第一章海洋水文气象要素.ppt

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1、第一章海洋水文气象要素气象要素：气温、气压、湿度、风、云、雾、能见度等都是表征大气状态的物理量或物理现象的要素统称。水文要素：表层水温、海浪、海流、海冰等。但也可以是认为是广义的气象要素。天气：是一定区域内在较短的时间内各种气象要素的综合表现。气候：是某一区域各种气象要素的多年平均特征，其中包括极值。天气表示大气运动的瞬时状态，气候则表示长时间统计的平均结果§1.1大气和海洋概况一.大气的成分和垂直结构1、大气环绕地球表面的整个空气层称为大气层。地面附近空气密度的数值1293g/m³.大气的质量75%集中在10km以下,99%集中在35km以下2、大气的成分干洁空气、水汽和

2、杂质1）干洁空气：除水汽和液体，固体杂质以外的整个混合气体称为干空气。主要成分：氮78.09%、氧20.95%、氩0.93%次要成分：二氧化碳0.03%、（氢、氖、氦、氪、氙、氡、臭氧25）占0.01%90公里下的干洁空气作为分子量28.966的单一成分理想气体干空气状态方程：p=ρdRdT（压强P，密度ρd，T温度，Rd气体常数）2）水汽：随着时间地点和气象条件的不同有教大的差异变化范围在0%～4%水汽是在一般的自然界的温度和压力条件下可以转变成水滴和冰晶，可以发生相变的的唯一成分水汽的状态方程：ε=αRαT(ε水汽压强，α水汽密度，Rα水汽的比气体常数）ρw=ρd+α（

3、干空气密度+水汽密度）水汽密度/干空气密度=0.6223）杂质：大气中的杂质有利于水汽的凝结，称为凝结核，大量的悬浮空气的杂质聚集在一起的时候会形成雾，烟、沙尘的天气现象大气和海洋概况3、对流层和平流层自上而下将大气划分为对流层、平流层、热层、散逸层五个层次1）对流层平均高度10km下界：地表上界：中纬度10~12公里低纬度17~18公里高纬度6~8公里（随着纬度和季节不同有所变化，夏季比冬季高）对流层集中了全部大气质量的80%和几乎全部的水汽，云雾雨雪都发生在这层对流层中有强烈的对流和乱流运动，有利于上下层间热量和水汽的交换。对流层中有强烈的对流和乱流运动，有利于上下层间

4、热量和水汽的交换。对流层中气温随高度的升高而降低，平均上升100m下降0.65℃。气象要素（温度、湿度）在水平方向分布不均，存在气团和锋。根据大气运动的不同特征：对流层分为摩擦层和自由大气摩擦层：在对流层底部贴近地表的气层，空气运动受地面摩擦和空气分子的湍流粘滞作用显著。自由大气：在摩擦层上距地表远空气密度小，摩擦作用小通常可以不忽略。大气和海洋概况在对流层中部（500百帕等压面）的气流状况可以代表整个空气系统的基本运动趋势是考虑天气预报时备受关注的主要气层。对流层顶：在对流层和平流层之间一个厚度为1~2km过度层。特征：气温的垂直递减率突然变小或几乎不变，甚至气温随高度增

5、加而上升逆温层能有效地抑制对流的发展使水汽和杂质保持在对流层而不易向高处散逸2)平流层平流层：从对流层向上到大约55km高度之间的气层平流层下层的温度随高度变化很小或不变称为同温层。到20km以上温度随高度的升高而显著增加出现逆温层。臭氧主要存在20~40km的气层中称为臭氧层，臭氧大气中能强烈地、直接吸收太阳紫外线的唯一成分。最上是热层大气由于受强烈的太阳紫外辐射和宇宙射线的作用而处于高度电离状态，称为电离层大气和海洋概况二、海洋的划分地球上广大的连续水体成为海洋构成了地球的水圈。海洋占地表总面积的70.8%，海水质量占地球质量10/00海水密度为1.01~1.03克/厘

6、米洋：占海洋总面积的89%深度为2~3km.世界大洋是互相沟通的。有独自的潮波系统和强大的洋流系统。海：大洋靠近大陆边缘部分由岛弧或半岛所隔离或居于两陆中间或由陆地包围的部分称为海。占海洋面积的11%没有独立的海流系统和潮波系统。海湾：洋或海的一部分延伸入大陆，其深度和宽度逐渐减小的水域成为湾。海峡：海洋中相邻海区之间宽度较窄的水道称为海峡。大气和海洋概况三、大气和海洋污染大气污染：主要是一氧化碳和二氧化硫的释放到大气中。由人类活动使局部甚至全球范围大气成分发生有害于人类和各种生物的变化过程称为大气污染。海洋污染：主要是降水和江河径流、大气环流、水流、涨落潮给海洋带来大量污

7、染物。大气和海洋概况§1.2气温和海温气温是重要的大气状态参数之一，是表示空气冷热程度的物理量，通常采用摄氏温标℃和绝对温标K，T=273+tt=T-273华氏温标与摄氏温标的关系：C=5/9（F-32）F=9/5C+32一、太阳、地面和大气的辐射辐射的基本特性：自然界中一切温度高于绝对零度的物体，都在时刻不停地以电磁波的形式向外传递能量，这种能量的方式称为辐射。物体的温度越高放射能力越强，辐射出的波长越短，温度越低放射能力越弱，辐射的波长越长。太阳辐射、地面辐射和大气辐射：太阳表面为6000K，地面和大气温度为3