《气象学最后》PPT课件

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1、气象学与气候学MeteorologyandClimatology章节教学内容一引论二大气的热能和温度三大气中的水分四大气的运动五气候的形成六气候带和气候型本学科的研究对象主要包括三个,即:气象学、天气学和气候学（一）大气圈概述（二）水圈、陆地、冰雪圈和生物圈概述一、气象学、气候学研究对象、任务和简史二、气候系统概述（一）气象学与气候学的研究对象和任务（二）气象学与气候学发展简史三、有关大气的物理性状（一）主要气象要素（二）空气状态方程第一章引论b.气象学的研究对象——地球上的大气其中主要内容有（P1）气能本用（大）气大气一般的组成、范围、结构及各种要素等能（量）大气现象的发生、发展

2、及能量来源本（质）探求大气现象的本质及其变化规律；（应）用将大气现象中的规律应用于实践气象学（Meteorology）气象学与气候学的发展简史1.萌芽时期2.发展初期3.发展时期大气的垂直分层散逸层(外层)暖层中间层平流层对流层2大气的结构对流层对流层特点对流层是大气的最下层，它的下界为地面，集中3/4大气，90%水汽，日常所见的大气现象均发生在此层，也是对人类生活、产生最有影响的层次。①气温随着高度而降低。平均0．65℃②空气具有强烈的对流、乱流运动③气象要素水平分布不均匀：①温度随高度升高而增加②没有强烈的对流运动③水汽、尘埃含量很少平流层（对流层顶到55km）太阳辐射（一）什

3、么是辐射一、辐射的基本知识二、太阳辐射（二）物体对辐射的吸收、反射和透射（三）辐射差额（四）辐射的基本定律（一）太阳辐射光谱和太阳常数（二）太阳辐射在大气中的衰减1、大气对太阳辐射的吸收2、大气对太阳辐射的散射3、大气的云层和尘埃对太阳辐射的反射（三）到达地面的太阳辐射1、直接辐射2、散射辐射3、总辐射（四）地面对太阳辐射的反射第一节太阳辐射（一）辐射与辐射能2、辐射能：通过辐射传播的能量，称为辐射能，也简称为辐射。太阳辐射就是以光速从太阳向四周发射的。1、辐射：自然界中的一切物体都以电磁波的方式向四周放射能量，这种传播能量的方式称为辐射。特点：辐射透过空间并不需要媒介物质，真空中

4、也可以进行能量的传输如果某物体能把投射其上的所有波长的辐射全部吸收，即其吸收率为1(a=0,t=0)，这种物体称为绝对黑体，简称黑体（四）辐射的基本定律1、基尔霍夫定律2、斯蒂芬—波尔兹曼定律3、维恩定律辐射的基本定律基尔荷夫(kirchoff)定律(选择吸收定律)定律在一定温度下，任何物体对于某一波长的放射能力(eλ,T)与物体对该波长的吸收率(kλ,T)的比值，只是温度和波长的函数，而与物体的其它性质无关。Eλ,T只是波长和温度的函数。e／K＝E(λ，T)斯蒂芬—波尔兹曼(Stefan-Boltzmann)定律黑体的总放射能力（ET）与它本身绝对温度（T）的四次方成正比。即：E

5、T＝σT4式中σ＝5.67×10-8W.m-2.K-4为斯蒂芬—波尔兹曼常数。可计算出黑体在T时的辐射强度，也可由黑体的辐射强度求得其表面温度。物体温度愈高，其放射能力愈强。λm＝C/T或λmT=C如果波长以nm为单位，则常数C＝2896nm·K,于是(3-6)式为：维恩(Wien)位移定律绝对黑体的放射能力最大值对应的波长(λm)与其本身的绝对温度(T)成反比。即：λmT＝2896nm·K二、太阳辐射（一）太阳辐射光谱和太阳常数1、太阳辐射光谱：太阳辐射中辐射能按波长的分布可把太阳辐射看作为黑体辐射，斯—玻定律和维恩定律都可应用于太阳辐射。太阳辐射最强的波长为0.475μm，相当

6、于青光。三个光谱区：紫外线光谱区（波长小于0.4µm）可见光光谱区（波长在0.4~0.76µm）红外线光谱区（波长大于0.76µm）。太阳辐射（一）什么是辐射一、辐射的基本知识二、太阳辐射（二）物体对辐射的吸收、反射和透射（三）辐射差额（四）辐射的基本定律（一）太阳辐射光谱和太阳常数（二）太阳辐射在大气中的衰减1、大气对太阳辐射的吸收2、大气对太阳辐射的散射3、大气的云层和尘埃对太阳辐射的反射（三）到达地面的太阳辐射（四）地面对太阳辐射的反射（二）太阳辐射在大气中的衰减1、大气的吸收——有选择性占大气体积的99%以上的氮、氧对太阳辐射的吸收微弱，而含量不多的水气、二氧化碳和臭氧可以

7、吸收某些波段的太阳辐射能。吸收作用氧、臭氧、水汽和CO2气体成分强吸收波段弱吸收波段使太阳能损耗氧<200nm的紫外光690~760nm的可见光臭氧200~320nm的紫外光600nm的可见光吸收量很多水汽930~1500nm的红外光（三个强吸收带）600~700nm的可见光（三个弱吸收带）损耗4－15％减弱方式主要的吸收成分－－－吸收具有的选择性各成分的吸收波段（2）散射分类①分子散射（雷莱散射）——有选择性如果太阳辐射遇到的是直径比波长小的空气分子，则辐射的波长愈