气候系统.pptx

第二章　气候系统
气候系统的组成
气候系统的物理、化学过程
气候系统的基本特性
气候系统的可预报性
气候系统的研究
气候系统的组成
气候系统的定义：
大气圈、水圈（海洋）、冰雪圈、岩石圈和生物圈相互作用的整体。
这5个部分的物理、化学性质差异很大，功能各不相同，这5个组成虽相互作用，但又长期独立存在。
云
宇宙空间
地球辐射
H2O，N2，O2，CO2，O3，气溶胶
太阳辐射变化
大气
冰雪
大气成分的变化
陆地
大气－陆地耦合
海冰
海冰－海洋耦合
陆地性质、地形、植被和反照率的变化
海底形状、盐度等的变化
海洋
热交换
降水
风应力
大气－海洋耦合
生态
大气－海冰耦合
气候系统示意图
大气+水 = 气候的内系统
（大气、海洋、冰雪等）
全部陆地+地球外的宇宙 = 气候的外系统
气候系统的变化中最为重要的外强迫因子：
太阳辐射、地球本身的结构作用
（地球旋转、地轴倾斜和轨道运动等））
太阳活动影响气候的几种可能途径
（1）太阳活动→地球大气电离程度→大气经圈环流→气候变化
（2）太阳活动→紫外辐射→臭氧层→平流层热状况→气候变化
（3）太阳活动→地球磁场→地球自转速度→大气和海洋环流→
气候变化
（4）太阳活动→地球磁场→核-幔边界上的地磁能量→大气和海
洋状况→气候变化
大气圈
地球大气圈是几乎均匀地分布在地球表面上薄薄的一层（%厚）气体混合物。
大气是气候系统中最活跃、变化最大的部分，是气候系统的主体部分。大气圈对于施加在其上的变化的响应时间比气候系统中任何其它分量短得多。所谓响应时间，指的是施加一个小扰动到系统的边界条件或边界强迫上，该系统重新平衡到一个新状态所需要的时间。
大气和气候系统其他成员间的热量、水分和物质交换是气候系统各圈层之间相互作用的最基本过程：如地—气之间的热量、动量及水汽湍流输送过程；水汽凝结时的潜热释放过程；云对太阳辐射和长波辐射的影响过程；大气中CO2、水汽及其他微量气体的辐射冷却和加热过程；地表状况的变化及气溶胶、山脉、海陆分布等都对大气圈产生重要作用
大气圈
1) 结构
2) 组成及特性:干洁空气、水汽、固态和液态微粒（气
溶胶粒子）
温室气体包括：水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、
氧化亚氮 (N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)
3) 动力、热力性质: 热惯性和动力惯性小,特征时间为15天左右.
根据垂直方向上大气温度变化、运动状态、密度及成分的变化等,将大气分为:对流层,平流层,中间层,热层和外逸层.
大气结构
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1902年发现：对流层顶—20km: 等温层