09级航海自主班气象考点复习纲要 下载本文

第一章 气象学基础知识

第一节 大气概况

一.气象要素

反映大气状态的物理量或物理现象,主要有:气温、气压、风、湿度、云、能见度和天气现象。 天气:指一定区域在较短时间内各种气象要素的综合表现。 气候:指某一特定区域气象要素的多年平均特征。

二.大气中对天气及气候变化具有重要作用的成分 1. 二氧化碳(CO2)――吸收和放射长波辐射,产生温室效应 2. 臭氧(O3)――――-吸收紫外线 3. 水汽(Vapour)―――是大气中唯一能发生三态变化的气体,具有吸收和放射长波辐射的性能 (杂质:悬浮在大气中的固体或液体颗粒,作为水汽凝结的凝结核)

三.大气污染:城市大气质量监测报告中通常提到 污染物种类有:二氧化硫,总悬浮颗粒物。 有害物质:酸雨和光化学烟雾

四.大气的垂直结构 自地面向高空分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层

五.按大气运动特征将对流层的垂直分为:摩擦层、自由大气。 对流层平均厚度10-12km;在赤道17-18 km;,两极7-8 km;夏季厚,冬季薄。 摩擦层:厚度从地面起至1~1.5km 高度,必须考虑摩擦力对空气运动的复杂影响。 对流层 自由大气:下界为摩擦层顶,上界为对流层顶,摩擦作用小,可忽略不计。 (从地面向上随高度的增加,空气密度迅速递减。)

六.对流层的主要特征 1.气温随高度的升高而降低,每升高100m,气温平均下降0.65℃。 2.有强烈的对流和乱流运动 3.气象要素(如温度、湿度等)在水平方向上分布不均匀

第二节 气 温 一、三种温标的换算关系

摄氏温标 C =5/9 ×(F-32) 华氏温标 F =9/5 × C+32 绝对温标 K =273+C

二、太阳、地面、大气辐射的强弱主要取决于温度的高低

太阳辐射:短波辐射,是地球表面和大气初始的唯一的能量来源,

地面辐射:长波辐射,吸收太阳短波辐射,放射出长波辐射对大气进行加热。 大气辐射:长波辐射,主要直接吸收地球表面的热源的长波辐射。

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三、空气的增热和冷却(非绝热过程)

1.热传导:地面和大气都是热的不良导体,所以通过这种方式交换的热量很少。

2.辐射:大气主要依靠吸收地面的长波辐射而增热,如白天辐射增温,夜间辐射冷却。

3.对流:空气在垂直方向上有规则的升降运动,上下层空气互相混合,使低层的热量传递到较高的层次。 4.水相变化:在大气常温状态下,水有液态、气态和固态之间的变化,当水在蒸发时要吸收热量;相反,水汽在凝结时,又会放出潜热。 5.湍流(乱流):空气的不规则运动称为湍流。湍流是摩擦层中热能、动量和水汽交换的主要方式。 6.平流:大范围空气的水平运动(风),同时伴有某种物理量的输送,是不同地区空气交换热量的方式。 如南风送暖,北风送寒,属于温度平流;东风送湿、西风送干,属于湿度平流。

四、气温的日变化

1.日变化特点:一天中最高气温:陆地上在夏季14~15时,冬季13~14时,最低气温:近日出前 2.影响日较差的因素:

下垫面性质:陆地>海洋,沙漠最大

纬度:低纬>高纬 天空状况:晴天>阴天 季节:夏季>冬季 海拔高度:低处>高处

五、气温的年变化

1.年变化特点:

最高气温:北半球,陆地在7月,海洋在8月。南半球,陆地在1月,海洋在2月 最低气温:北半球,陆地在1月,海洋在2月。南半球,陆地在7月,海洋在8月 2.影响年较差的因素:

下垫面性质:陆地>海洋,沙漠最大

纬度:高纬>低纬,赤道最小。但赤道上气温有两高,春分秋分时,有两低,冬至夏至 海拔高度:低处>高处

六、面平均气温的分布特点(全球等温线分布)

1.赤道附近气温最高,向两极逐渐降低,地表的最高气温带在10°N附近(热赤道) 冬季北部大洋的等温线凸向东北,是由于两大暖流的影响。

2.北半球:冬季的等温线密集,大陆的凸向赤道,海洋的凸向极地,夏季的等温稀疏凸向相反。 南半球:由于陆地较少,等温线大致与纬圈平行。

3.地球上的冷极:北半球,冬季两个——西伯利亚、格陵兰;夏季——北极附。

南半球,南极附近,是全球气温最低的地方。

七、其他知识点

1.气温、气压相同时,干空气的密度大于湿空气的密度。 2.海水的热容量大于陆地。(对于相同热量的吸收与放射,热容量大的温度升降小,热容量小的反而大。)

第三节 气 压

一、气压的定义和单位

大气压强简称气压:单位截面上垂直大气柱的重量,单位“百帕(hPa)”、“毫巴mb”、“毫米汞柱mmHg” 1标准大气压 = 760mmHg = l013.25hPa

1 hPa = 1mb = 3/4mmHg; 1 mmHg = 4/3hPa = 4/3mb

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二、海平面气压场的基本型式

1、高压:由闭合等压线构成的中心气压比四周高的区域,其空间等压面形状上凸,如山丘。对应晴好天气。

(a图为地面图,b图为空间图)

2、高压脊:由高压向外延伸出来的狭长区域,或一组未闭合的等压线向气压较低一方凸起的部分,简称脊。脊线:在高压脊中,各条等压线曲率最大处的连线。 (见附图 海平面等压线图) 3、低压:由闭合等压线构成的中心气压比四周低的区域,其空间等压面形状下凹,如盆地。对应阴雨天气。

(a图为地面图,b图为空间图)

4、低压槽:由低压向外延伸出来的狭长区域,或一组未闭合的等压线向气压较高一方凸出的部分,简称槽。槽线:在低压槽中,各条等压线曲率最大处的连线。 (见附图 海平面等压线图) 5、鞍型区:相对并相邻的两高压和两低压组成的中间区域,简称鞍,其空间等压面的形状类似马鞍。 鞍型区内气压分布较均匀,又有匀压区之称,主要天气特征是风小,好天气。 6、高压带:相邻两低压之间的过渡区域 7、低压带:相邻两高压之间的过渡区域 上述几种气压场的基本型式,统称为气压系统。

三、气压随高度的变化

1、变化规律:气压随高度的升高而降低,在地面最大,在大气上界等于零。高度与气压对应大致如下:

海平面(0米)对应气压:1000 hPa 1500米高度对应气压:850 hPa 3000米高度对应气压: 700 hPa 5500米高度对应气压:500 hPa

2、大气静力方程(近似气压梯度):Δp/ΔZ = -ρg (表示单位距离内气压的变化量)

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在静力平衡下,气压随高度的变化主要取决于空气密度。单位高度气压差(Δp/ΔZ)与空气密度成正比,低空密度大,单位高度气压差大,气压变化快;高空密度小,单位高度气压差小,气压变化慢。

3、单位气压高度差h=∣ΔZ/ΔP∣= 1/ρg (表示单位气压对应距离的变化量)

低空密度大,h小,气压变化快;高空密度小,h大,气压变化慢。h与空气密度成反比。

在水平方向上,密度主要受气温影响,暖区气温高,密度小,h大;冷区气温低,密度大,h小。 在垂直方向上,密度主要受高度影响,高度越高,密度小,h大;高度越低,密度大,h小。

在近地层,高度每升高8米,气压降低值约为1hPa,以之将船上气压盒的本站气压订正为海平面气压

4、温压场对称:(中心轴线垂直地面) 深厚系统:暖高压、冷低压;随高度升高,气压系统增强 浅薄系统:冷高压、热低压;随高度升高,气压系统减弱 但热带气旋是:暖性低压 深厚系统。 阻塞高压是深厚系统。

5、温压场不对称: 高压(西暖冬冷)中心轴线向暖区倾斜,北半球中心轴线向 SW倾斜,南半球中心轴线向 NW倾斜。

暖(西)冷(东) (该图为垂向垂直地面) 高压 低压(西冷东暖)中心轴线向冷区倾斜,北半球中心轴线向 NW倾斜,南半球中心轴线向SW倾斜

冷(西)暖(东) (该图为垂向垂直地面) 低压 四、气压随时间的变化 1、日变化:地面气压具有两高值:9-10时(最高)和21-22时 两低值:15-16时(最低)和03-04时 日较差随纬度变化:低纬>中纬。 2、年变化:大陆型:冬季最高;夏季最低 海洋型:夏季最高;冬季最低 北半球大陆和海洋上最高气压分别在1月和7月,最低在7月和1月 南半球大陆和海洋上最高气压分别在7月和1月,最低在1月和7月 年较差,陆地>海洋;中纬>低纬。

五、气压梯度

定义:在水平方向上单位距离内气压的改变量称水平气压梯度,用 -ΔP/Δn 表示。 方向:垂直于等压线,由高压指向低压

大小:取决于等压线的疏密程度。等压线愈密,-ΔP/Δn愈大,气压梯度越大,风力愈大,反之亦然。

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