大气科学导论1章概论

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1、第一章概论2021/7/141大气层（地球大气）：包围地球的空气称大气层。大气层的作用它是一切生物和人类赖以生存最重要的环境。大气层的物理、天气现象并且，从地面到80km左右高空的大气层中，特别是地表到10km高度的大气层存在着各种不同尺度大气的运动，发主着各种物理现象和天气现象，如雾、霜、冰雪和雨、冬季的寒潮、夏季的台风、暴雨、冰雹、雷电等，以及发生着各种化学现象，如温室气体CO2、稻田排放的CH4、工厂烟囱经常排放的SO2、汽车产生的N2O等。2021/7/142大气CO2浓度升高的证据！！！2021/7/1

2、43地球金星水星167°C+457°C15°CAlGore(2010)地球水星金星2021/7/144太阳辐射多数被地球吸收，并使地球变暖一部分向外反射的红外辐射被地球大气捕获吸收，令大气变暖部分太阳辐射被地球以红外辐射的形式反射回太空AlGore(2010)2021/7/145永冻层融化COALMININGCOALPLANTSCROPBURNING石油生产焚烧大火陆上运输垃圾填埋场施肥INDUSTRIALAGRICULTUREINDUSTRIALPROCESSES温室气体来自何处？WhereDoGreenhou

3、seGasesComeFrom?MELTINGPERMAFROST煤矿开采燃煤发电厂产业化加工产业化农业焚烧农作物FERTILIZATIONLANDTRANSPORTATIONLANDFILLSFORESTBURNINGOILPRODUCTIONAlGore(2010)2021/7/1462021/7/1473节，3学时第一节大气科学的重要性第二节大气科学的研究对象与研究内容第三节大气科学的研究方法2021/7/148第一节大气科学的重要性2021/7/149由于地球大气是一切生物和人类赖以生存最重要的环境。一切

4、生物和人类的生存均需要阳光、空气和清水，不仅空气直接与大气有关，而且阳光也要经过大气才到达地面，至于清水主要来自天空的降水，它们也与大气密切相关。因此，大气科学可以说是自然科学中最重要的学科之一。2021/7/1410第一节大气科学的重要性一、大气科学理论在自然科学中的作用二、大气科学研究在国民经济建设和社会发展中的作用（一）在防灾减灾中的作用（二）在环境保护中的作用（三）大气科学在现代交通运输上的作用2021/7/1411一、大气科学理论在自然科学中的作用20世纪20年代挪威著名气象学家皮叶克尼斯（V.Bjer

5、knes）提出斜压大气和环流理论，推动了整个宏观流体动力学的研究1922年英国科学家理查逊（L.F.Richardson）提出逐步积分的概念，促进了后来计算机枝术的发明和发展30年代著名的美籍瑞典气象学家罗斯贝（C.G.Rossby）提出，我国著名气象学家叶笃正、曾庆存所发展的大气适应理论说明了在大气、海洋这种自然界中质量的分布与运动互相作用，运动产生于质量分布不均匀中，而质置的分布是在运动中形成的，这是自然辩证法的一个很好的发展；在60年代初，美国伟大气象学者洛伦兹（E.N.Lorenz）提握出分岔、混饨和怪吸

6、引子概念，他提出科学上的确定论与随机论不能截然分开，它们是可以互相联系起来的，这被公认为当代自然科学的重大突破。这些概念的握出不仅使气候动力学大大发展，而且使数学、物理学、生物学等自然科学取得重大突破，同时使社会科学得到很大发展。2021/7/1412一、大气科学理论在自然科学中的作用哲学界认为自然科学发展中有三次革命：第一次科学革命是17世纪初牛顿创立的经典力学它使观测和实验所得到的科学现象上升为理论，产生了近代自然科学理论第二次科学革命是20世纪初爱因斯坦提出的狭义和广义相对论为量子力学等现代科学的发展提供了

7、理论基础第三次科学革命就是伟大气象学家洛伦兹所提出的非线性的“分岔、混饨和怪吸引子”概念这个理论把自然界的确定变化与无序变化联系起来，从而可以描述自然界物体运动的多样性、奇异性和复杂性。从上面一些例子可以说明大气科学的理论对于自然科学的发展是有很大作用的。2021/7/1413（一）在防灾减灾中的作用自然灾害、人为灾害通常人们把以自然变异为主因产生的灾害称之为自然灾害，如地震、风暴潮；将以人为影响为主因产生的灾害则称之为人为灾害，如人为引起的火灾和交通事故。气象灾害由大气圈变异活动引起的对人类生命财产和国民经济及

8、国防建设等造成的直接或间接损害。自然灾害损失中气象灾害占的比例在80%以上2021/7/1414（一）在防灾减灾中的作用大气科学与社会和经济的发展有着密切关系。发生在大气中的各种现象及其变化，如雨水和温暖等可以造福人类，但是它们也可带来严寒、酷暑、干旱和雨涝、冰雹、龙卷等灾害性气候和天气，这些都直接影响了工农业生产、交通运输和人民生活，甚至威胁了人民的主命财产。发生在大气