動(dòng)：基本力（氣壓梯度力、科氏力、摩擦力）、地轉(zhuǎn)風(fēng)、熱成風(fēng)1氣壓梯度力：垂直于等壓線，由高壓指向低壓。大小與等壓線疏密有關(guān)2科氏力，科里奧利力，即地轉(zhuǎn)偏向力（1835年法國氣象學(xué)家科里奧利提出，一個(gè)假想的力）：北半球右偏，

20、南半球左偏，赤道。無偏轉(zhuǎn)，緯度越高越大。使水平運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)生偏向。摩擦力：內(nèi)摩擦力和外摩擦力。內(nèi)摩擦力指在速度不同或方向不同的相互接觸的兩個(gè)空氣層之間產(chǎn)生的一種相互作牽制的力，它主要通過湍流交換作用使氣流速度發(fā)生改變，也稱湍流摩擦力，數(shù)值很小，往往不予考慮；外摩擦力是空氣貼近下墊面運(yùn)動(dòng)時(shí)，下墊面（地球表面）對空氣的阻力，大小與空氣運(yùn)動(dòng)的速度和摩擦系數(shù)（地面性質(zhì)）成正比，如林地與耕地不同。近地面層（地面至3050米）最為顯著，高度愈高，摩擦力作用愈弱，到12千米以上即前面的大氣層邊界厚度以上，摩擦力的作用可以忽略不計(jì)，所以，把此高度以下的氣層稱為摩擦層，此層以上稱為自由大氣層（無摩擦力）。地轉(zhuǎn)風(fēng)

21、：在大氣運(yùn)動(dòng)的水平方向上，HYPERLINK /item/%E5%8E%8B%E5%8A%9B%E6%A2%AF%E5%BA%A6 t _blank壓力梯度力和HYPERLINK /item/%E7%A7%91%E9%87%8C%E5%A5%A5%E5%88%A9%E5%8A%9B t _blank科里奧利力HYPERLINK /item/%E5%A4%A7%E6%B0%94%E5%8A%A8%E5%8A%9B%E5%AD%A6 t _blank大氣動(dòng)力學(xué)相平衡下的大氣風(fēng)場（即高空風(fēng)）。地轉(zhuǎn)風(fēng)是指自由大氣中空氣的水平等速直線運(yùn)動(dòng)，是指無HYPERLINK /item/%E5%8A%A0%E9%

22、80%9F%E5%BA%A6 t _blank加速度、HYPERLINK /item/%E6%83%AF%E6%80%A7%E7%A6%BB%E5%BF%83%E5%8A%9B t _blank慣性離心力不起作用2 情況下的運(yùn)動(dòng)。在這種運(yùn)動(dòng)中，只有HYPERLINK /item/%E6%B0%B4%E5%B9%B3%E6%B0%94%E5%8E%8B%E6%A2%AF%E5%BA%A6%E5%8A%9B t _blank水平氣壓梯度力和HYPERLINK /item/%E5%9C%B0%E8%BD%AC%E5%81%8F%E5%90%91%E5%8A%9B t _blank地轉(zhuǎn)偏向力起作用。地

23、轉(zhuǎn)風(fēng)是自由大氣中水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力相平衡時(shí)的空氣的水平運(yùn)動(dòng)。地轉(zhuǎn)風(fēng)是平衡運(yùn)動(dòng)，它受到的合外力等于零，沒有加速度。空氣運(yùn)動(dòng)平行于等壓線，人背風(fēng)而立（北半球），高壓在右，低壓在左。南半球相反，左邊高壓，右邊低壓。-怎么記？600百帕598百帕596百帕594百帕水平氣壓梯度力北半球風(fēng)向南半球風(fēng)向 思考：1一架飛機(jī)在我國上空飛行，其右邊（左邊）是高壓，飛機(jī)是順風(fēng)還是逆風(fēng)飛行？在澳大利亞上空呢？ 2近地面的風(fēng)，受哪三個(gè)力？風(fēng)向如何？背風(fēng)而立，哪邊是高壓、低壓？了解-熱成風(fēng)：熱成風(fēng)就是地轉(zhuǎn)風(fēng)在坐標(biāo)系中的垂直變化率，通常稱作熱成風(fēng)關(guān)系。所謂熱成風(fēng)是指地轉(zhuǎn)風(fēng)在兩個(gè)氣壓面之間的差別。之所以叫熱成風(fēng)，是

24、因?yàn)檫@種地轉(zhuǎn)風(fēng)的垂直變化率是由在等壓面上的溫度水平梯度所決定，即由水平方向上的冷熱不均勻所產(chǎn)生。十九 中緯度常見天氣現(xiàn)象：氣團(tuán)、鋒面（冷鋒、暖鋒）、氣旋和反氣旋、槽、脊、急流、地面及高空輻合輻散的配置關(guān)系1、氣團(tuán)、鋒面（冷鋒、暖鋒）、氣旋和反氣旋、槽、脊 -見人教版必修一2.3了解-2、急流：（jet）是指HYPERLINK /item/%E9%A3%8E%E9%80%9F/75302 t _blank風(fēng)速30m/s 以上的狹窄強(qiáng)風(fēng)帶。是HYPERLINK /item/%E5%A4%A7%E6%B0%94%E7%8E%AF%E6%B5%81 t _blank大氣環(huán)流中的一個(gè)重要特征。在HYPE

25、RLINK /item/%E5%A4%A9%E6%B0%94%E5%9B%BE t _blank天氣圖上觀察到的急流帶環(huán)繞地球自西向東彎曲延伸達(dá)幾千千米，水平寬度約上千千米，垂直厚度達(dá)幾千米到十幾千米。根據(jù)急流的形成區(qū)域和結(jié)構(gòu)不同可分為HYPERLINK /item/%E6%9E%81%E9%94%8B%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank極鋒急流、副熱帶急流、HYPERLINK /item/%E7%83%AD%E5%B8%A6%E4%B8%9C%E9%A3%8E%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank熱帶東風(fēng)急流和HYPERLINK /item/%E6%9E%8

26、1%E5%A4%9C%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank極夜急流。按急流出現(xiàn)的高度不同，一般可分為HYPERLINK /item/%E9%AB%98%E7%A9%BA%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank高空急流和HYPERLINK /item/%E4%BD%8E%E7%A9%BA%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank低空急流。高空急流HYPERLINK /item/%E9%AB%98%E7%A9%BA%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank高空急流是指出現(xiàn)在HYPERLINK /item/%E5%AF%B9%E6%B5%81%E

27、5%B1%82%E9%A1%B6 t _blank對流層頂附近或HYPERLINK /item/%E5%B9%B3%E6%B5%81%E5%B1%82 t _blank平流層中的一股強(qiáng)而窄的氣流。一般指風(fēng)速大于或等于30米/秒的強(qiáng)風(fēng)帶。在這股強(qiáng)氣流中，風(fēng)速的水平切變 為100公里5米/秒，垂直切變?yōu)槊抗?-10米/秒。高空急流長度可達(dá)幾千公里，寬約幾百公里，厚約幾公里。3 急流區(qū)大多與HYPERLINK /item/%E5%AF%B9%E6%B5%81%E5%B1%82%E4%B8%8A%E5%B1%82 t _blank對流層上層水平溫度梯度很大的HYPERLINK /item/%E9%9

28、4%8B%E5%8C%BA t _blank鋒區(qū)相對應(yīng)，因而也和天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系。在對流層上層已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有下列三種急流（溫帶急流、HYPERLINK /item/%E5%89%AF%E7%83%AD%E5%B8%A6%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank副熱帶急流和HYPERLINK /item/%E7%83%AD%E5%B8%A6%E4%B8%9C%E9%A3%8E%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank熱帶東風(fēng)急流）。另外，平流層里也發(fā)現(xiàn)了極夜西風(fēng)急流。2 （1）溫帶急流溫帶急流又稱HYPERLINK /item/%E6%9E%81%E9%94%8

29、B%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank極鋒急流，位于南北半球中高緯度地區(qū)的上空，是與HYPERLINK /item/%E6%9E%81%E9%94%8B t _blank極鋒相聯(lián)系的HYPERLINK /item/%E8%A5%BF%E9%A3%8E%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank西風(fēng)急流。急流的平均高度在冬季約810km，夏季約911km，平均厚度約310km。急流的位置經(jīng)常在變動(dòng)，冬季平均位于4060N 間，甚至伸展到更低緯度（圖442）。夏季平均位置北移到70N附近。溫帶急流的中心最大風(fēng)速一般4555m/s，甚至達(dá)105m/s。一般是冬季強(qiáng)、夏季弱

30、。急流軸有明顯的分支和匯合現(xiàn)象。2 （2）副熱帶急流HYPERLINK /item/%E5%89%AF%E7%83%AD%E5%B8%A6%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank副熱帶急流又稱南支西風(fēng)急流，位于200hPa 上空副熱帶高壓的北緣，同HYPERLINK /item/%E5%89%AF%E7%83%AD%E5%B8%A6%E9%94%8B%E5%8C%BA t _blank副熱帶鋒區(qū)相聯(lián)系，是一支相當(dāng)強(qiáng)大而穩(wěn)定的急流。急流軸位于2532N 的1113km 的高空，位置比較穩(wěn)定，夏季向高緯推移1015 個(gè)緯距。冬季中心最大風(fēng)速約5060m/s，強(qiáng)中心風(fēng)速可增至10015

31、0m/s，甚至可達(dá)200m/s。夏季風(fēng)速減半。其分支、匯合現(xiàn)象以東亞最清楚。2 （3）熱帶東風(fēng)急流HYPERLINK /item/%E7%83%AD%E5%B8%A6%E4%B8%9C%E9%A3%8E%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank熱帶東風(fēng)急流主要出現(xiàn)在夏季北半球亞洲、非洲副熱帶對流層頂附近（100150hPa）處的一支急流，盛夏其平均位置在北緯1020間，最大風(fēng)速平均3040m/s，個(gè)別達(dá)50m/s，風(fēng)向穩(wěn)定，強(qiáng)中心在HYPERLINK /item/%E9%98%BF%E6%8B%89%E4%BC%AF%E6%B5%B7 t _blank阿拉伯海上空。2 （4）平流層

32、極夜西風(fēng)急流平流層極夜西風(fēng)急流，簡稱HYPERLINK /item/%E6%9E%81%E5%A4%9C%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank極夜急流。在冬半球的平流層里，由于極地長期處于黑夜，大氣因輻射而冷卻，但在中、HYPERLINK /item/%E4%BD%8E%E7%BA%AC%E5%BA%A6 t _blank低緯度地區(qū)平流層中的臭氧，卻直接吸收太陽的紫外輻射而增溫，形成了很強(qiáng)的溫度梯度，產(chǎn)生了直接經(jīng)圈環(huán)流。在HYPERLINK /item/%E7%A7%91%E9%87%8C%E5%A5%A5%E5%88%A9%E5%8A%9B t _blank科里奧利力作用下，

33、向HYPERLINK /item/%E6%9E%81%E5%9C%B0 t _blank極地流動(dòng)的氣流逐漸向右偏，在極地區(qū)域5060公里上空，形成了一支西風(fēng)急流，它向下可延伸到2030公里高度處，因此在50百帕等壓面的圖上，就可見到這支急流。1 急流低空急流HYPERLINK /item/%E4%BD%8E%E7%A9%BA%E6%80%A5%E6%B5%81 t _blank低空急流在我國經(jīng)常出現(xiàn)的是低空西南急流，一般出現(xiàn)在3000-1500米的中低空。一般有12米/秒左右的強(qiáng)西南風(fēng)，有時(shí)可高達(dá)16米/ 秒，其平均長度1000-2000公里左右，寬度約數(shù)百公里。對我國有較大影響的低空急流-西

34、南風(fēng)低空急流，常在HYPERLINK /item/%E5%8D%8E%E5%8D%97 t _blank華南前汛期和HYPERLINK /item/%E6%B1%9F%E6%B7%AE/3309 t _blank江淮梅雨期間出現(xiàn)。由于西南風(fēng)低空急流可從海洋上輸送大量暖濕空氣到我國華南、江淮等地區(qū)。因此，常在低空急流左側(cè)附近出現(xiàn)大暴雨。二十 熱帶常見天氣現(xiàn)象：臺(tái)風(fēng)（颶風(fēng)）、熱帶輻合帶1臺(tái)風(fēng)（颶風(fēng)）見人教版必修一2.3ITCZ：熱帶輻合帶（Intertropical Convergence Zone. ITCZ) 是南北兩半球信風(fēng)氣流形成的輻合地帶，又稱為赤道輻合帶。由于輻合帶區(qū)的氣壓值比附近地區(qū)

35、的低，也稱為HYPERLINK /item/%E8%B5%A4%E9%81%93%E4%BD%8E%E5%8E%8B%E5%B8%A6 t _blank赤道低壓帶或HYPERLINK /item/%E8%B5%A4%E9%81%93%E6%A7%BD t _blank赤道槽等。它是熱帶地區(qū)主要的、持久的、具有行星尺度的大型天氣系統(tǒng)，其生消、強(qiáng)弱、移動(dòng)和變化，對熱帶地區(qū)長、中、短期天氣變化影響極大。 二十一 認(rèn)識(shí)天氣圖；認(rèn)識(shí)衛(wèi)星云圖；氣象分析及預(yù)報(bào)；沙塵暴符號(hào)？S, 橫箭頭二十二 極端災(zāi)害性天氣：雷暴、颮線、龍卷-對流性天氣系統(tǒng)1雷暴常出現(xiàn)在春夏之交或炎熱的夏天，大氣中的層結(jié)處于不穩(wěn)定時(shí)容易產(chǎn)生

36、強(qiáng)烈的對流，云與云、云與地面之間電位差達(dá)到一定程度后就要發(fā)生放電，有時(shí)雷聲隆隆、耀眼的閃電劃破天空，常伴有大風(fēng)、陣性降雨或冰雹，雷暴天氣總是與發(fā)展強(qiáng)盛的積雨云聯(lián)系在一起。在天氣預(yù)報(bào)中，人們常常說雷雨大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣，就是指伴有強(qiáng)風(fēng)或冰雹這種雷暴天氣。由于雷暴的發(fā)生發(fā)展與積雨云聯(lián)系在一起，從雷暴云的出現(xiàn)到消失，它有很強(qiáng)的局地性和突發(fā)性，水平范圍小，只有幾公里或十幾公里，在時(shí)間尺度小，上也僅有2-3小時(shí)，因此，這種中小尺度天氣系統(tǒng)在預(yù)報(bào)上有一定的難度。強(qiáng)雷暴是一種災(zāi)害性天氣，雷電會(huì)引起雷擊火險(xiǎn)，大風(fēng)刮倒房屋，拔起大樹，果木蔬菜等農(nóng)作物遭冰雹襲擊后損失嚴(yán)重，甚至顆粒無收，有時(shí)局地暴雨還引起山洪爆發(fā)、

37、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害2颮線是指范圍小、生命史短、氣壓和風(fēng)發(fā)生突變的狹窄HYPERLINK /item/%E5%BC%BA%E5%AF%B9%E6%B5%81/15935 t _blank強(qiáng)對流天氣帶-（颮打一條線，降雨是一片地區(qū)云雨區(qū)）。即冰雹天氣。它來臨時(shí)會(huì)出現(xiàn)風(fēng)向突變、風(fēng)力急增、氣壓猛升、氣溫驟降等強(qiáng)天氣現(xiàn)象。從天氣HYPERLINK /item/%E9%9B%B7%E8%BE%BE%E5%9B%BE t _blank雷達(dá)圖上看，颮線就像糖葫蘆一樣，穿起一串 雷暴或HYPERLINK /item/%E7%A7%AF%E9%9B%A8%E4%BA%91/45261 t _blank積雨云。在颮線

38、附近，除了風(fēng)、氣壓、氣溫的猛烈變化外，通常還可能伴有雷電，暴雨、冰雹和HYPERLINK /item/%E9%BE%99%E5%8D%B7%E9%A3%8E/7601 t _blank龍卷風(fēng)等劇烈的天氣過程。颮線主要發(fā)生在炎熱的季節(jié)里，發(fā)生之前多屬晴熱天氣，氣溫較高，風(fēng)力微弱，風(fēng)向雜亂，空氣溫度大，天氣悶熱，具備雷雨條件，且多發(fā)生在下午至晚上。綜合說來，颮線是HYPERLINK /item/%E4%BD%8D%E8%83%BD t _blank位能量大、破壞力強(qiáng)的強(qiáng)對流家族（雷電、冰雹、龍卷風(fēng)）成員，不能對它掉以輕心。3龍卷：即龍卷風(fēng)。自積雨云底部伸出來的漏斗狀的渦旋云柱。龍卷伸展到地面時(shí)引起

39、的強(qiáng)烈旋風(fēng)，稱為龍卷風(fēng)。龍卷有時(shí)懸掛在空中，有時(shí)伸延到地面。出現(xiàn)在陸地上的，稱陸龍卷，出現(xiàn)在海面上的，稱海龍卷。龍卷是一種強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)的小渦旋，中心氣壓很低，一般比同高度四周低幾十百帕。強(qiáng)龍卷中心附近的地面氣壓可降至400百帕以下，極端情況可達(dá)200百帕。由于中心氣壓很低、氣壓梯度極大，引發(fā)出強(qiáng)大風(fēng)速和上升速度，-吸力很強(qiáng)。 世界上最多的是美國，每年平均500個(gè)，我國主要在華南、華東，集中在春、夏初。二十三 大氣環(huán)流：大氣三圈環(huán)流、季風(fēng)環(huán)流，大氣活動(dòng)中心-參見人教版必修一2.2大氣活動(dòng)中心即冬、夏季影響氣候和天氣的高、低氣壓中心。冬季影響我國的天氣的主要是陸地上的亞洲高壓（西伯利亞高壓）和太平洋上

40、的阿留申低壓，形成冬季風(fēng)；夏季影響我國天氣的主要是太平洋上的夏威夷高壓（或西太平洋副高）和陸地上亞洲低壓，形成夏季風(fēng)。二十四 氣候系統(tǒng)的自然變化：厄爾尼諾和南方濤動(dòng)1厄爾尼諾參見人教版必修一3.2 某些年份，赤道附近太平洋中東部海面溫度異常升高的現(xiàn)象。正常年份，由于上升流和秘魯寒流影響，水溫較低，附近島嶼上生活著企鵝。這種異?，F(xiàn)象一般發(fā)生在圣誕節(jié)前后，耶穌叫圣嬰，西班牙語“EL nino”。 影響：（1）氣候：南太平洋東岸地區(qū)，氣候由干旱少雨變?yōu)槎嘤辏缑佤?；赤道附近的太平洋西岸地區(qū)氣候由原來 的濕潤多雨變?yōu)楦珊瞪儆辏绨拇罄麃問|部沿海地區(qū)。（2）漁業(yè)：秘魯漁場魚類減少，原因是信風(fēng)減弱，上升流

41、減弱，營養(yǎng)鹽類少，浮游生物減少，食物減少。-原因有待探討？ 拉尼娜現(xiàn)象，也叫反厄爾尼諾現(xiàn)象?，F(xiàn)象相反。水溫異常偏低。影響：氣候：南太平洋東部氣候更加干旱，南太平洋西部氣候更加濕潤，降水更多。2 南方濤動(dòng)：(Southern Oscillation)指發(fā)生在東南太平洋與印度洋及印尼地區(qū)之間的反相氣壓振動(dòng)，即負(fù)相關(guān)關(guān)系。是熱帶環(huán)流年際變化最突出、最重要的現(xiàn)象之一。即當(dāng)南太平洋副熱帶高壓比常年增高（降低）時(shí)，印度洋赤道低氣壓比常年降低（升高），兩者的氣壓關(guān)系呈“蹺蹺板”現(xiàn)象，稱之為波動(dòng)。 上面兩種現(xiàn)象可能存在必然的聯(lián)系。兩者合稱ENSO，是熱帶太平洋的主要?dú)夂蜃兟?，對全球氣候有巨大的影響。用海氣相?/p>

42、作用觀點(diǎn)來分析，厄爾尼諾和南方濤動(dòng)其實(shí)是自然界中同一物理現(xiàn)象在兩個(gè)方面的體現(xiàn)，體現(xiàn)在海洋中即為HYPERLINK /item/%E5%8E%84%E5%B0%94%E5%B0%BC%E8%AF%BA%E7%8E%B0%E8%B1%A1 t _blank厄爾尼諾現(xiàn)象，反映在大氣中即為南方濤動(dòng)現(xiàn)象。二十五 全球變暖的觀測事實(shí)和成因：參見人教版必修一2.4 海陸風(fēng)、山谷風(fēng)形成原理； 參見教材熱力環(huán)流 山谷風(fēng)怎么畫？二十六 操作干濕球溫度計(jì)干濕球溫度計(jì)（dry and wet bulb thermometer ）是一種測定氣溫、氣濕的一種儀器。它由兩支相同的普通溫度計(jì)組成，一支用于測定氣溫，稱HYPE

43、RLINK /item/%E5%B9%B2%E7%90%83%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E8%AE%A1/6551772 t _blank干球溫度計(jì)；另一支在球部用蒸餾水浸濕的紗布包住，紗布下端浸入蒸餾水中，稱HYPERLINK /item/%E6%B9%BF%E7%90%83%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E8%AE%A1/6542600 t _blank濕球溫度計(jì)。二十七 空氣污染物及其來源；一次、二次性污染物的差異；PM2.5與PM10；空氣污染物的來源分為本地來源和外地輸送來源。一般情況下的空氣污染源主要是本地的，在如北方沙塵暴影響等極端情況和特殊氣象條件下，外地輸送才會(huì)成為主要的污染源。本地污染源，包括電力（燃煤、燃油）、工業(yè)、機(jī)動(dòng)車、生活（廚房煙氣）、建筑施工、地面揚(yáng)塵、農(nóng)業(yè)及垃圾焚燒等多方面。 空氣中的污染物（如二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物、一氧化碳等）在合適的條件下（如陽光輻射），可以發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生新的污染物（即二次污染物）。直接排放（或產(chǎn)生）的污染物（即一次污染物）和二次污染物共同作用，構(gòu)成了大氣復(fù)合污染。在目前工業(yè)化、城市化快速推進(jìn)中，復(fù)合型污染是當(dāng)前中國大部分城市的空氣污染類型。 空氣中的污染物的主要來源： 二氧化硫（SO2）：主要來源于燃煤發(fā)電廠、工廠燃煤鍋爐、工業(yè)爐窯燃燒后的排放。另外燃油、