大气分为五层：
对流层 平流层 中间层 热层 散逸层
大气的垂直分层
电 离 层
高 层 大 气
平流层 对流层
电离层能反射 无线电波，对 无线电通讯有 重要作用
气温初稳后升热 只因层中臭氧多 水平流动天气好 高空飞行很适合 对流旺盛近地面， 纬度不同厚度变； 高度增来温度减， 只因热源是地面； 天气复杂且多变， 风云雨雪较常见
第二章
大气的基本情况
气候系统：是一个由大气圈、水圈、陆地表 面、冰雪圈和生物圈等方面组成的物理系统， 它决定气候的形成、分布、变化。 一、大气圈 (一 )．大气的组成 1、干洁大气（N2 、O2 、O3、CO2 等 2、水汽 3、悬浮着的质粒（固体、液体）。
大气各成分的作用
大气组成 干 主要 N2 洁 成分 O2 空 CO2 气 次要 成分 O3
冰雪反馈机制： 论述CO2浓度增大时的气候变化
CO2增多，大气温度上升→冰雪覆盖面积 减小→地球反射率减小→地—气系统获 得辐射能增多→气温上升→冰雪面积进 一步消融，… 当CO2浓度比现在增加50%，就可能使 极冰消融，其结果会使北半球高纬年雨 量、经流量增大，中纬地区干旱性增强， 潮湿的热带地区对流雨要加多，海平面 升高20~140厘米。
中间 层
热层
55~85km
气温递减 有垂直运动
气温迅速增高，顶部 达 2000k. 空 气 分 子 处 于高度电离状态
中间层顶的温 度180K
85~800km
电离层 极光
散 逸 层
暖层以上
空气分子向宇宙空 间逃逸
(二)、其他圈层
1.水圈：水圈是指地表上的一切液态水。 水圈对气候的影响很大。其中海洋面积最大，在 气候形成和气候变化中起的作用最为重要。 由于海洋面积大，反射率小，到达地面的太阳辐 射80％为海洋表面所吸收，全球海洋表面的平均温度要 比全球陆面高10℃。 海洋热容量大，是巨大的能量存储库。仅100米深 的海水获得热量占整个气候系统总热量的95％。 海水的异常必然会导致气候异常。如：厄尔尼诺。



第二节 意义
情报服务 预报服务
气候资源利用
人工影响天气
Hale Waihona Puke 第三节 发展史定性观察和描述-----定量深入研究各种大气
物理过程 20世纪70年代以前—传统气候学 20世纪70年代以后—当代气候学
（二）天气学： 1、定义：研究地球条件下不同的区域 内所产生的天气过程、天气系统的成因、 演变规律，并在天气预报上应用的科学。 2、研究对象：地球上的大气 （三）气候学： 1、定义：研究地球上气候的形成原因、 分布类型、变化规律的科学。 2、研究对象：气候系统（五大圈）。

氧是一切生命所必须的，这是因为动物和植 物都要进行呼吸，都要在氧化作用中得到热 能以维持生命。氧还决定着有机物质的燃烧、 腐败及分解过程。植物的光合作用又向大气 放出氧并吸收二氧化碳。 氮 (N2) 氮能够冲淡氧，使氧不致太浓，氧化作用不 过于激烈。大量的氮可以通过豆科植物的根 瘤菌固定到土壤中，成为植物体内不可缺少 的养料。 近期研究发现雷电是制造天然优质的“氮肥 厂”
（1）水汽压（e）和饱和水汽压（E） 水汽压（e）：大气中水汽本身具有的压力叫 水汽压。单位：hpa · 饱和水汽压（E）：是指饱和湿空气中的水汽 压。因为超过这个限度，水汽就要开始凝结。 饱和水汽压随温 度按指数规律变 化，温度越高， E越大，即大气 中所能容纳的水 汽越多。
纯水面饱和水汽压与温度的定量关系式 （马格奴斯Magnus） E＝E。•10 at／（b＋t） 式中：E－饱和水汽压，E。＝6.11hpa （气温为零摄 氏度时的饱和水汽压值）， t－实际气温（℃）， a、b－经验系数（水面a＝7.5，b＝237； 冰面a＝9.5，b＝265.5）
现象
重要的副层
包含 了大 气 0~2㎞为行星边 质量3/4和几 乎所 有的 水 界层（磨擦层） 汽，云、雨、 2㎞以上为自由 雷电 等发 生 大气 在此层
顶部为同温层
对 流 层 顶 ~55 ㎞
天气晴好,有臭氧层, O3 的吸收紫外线作用使平流层 增暖，平流层顶比对流层温度高 出60~70℃之多 出现电离 层、夜光 云
1帕 （hp）压力相当于1m2面积上受到1个 牛顿的力。 即：1Pa＝1N／m2
标准大气压（也叫海平面气压）： 当选定纬度（φ）＝45°N时， T=0°C ,海平面上气压 为： （P）＝1013.3hpa＝（101325hp） =760mm水银柱高度。
（三）湿度
概念—表示大气中水汽量多少的物理量。 常用： （1）水汽压（e）和饱和水汽压（E） （2）绝对湿度（a） （3）相对湿度（f） （4）饱和差（d） （5）比湿（q）和混合比（γ ） （6）露点（td）
关于南极臭氧洞的研究：
1)南极臭氧洞的特征
a、春季臭氧总量与十年前相比减少了30~40﹪。 b、臭氧总量减少主要发生在15~25㎞的高度。 c、春季减少明显，其它季节不明显。 d、臭氧减少的同时，平流层下部出现气温下降的趋 势。大气中臭氧减少可导致全球气候发生变化 。 e、臭氧减少是从1974~1979年（七十年代）开始的
2.岩石圈：在近代气候变化的时间尺度内，对大气产 生作用的主要是陆地表面。特别是其海拔高度和起伏地势 构成崎岖 下垫面对气候影响复杂多样。
3.冰雪圈：全球陆地约有10.6％被冰雪所覆盖。冰具 有很大反射率，在冰雪覆盖下，地面与大气间热量交换 被阻止。冰雪对地表热量平衡有很大影响。
4.生物圈：生物圈包括陆地和海洋中的植物，在海洋 、陆地、和空气生活的动物，包括人类。生物对于大气和 海洋的二氧化碳平衡，气溶胶粒子的产生以及其它与气体 成分和盐类有关的化学平衡等有很重要的作用。
上冷下热 高空对流
层 对 流 层 平 流 层
范 围
平均： 0~11㎞， 赤道附近： 0~17、18km 极 地 ： 0~8 、 9km
特 征
1、温度随高度递减 2、垂直对流强烈 3、气象要素水平分布 不均匀，对流层顶的 温度低纬-83℃，高纬 -53℃ 1、气温逆增（先等温 后逆温） 2、气流平稳 3 、 O3 在 平 流 层 顶 消 失
二、 有关大气的物理性状
一、主要气象要素 气象要素是指表示大气属性和大气现象 的物理量
如气温、气压、湿度、风向、风速、云 量、降水量、能见度等等。
（一）气温
概念— 表示空气冷热程度的物理量。其温 度的高低只与气体分子运动的平均动能有关。 单位：目前我国规定用摄氏度（℃）温标。 以气压为1013.3hPa时纯水的冰点为零度 （0℃），沸点为100度（100℃），其间等分 100等份中的1份即为1℃。
氧 (O2)
2、水汽
水汽主要来源于海洋、江河湖沼和土壤， 以及潮湿物体表面的蒸发和植物的蒸腾。 大气中的水汽含量极不固定，随时间、地 点、条件而不同。其所占容积变化范围为0— 4％。观测结果表明，在1.5—2km 高度，水 汽含量只及地面的1/2；在5km 高度，只相当 于地面的1/10，再往上更少。所以海拔较低， 比如海南等地区，降水的发生基本在700hPa 以下（3km）

水汽含量虽然不多，但它在大气温度变化范 围内可以发生汽态、液态和固态三相转化;
人们常见的云、雾、雨、雪等天气现象，都 是水汽相变的表现。此外; 水汽还善于吸收和放射长波辐射，显著影响 大气和地表的温度。



3、固体杂质 大气中悬浮着多种固体微粒和液体微粒， 统称大气气溶胶粒子。
固体微粒有的来源于自然界，如火山喷发的 烟尘，被风吹起的土壤微粒，海水飞溅扬入 大气后而被蒸发的盐粒，细菌、微生物、植 物的孢子花粉，流星燃烧所产生的细小微粒 和宇宙尘埃等；
气象学与气候学
第一章 绪论
第一节：概念 第二节：意义 第三节：发展史
第一节 概念
大气科学：研究大气结构、组成、物理现象、
化学反应、运动规律及其他问题的科学 气象学：研究大气现象（风云雨雪干湿雷电） 及其状态（温度压强湿度密度）的形成原因、 变化规律和时空分布的科学 气候学：研究气候的特征、分布、变化、形 成及其与人类活动相互关系的学科。

概念差别：
天气：某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气 状态（温度、相对湿度气压等）和大气现象（风、 云、雨、雪、降水等）的综合。 属于短时间内的微观现象，研究对象：地球上的 大气 气候：是指在太阳辐射、大气环流、下垫面性质 和人类活动长时间相互作用下，在某一时段内天气 过程的综合。包括平均天气状况，也包括极端天气 状况。 属于长时间宏观现象，研究对象：气候系统（五 大圈）
在理论研究上常用绝对温标，以K表示，这 种温标中一度的间隔和摄氏度相同，但其零 度称为“绝对零度”，规定为等于摄氏273.15℃。因此水的冰点为273.15K，沸点为 373.15K。两种温标之间的换算关系如下 T=t+273.15≈t+273
（二） 气压 指大气的压强。 是地表单位面积上承受的大气柱重量。 某地点气压值等于从观测高度至大气上 界单位面积上承受的大气柱重量。 （1）毫米水银柱高度（mm） （2）百帕（hpa）=毫巴 1百帕（hpa）＝100帕 1mm＝4／3hpa
二氧化碳(CO2 ） CO2的自然来源：燃料的燃烧，有机物的腐化， 动植 的呼吸。 CO2的人为来源： ①原子武器试验把放射性碳带进大气。 ②化学燃料的燃烧。 CO2对太阳辐射吸收甚少，但却能强烈地吸收地 面辐射，同时又向周围空气和地面放射长 波辐射。因此它们都有使空气和地面增温的效应。
二氧化碳含量逐年递增
（2）相对湿度（f） 概念——空气中的实际水汽压(e)与同温度 下的饱和水汽压(E)之 比。 相互关系式：f=e/E×100% 相对湿度直接反映空气距离饱和的程度。当 其接近100％时，表明当时空气接近于饱和。 当水汽压不变时，气温升高，饱和水汽压增 大，相对湿度会减小。