大气科学概论复习提纲.docx

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1、大气科学概论复习提纲（2016）第一章大气概述1-1大气成分：干洁空气、水汽、颗粒物。干洁空气：主要成分（N2、O2、Ar）、微量成分（CO2、CH4、He、Ne、Kr等）、痕量成分(H2、O3、Xe、NOx、NH3、SO2、CO等)。重点：温室效应CO2、臭氧层O3、水汽、颗粒物。1-2空气状态方程干空气状态方程：p=ρdRdT湿空气状态方程：p=ρRdTv虚温：Tv=T(1+0.378ep)重点：同温同压下湿空气密度小于干空气密度，并说明其气象学意义。1-3主要气象要素气温：宏观上冷热程度，微观上分子平均动能（

2、内能）。T(ºK)=273+t(ºC)气压：宏观上单位面积水平面上的大气柱重力，微观上分子热运动在单位面积上所产生的撞击力。单位：Pa、hPa、mb、mmHg、bar等。1Pa=1Nm-21hPa=1mb=100Pa1mb=10-3bar1bar=760mmHg=Pa≈105Pa湿度：大气中水汽含量。水汽压(e)和饱和水汽压(E)、绝对湿度(a)、相对湿度(f)、混合比(r)和比湿(q)、露点温度(td)重点：饱和水汽压(E)与气温(T)的关系风：风速ms-1、kmh-1、knot(nmh-1)；风向即风的来向，1

3、6方位、方向度1-4大气垂直结构根据温度垂直分布，分为对流层、平流层、中间层、热层、外逸层。根据大气组成，分为均匀层、非均匀层；根据大气电离程度，分为电离层、非电离层重点：对流层特征。1-5气压的分布变化高度分布：静力方程、气压阶（单位气压高度差）、压高公式(匀质大气、等温大气、多元大气)、标准大气；水平分布：等高面图——海平面气压场（等压线分布）：低气压、高气压、低压槽、高压脊、气压鞍；等压面图——高空某一等压面的等高线分布图，如850hPa、700hPa、500hPa、200hPa等。重点：大气静力方程、海平面

4、气压场基本形式、位势高度、气压梯度（水平气压梯度、垂直气压梯度）。第二章大气辐射学2-1辐射概述概念：辐射波谱、物体对辐射的响应（吸收率a、反射率r、透射率d）、黑体(a=1)和灰体(a<1)、比辐射率δ（黑体δ=1、灰体δ<1）；度量：辐射强度I(Wm-2Sr-1)、辐射通量密度F(Wm-2)、关系F=πI。对于平行辐射，辐射强度I(Wm-2)、辐射通量密度F(Wm-2)、关系F=Icosθ，θ为入射辐射与接收面法线的夹角。2-2辐射基本定律普朗克函数（ThePlanckFunction）：基尔霍夫(Kirchh

5、off)定律：Stefan-Boltzmann定律：Wien定律：2-3太阳辐射太阳常数S0=1382Wm-2；大气对太阳辐射的吸收：吸收光谱、指数定律：，P大气透明度系数、m大气光学质量大气对太阳辐射的散射：分子散射、米散射达到地面的太阳直接辐射：达到地面的太阳总辐射=直接辐射+散射辐射：日变化、年变化、纬度分布；2-4地球辐射地面辐射：大气辐射：地面有效辐射：地面辐射差额：地面能量平衡：气温日、年变化：第三章大气热力学3-1大气温度平均气温及气温极值气温影响因素：全球海平面气温分布：3-2水相变水循环、水相平衡

6、图、饱和水汽压影响因素3-3热力学第一定律热力学第一定律：dQ=dU+dW大气热流量方程：dQ=CpdT–RTdp/p3-4绝然过程干绝热方程（Poisson方程）：，其中位温：干绝热直减率：湿绝热直减率：焚风效应3-5大气静力稳定度l稳定度概念：l稳定度判别：气块法：T>Te不稳定、T=Te中性、Tγd不稳定、γ=γd中性、γ<γd稳定，（γ和γd分别为周围气温直减率和干绝热直减率）；饱和湿空气γ>γm不稳定、γ=γm中性、γ<γm稳定，（γ和

7、γm分别为周围气温直减率和湿绝热直减率）。l稳定度三种情形：γ<γm绝对稳定、γm<γ<γd条件性不稳定、γ>γd绝对不稳定，绝对不稳定多形成于夏季陆地午后；绝对稳定则多见于秋冬季陆地清晨/；而多数情形下为条件性不稳定。l不稳定能量类型：绝对不稳定型、绝对稳定型、潜在不稳定型（真潜不稳定型和假潜不稳定型）。第四章大气动力学基础4-1大气运动方程l绝对运动方程：l相对运动方程：l作用于大气微团的力：气压梯度力、地转偏向力Coriolisforce)、有效重力、摩擦力。l连续方程：l运动方程尺度分析：4-2自由大气中的

8、平衡运动l地转风：概念、风速标量、矢量表达式、白贝罗（Buys-Bullot)风压定律，等压面（p坐标系）中地转风标量、矢量式；l梯度风：概念、自然坐标系中水平运动方程、梯度风方程、气旋梯度风性质、反气旋梯度风性质；l热成风：概念、风速标量、矢量表达式、性质、应用；4-3大气摩擦层中的风l摩擦层中的地转风：①地面风速小于高空地转风;②地面风速与等压线成一夹角