北林气象学课件讲义资料.ppt

第一章 大气概述
本章要点
大气的组成成分
大气的垂直结构
大气的物理性状
大气与森林植被
1 大气的组成
干洁空气
气溶胶粒子
水汽
(carbon dioxide, CO2 )
平流层，由于臭氧浓度高又称为臭氧层。1. 气温随高度的升高而升高；2. 气流比较稳定；3. 空气中水汽含量很少，天空晴朗，很少有 云出现。
中间层
平流层顶到85km
，顶部温度可达-83℃—-113℃。
。
，二氧化碳、水汽稀少，无云层。

从中间层顶到800km
，气温迅速升高 
最高层，大气圈与星际空间过渡带
1. 气温升高
3 大气的物理性状
气象要素：
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、降水量等。
空气状态方程：
气象要素
气象要素：
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、降水量等。
1. 气温 (t)
定义：表示空气冷热程度的物理量。
摄氏温标（℃）
华氏温标（℉）：℉=9/5 t(℃ )+32
绝对温标（K） ： T=273+t(℃ )
2. 气压（p）
定义：地球表面单位面积上所受到的大气压力，称为气压。
单位：帕斯卡(Pa)，毫巴 (m b),毫米水银柱(mmHg)
1mb=100Pa=1hPa=3/4 mmHg
3. 湿度
定义：表示大气中水汽含量多少的物理量。大气的湿度状况是决定云、雾、降水等天气现象的重要因素。
1) 水汽压 （e）：指大气中所含水分的分压力。
p=pd+e
2）饱和水气汽压（E）
定义：在一定温度和气压下,空气中水汽达到饱和时的水汽压力称为饱和水汽压。
饱和水汽压与温度的关系可用马格奴斯（ Magnus）公式表示：
水面：a= b=235
冰面: a= b=265
E0 是0℃ 。t为蒸发面的温度（ ℃ ）。
(1)饱和水汽压随温度升高而很快增大。
(2) 饱和水汽压除与温度有关外，还与蒸发面的物态、形状以及蒸发面的溶液浓度等有关。a、同一温度下，饱和水汽压；
冰面<水面；凹面<平 面<凸面。b、凸面曲率增加，饱和水汽压增大；c、随着溶液浓度增大，饱和水汽压减小。
纯水面> 溶液
3） 饱和差 (d)
定义：在某一温度下，饱和水汽压与实际空气中水汽压之差称为饱和差。d=E-e
d 表示实际空气距离饱和的程度，在研究水面蒸 发时常用到。
当空气饱和时，d=0；
当未饱和时，d>0；
当过饱和时，d<0。
4）相对湿度
定义： 空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值。用百分数表示，即：U=e/E*100
U的大小直接反映空气距离饱和的程度。
当空气饱和时： U=100%
当未饱和时： U <100%
当过饱和时： U >100%
5） 绝对湿度
6） 比湿 (q)
定义：在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气的总质量（水汽质量加干空气质量）的 比值，称为比湿。g/g
q=mw/(mw + md)
mw为该团湿空气中水汽的质量；md为该团湿空气中干空气的质量。由此公式和状态方程可得：
q=
注意：上式中气压（P）和水汽压（e ）必须采用相同的单位）。
7） 露点 (td)
定义：在空气中水汽含量不
变，在一定的气压条
件下使空气冷却达到
饱和时的温度，称为
露点温度, 简称露点。
单位与气温相同。
实际气温（t ）与露点（td）之差表示空气距离饱和的程度。值越大说明相对湿度越小。
当t>td时，空气未饱和 ；
t<td时，空气过饱和；
t=td时，空气饱和
干球温度表湿球温度表最高温度表最低温度表
E=Ew-AP(t-tw)
双金属片温度计
4. 风
风：空气的水平运动就叫风。
风向：指风的来向。
地面风向用16个方位表示；
高空风向用方位度数（共分360º）表示，以0º（或360º）表示正北，90º表示正东，180º表示正南，270º表示正西。
风速：单位时间内空气移动过的距离（m/s 、km/h）
例如：南风4级