自然地理學(xué)-3課件

第三章大氣和氣候1.大氣的組成和熱量2.大氣水分和降水3.大氣運(yùn)動(dòng)和天氣系統(tǒng)4.氣候的形成和變化練習(xí)第一節(jié)大氣的組成和結(jié)構(gòu)一、大氣的組成低層大氣的組成水汽干結(jié)空氣固體雜質(zhì)干結(jié)空氣85km以下的干潔空氣分子量為28.964。85km以上的高層大氣主要為N、O的離解態(tài)，并隨高度變化。平流層臭氧量減少南極臭氧空洞水汽——是大氣中最為活躍的成分，隨時(shí)間、空間和條件有較大變化。主要集中在距地面３km范圍內(nèi)，到５km高度減少為地面的1／10，到10km高度幾乎沒有。固、液體雜質(zhì)——?dú)馊苣z粒子。水滴、冰晶、大氣塵埃和其他雜質(zhì)，半徑一般為10-2-10-8cm，主要集中在低層大氣。其來(lái)源有自然源（火山灰、宇宙塵埃、植物花粉、巖石風(fēng)化等）和人工源（人類生產(chǎn)活動(dòng)、生活活動(dòng)排放）。凝結(jié)核、增大散射輻射、影響能見度等。二、大氣的結(jié)構(gòu)１．大氣質(zhì)量大氣的上界——極光出現(xiàn)的高度為１２００km，從大氣物理、化學(xué)特征認(rèn)為３０００km左右高空。全球大氣質(zhì)量約為——5.14-5.27×1018千克不同高度的不均勻：0-5km高度集中了50%的大氣10km為75%30km為90%２．大氣壓力氣壓隨溫度變化——?dú)鈮弘S高度變化——溫度越高氣壓越低高度越高氣壓越低——指大氣壓強(qiáng)，即觀測(cè)高度到大氣上界的單位面積上垂直空氣柱的重量，簡(jiǎn)稱氣壓。

1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101325帕=1013.25百帕（hPa）。（指溫度為０℃，緯度為４５°的海平面氣壓）如海平面為１０００hPa５５００m約為５００hPa９０００m約為３００hPa３.大氣的垂直分層外層（散逸層）熱層中間層平流層對(duì)流層４.對(duì)流層中的水平非均一現(xiàn)象氣團(tuán)——水平方向上物理屬性（溫度、濕度、穩(wěn)定度等）比較均勻的巨大空氣塊?？煞郑豪錃鈭F(tuán)、暖氣團(tuán)。鋒面——兩種性質(zhì)不同的氣團(tuán)之間的過渡區(qū)。對(duì)流層平流層上冷下熱高空對(duì)流電離層高層大氣非均質(zhì)層對(duì)流層高度變化三、大氣的熱力狀況１.太陽(yáng)輻射、大氣輻射和地面輻射（1）太陽(yáng)輻射（輻射能力主要在0.2-3微米，0.4-0.76微米段最強(qiáng)，故為短波輻射）影響天文輻射的主要因素——天文輻射隨緯度升高而減小，隨高度升高而增大。一天內(nèi)中午前后最大，一年內(nèi)夏至最大。（2）地面和大氣輻射－長(zhǎng)波輻射天文輻射太陽(yáng)輻射地面輻射大氣逆輻射日地距離、太陽(yáng)高度角和晝長(zhǎng)（時(shí)空變化）太陽(yáng)輻射占天文輻射的45%占輻射強(qiáng)度的５０％２．大氣的熱力作用３．地－氣系統(tǒng)的輻射平衡（輻射差額）（1）大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用——吸收、反射、散射等（2）大氣的保溫效應(yīng)地面輻射和地面吸收的大氣逆輻射之差為地面有效輻射系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)的各種輻射收入與支出是基本保持平衡，所以總體溫度基本不變。但不同區(qū)域有差別：35°S-35°N為正值區(qū)其余為負(fù)值區(qū)35°N35°S90°N90°S四、空氣溫度1．溫度的概念——?dú)鉁刂妇嚯x地面1.5米高度的百葉箱內(nèi)的溫度，用℃表示。觀察時(shí)間世界統(tǒng)一，中國(guó)為北京時(shí)間2、8、14、和20點(diǎn)四次，其平均值---日平均氣溫。2．氣溫的日變化和年變化日變化——最高溫最低溫——午后2點(diǎn)——日出前后年變化——大陸海洋——7月、1月——8月、2月日較差(與緯度\季節(jié)\地表性質(zhì)\天氣狀況等)年較差(與緯度\下墊面性質(zhì)\地形\高度等)3．氣溫的地理分布分析世界1月、7月海平面氣溫分布圖水平分布規(guī)律：*從赤道向兩極遞減*南半球等溫線較北半球平直*中緯度地區(qū)等溫線冬密夏疏*最低溫在南極，最高溫在15-40°N沙漠中氣溫的垂直分布與大氣穩(wěn)定度0.65℃/100M逆溫4．全球熱量帶赤道帶、熱帶、副熱帶、溫帶、亞寒帶、寒帶、極地世界海平面等溫線分布圖1月份世界海平面等溫線分布圖7月份根據(jù)等溫線判斷是幾月？302030201月7月第二節(jié)大氣水分和降水雨滴雪花冰雹聚合凝結(jié)核小云滴（冰晶）降溫水汽一、大氣濕度

濕度——空氣的潮濕程度水汽壓(e)飽和水汽壓(E)絕對(duì)濕度(水汽密度g/m3）相對(duì)濕度（f=e/E)當(dāng)e<E時(shí)，空氣未飽和當(dāng)e=E時(shí)，空氣飽和當(dāng)e>E時(shí)，空氣過飽和——能直接反映空氣距飽和的程度相對(duì)濕度在e一定下與溫度成反比，其日變化通常與氣溫日變化相反（海邊情況不同）；年變化相似。二、蒸發(fā)和凝結(jié)１．蒸發(fā)（受溫度、地面性質(zhì)、空氣濕度、風(fēng)等影響）2．水汽凝結(jié)物——云、霧、露和霜等露點(diǎn)溫度——濕空氣等壓降溫達(dá)到飽和的溫度Ｔ，簡(jiǎn)稱露點(diǎn)?？諝馕达柡?，露點(diǎn)比氣溫低；空氣飽和時(shí)，露點(diǎn)與氣溫相等。氣溫降低到露點(diǎn)，是水汽凝結(jié)的必要條件。相對(duì)濕度分布一般與距海遠(yuǎn)近及緯度不同有關(guān)。109201730030(克/米）單位體積水汽含量溫度3飽和狀態(tài)與氣溫的關(guān)系圖示過飽和未飽和C()問題1.為什么城市上空的霧和低云比郊區(qū)多？2.為什么冬季門窗玻璃內(nèi)側(cè)常有水流下來(lái)？

水汽凝結(jié)物：高空——云（高云族、中云族、低云族）

卷云卷層云卷積云高層云高積云層云雨層云層積云積云積雨云低空——霧（輻射霧、平流霧、蒸汽霧、鋒面霧等）地面——露、霜；霧凇、雨凇下限高度6000米2000-6000米2000米以下雨層云高層云卷層云云的形狀：層云、卷云、積云云的外貌能反映大氣的運(yùn)動(dòng)、穩(wěn)定程度和水汽狀況。如：系統(tǒng)性層云的形成：三、大氣降水1.降水強(qiáng)度——小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨等（見113）單位；毫米或量雪尺8：12.降水的形成云層中小水滴或小冰晶不斷增大過程增加水汽的量或者降低溫度根據(jù)促使對(duì)流層空氣上升的原因不同分成四種降水類型對(duì)流雨臺(tái)風(fēng)雨剖面示意圖眼區(qū)大風(fēng)區(qū)降水區(qū)外圍區(qū)外圍區(qū)南北緯5度-20度左右的洋面最易形成臺(tái)風(fēng)臺(tái)風(fēng)雨鋒面雨降水類型大氣運(yùn)動(dòng)降水特征主要分布區(qū)對(duì)流雨地形雨鋒面雨臺(tái)風(fēng)雨濕熱空氣強(qiáng)烈-------上升受熱強(qiáng)度----大，歷時(shí)短----范圍----小，常有----風(fēng)----暴，雷電--------及其兩側(cè)地區(qū)濕熱空氣前進(jìn)受-------------地形阻擋被迫抬降水發(fā)生在山的升迎風(fēng)------坡上，背風(fēng)坡上降水-------很少------赤道山地迎風(fēng)坡---------冷曖氣流相遇------，曖濕空氣被抬升持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)----范圍，廣---，強(qiáng)度小---中緯地區(qū)曖濕空氣圍繞臺(tái)風(fēng)中心旋轉(zhuǎn)------上升強(qiáng)度很大------，多暴雨------伴有狂風(fēng)------，雷電------低緯大陸東南沿海地帶降水的四種類型3.降水的日變化和年變化日變化：大陸型（兩個(gè)最大值---午后2時(shí)左右和清晨?jī)蓚€(gè)最小值---夜間和午前）海洋型（一個(gè)最大值---夜間一個(gè)最小值---白天午前）年變化：赤道型——南北緯10°之間，全年多雨，春、秋分最多熱帶型——10°~25°之間的熱帶地區(qū)，夏雨冬干副熱帶型——25°~35°之間，大陸東岸—季風(fēng)氣候；大陸西岸—地中海式氣候（冬雨）溫帶及高緯型——內(nèi)陸和東岸為夏季多雨，西岸為冬季多雨4.大氣降水的空間分布垂直變化——隨高度增加先升高后減少5.酸雨酸雨危害與防治*原因：——燃燒煤、石油、天然氣等，向大氣中排放二氧化硫和氧化氮等酸性氣體。*危害：1）使河湖水酸化，影響魚類生長(zhǎng)繁殖，乃至死亡；2）使土壤酸化，危害森林和農(nóng)作物生長(zhǎng)；3）腐蝕建筑物和文物古跡；4）危及人體健康。*防治：——減少人為硫氧化物和氮氧化物的排放，研制煤炭中硫資源的綜合開發(fā)與利用，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)、清潔燃燒技術(shù)等。*概念：pH值小于5.6的雨水。*分布：1992-1993年中國(guó)年平均降水pH值的分布思考：1、找出pH值小于5.6的酸雨區(qū)2、找出pH值小于4.5的重酸雨區(qū)3、我國(guó)的酸雨主要是什么類型？西南杭州灣珠江三角洲及其北部硫酸型第三節(jié)大氣運(yùn)動(dòng)和天氣系統(tǒng)一、大氣的水平運(yùn)動(dòng)大氣運(yùn)動(dòng)的作用：大氣運(yùn)動(dòng)的類型：垂直運(yùn)動(dòng)（上升或下沉氣流）水平運(yùn)動(dòng)熱量、水分等交換，天氣現(xiàn)象和變化等作用于空氣的力全球各地溫度不同，造成氣壓的不同，進(jìn)而產(chǎn)生氣壓梯度力，空氣就由高壓流向低壓。空氣的水平運(yùn)動(dòng)——風(fēng)（２）地轉(zhuǎn)偏向力（３）摩擦力（４）慣性離心力（１）水平氣壓梯度力北半球海平面等壓線分布圖ABA、B兩地風(fēng)向怎樣？全球性的有規(guī)律的大氣運(yùn)動(dòng)二、大氣環(huán)流（1）熱力環(huán)流赤道低壓帶極地高壓帶副熱帶高壓帶東北信風(fēng)帶24副極地低壓帶中緯西風(fēng)帶極地東風(fēng)帶76低緯環(huán)流中緯環(huán)流高緯環(huán)流1358910（2）三圈環(huán)流——高低緯間熱量不均，地轉(zhuǎn)偏向力動(dòng)力熱力熱力動(dòng)力赤道低壓帶副熱帶高壓帶副熱帶高壓帶副極地低壓帶副極地低壓帶極地高壓帶極地高壓帶東北信風(fēng)中緯西風(fēng)極地東北東南信風(fēng)中緯西風(fēng)極地東風(fēng)地球上的氣壓帶和風(fēng)帶23°26′N23°26′S66°34′S66°34′N0°(3)氣壓帶、風(fēng)帶的南北移動(dòng)---高低緯間熱量不均；地轉(zhuǎn)偏向力；太陽(yáng)直射點(diǎn)位置的移動(dòng)一月七月（4）季風(fēng)---高低緯間熱量不均；地轉(zhuǎn)偏向力；太陽(yáng)直射點(diǎn)位置的移動(dòng)；海陸熱力性質(zhì)差異氣壓帶斷裂成單個(gè)的高低氣壓中心60N30°N亞歐大陸洋大西洋太平副極地低氣壓帶蒙古--西伯利亞高壓阿留申低壓冰島低壓副熱帶高氣壓帶亞洲（印度）低壓亞速爾高壓夏威夷高壓冬夏冬夏季風(fēng)1月7月北半球南半球赤道030603060赤道多雨

帶溫帶多雨帶極地少雨帶副熱帶少雨帶副熱帶少雨帶溫帶多雨帶極地少雨帶三、主要天氣系統(tǒng)天氣是指瞬時(shí)或一定時(shí)段內(nèi)風(fēng)、云、降水、溫度、濕度、氣壓等氣象要素的綜合狀況天氣系統(tǒng)1.氣團(tuán)（1）條件大范圍性質(zhì)比較均勻的下墊面有利于空氣停滯和緩行的大氣環(huán)流條件（2）氣團(tuán)類型及特性2.鋒（1）鋒的類型（2）鋒面天氣——冷鋒、暖鋒、靜止鋒、錮囚鋒3.氣旋（1）溫帶氣旋（具有鋒面結(jié)構(gòu)）（2）熱帶氣旋---熱帶低壓熱帶風(fēng)暴強(qiáng)熱帶風(fēng)暴臺(tái)風(fēng)小于8級(jí)8-9級(jí)10-11級(jí)12級(jí)以上

4.反氣旋溫帶冷性反氣旋（冷高壓）與寒潮一日內(nèi)降溫10℃以上，最低溫在5℃以下，且伴有6級(jí)大風(fēng)。副熱帶反氣旋（副高）與梅雨5.天氣預(yù)報(bào)——天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)和氣象要素預(yù)報(bào)常見天氣系統(tǒng)鋒面類型及特點(diǎn)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)冷鋒暖鋒氣團(tuán)運(yùn)動(dòng)冷氣團(tuán)主動(dòng)移向暖氣團(tuán)暖氣團(tuán)主動(dòng)移向冷氣團(tuán)天氣變化過境前過境時(shí)過境后氣溫高、氣壓低、晴朗陰雨、大風(fēng)、降溫氣溫降低、氣壓升高、晴朗氣溫低、氣壓高、晴朗陰雨天氣氣溫升高、氣壓降低、晴朗鋒面系統(tǒng)冷鋒暖鋒常見天氣系統(tǒng)低壓（氣旋）和高壓（反氣旋）系統(tǒng)1005.01002.51000低壓與氣旋低1005.01002.51000高高壓與反氣旋第四節(jié)氣候的形成與變化一、氣候概念1.氣候與天氣指某一地區(qū)多年間大氣的一般狀態(tài)及變化特征。兩者水平空間尺度相當(dāng)，時(shí)間尺度相差很大。2.氣候系統(tǒng)——包括大氣圈、水圈、巖石圈、冰雪圈和生物圈中與氣候有關(guān)的物理的、化學(xué)的和生物的運(yùn)動(dòng)過程。既相對(duì)穩(wěn)定又不斷變化。二、氣候形成輻射因素、大氣環(huán)流因素和下墊面因素三、氣候類型四、氣候變化

1.地質(zhì)時(shí)期氣候變化（人類文明以前,距今22億-1萬(wàn)年）特點(diǎn)：冰期與間冰期交替出現(xiàn)（見P161表）；時(shí)間尺度為10萬(wàn)年-數(shù)千萬(wàn)年；溫度振幅為10-15℃2.歷史時(shí)期氣候變化（文字記載-氣象記錄開始時(shí)期）第四紀(jì)末次冰期結(jié)束以后，通過物候、史書、方志等進(jìn)行研究。溫度振幅在5-10℃公元前6300年前后------第一次小冰期公元前3400年前后------第二次小冰期公元前1300-830年------第三次小冰期公元1725年前后------第四次小冰期氣候變化的原因3.近代氣候變化（氣象記錄以來(lái)的一二百年）始于小冰期末的冷期，后氣溫上升，20世紀(jì)20-40年代變暖達(dá)高峰，后略有下降，80年代以后再度回暖。全球變暖有時(shí)間差異（年際差異和季節(jié)差異）空間差異（半球差異、海陸差異和區(qū)域差異）內(nèi)部因子——?dú)夂蛳到y(tǒng)內(nèi)的諸因子及其相互作用外部因子——宇宙、地球內(nèi)部因子和人類活動(dòng)

半球和全球平均降水有10年以上時(shí)間尺度的明顯振蕩；降水變化的區(qū)域差異比溫度變化差異更大。太陽(yáng)輻射、太陽(yáng)活動(dòng)、公轉(zhuǎn)軌道；極移和大陸漂移、造山運(yùn)動(dòng)、火山活動(dòng)等人類活動(dòng)與氣候氣候?qū)θ祟惢顒?dòng)影響人類活動(dòng)影響氣候改變地面狀況影響改造局部地區(qū)小氣候污染大氣“溫室效應(yīng)”破壞臭氧層酸雨未來(lái)氣候的可能變化目前處于第四紀(jì)大冰期中一個(gè)相對(duì)溫暖的副間冰期后期變冷說(shuō)(20世紀(jì)40年代為止轉(zhuǎn)為變冷)變暖說(shuō)(目前正進(jìn)入一個(gè)-超間冰期,0.2-0.4℃/年增高)(模型)(觀測(cè))人類活動(dòng)的影響1.極端天氣氣候事件增加2003年夏季中國(guó)江南和歐洲的酷暑熱浪;2004年冬北美東部暴風(fēng)雪;2005年7月美國(guó)東部熱浪（多人死，華府38度多）；全球變化的影響實(shí)例:2004年夏季大西洋颶風(fēng)活動(dòng);2005年6月印度酷暑;中國(guó)華南暴雨;2005年7月印度西部百年不遇暴雨(死1千多人)；……………2012年10月下旬桑迪颶風(fēng)襲擊美國(guó)東部（百年一遇）2005年夏季華南及印度水災(zāi)情況2.旱澇災(zāi)害頻繁(中國(guó))#1998年長(zhǎng)江大洪水;#1999年長(zhǎng)江下游大水;#1999-2002年華北地區(qū)持續(xù)少雨;#2003年淮河流域大水;#2004年華南干旱;#2005年華南大水;……….2008年1月中國(guó)南方的暴風(fēng)雪;2008年4月中國(guó)東北30度高溫,西北下大雪;2010年西南地區(qū)百年一遇的干旱2011年長(zhǎng)江中下游的干旱和洪澇一、選擇題1、下列敘述中，說(shuō)天氣的是（）A、山前桃花山后雪B、塔里木盆地終年干燥少雨C、云南昆明四季如春D、夜來(lái)風(fēng)雨聲，花落知多少2、下列關(guān)于世界氣溫分布的敘述，不正確的是（）A、世界氣溫的分布大致由赤道向兩極遞減B、海拔的高低會(huì)影響氣溫的變化C、南半球的等溫線大致與緯線平行D、同緯度的地區(qū)氣溫完全一樣D