气象学

绪论

一、气象学

1.  气象学的定义:研究发生在大气中的各种物理过程(辐射、热传导、水分)、物理现象(风雨雷电)及其演变规律,并利用这些规律为人类服务的一门学科。

表示

2.  天气学的定义:研究在一定地区一定时间内,各种气象要素的一定结合所决定的大气状态的学科。

3.  气候学的定义:研究在太阳辐射、下垫面、大气环流等因素的共同作用下某一地区多年综合天气状况的学科。

气象与气候   

 气象要素:包括表征大气状态(气温,湿度,压强等)和大气性质(风、云、雾、降水等)的物理量。

 各种气象要素相互联系,相互影响,并且在不同地点和时间出现不同组合,构成了各地的天气和气候。天气和气候既有联系又有区别。

二、农业气象学

1.  定义:研究农业生产于气象条件相互联系的交叉学科。

2.  学科性质:学科交叉(生物科学,农业科学,应用气象学)

3. 为什么学习农业气象学?

①       实现农业生产的高产、稳产需要合适的气象条件。

②       为充分利用气候资源提供依据。

③       摸清天气、气候的变化规律,趋利避害。

4.  研究方法

①       联合观测法(平行观测法)

在农作物生产过程中对农作物生长发育及气象条件同时进行观测。

②       地理播种法

在不同的气候条件下按同一方案播种同一作物品种,在短时间内获得生长状况及产量数据。

③       分期播种法

将实验作物在不同时间播种在同一田块上,可获得丰富的实验数据。

④自然条件与人工控制条件下对比实验

⑤分析法

利用气象要素与产量的逐年数据进行统计分析。

第一章 大气

一、大气的组成

第一阶段:原生大气:氢、氦、氖等

第二阶段:次生大气:二氧化碳、甲烷、氮、水汽、硫化氢和氨等

第三阶段:现代大气:干洁大气(氮、氧、氩、二氧化碳等) 、水汽、气溶胶粒子

1.  干洁大气:不含水汽和气溶胶粒子的混合空气。

是80~100Km的低层空气;平均分子量28.966;主要成分:N2占78%,O2占21%

⑴ N2根瘤菌的固氮作用

⑵ O2

⑶ O3::O2+O→O3

  选择性吸收太阳短波紫外线,对紫外线的短波区(0.20~0.28μm)全部吸收,中波区(0.28~0.32μm)绝大部分吸收,长波区(0.32~0.40μm)完全不吸收。

⑷CO2

2.  大气中的水汽

集中在100~200m以下的近地面对流层。

来源:相变,水的三相变化影响天气变化。相变过程中吸收或放出潜热,调节地温和气温的变化。

3.  气溶胶粒子

来源:人工源和自然源

二、大气污染

1.  定义:人类活动或自然过程中,排放到大气中的物质的数量、浓度以及持续时间超过了大气环境的容许量,直接或间接地地人类生产生活产生不良影响的现象。

2.  大气污染物:含硫化合物、含氮化合物、碳氧化物、碳氢氧化物、含卤素的化合物、光化学氧化剂及颗粒物。

3.  空气污染指数(API)

一级,API≤50,优

二级,51≤API≤100,良好

三级101≤API≤150,轻微污染;151≤API≤200,轻度污染

四级,201≤API≤300,中度污染

五级,API≥300,重污染

4.对全球气候的影响

1酸雨:pH<5.6的降水。由SO2和NOx转化。

2温室效应:温室气体主要有二氧化碳,甲烷和水汽。

3臭氧层遭破坏

三、大气垂直结构

★1、对流层:
特点:气温随高度的上升而降低:平均为 -0.65℃/100m(因地面加热空气缘故);空气具有强烈对流运动;气象要素水平分布不均匀

2、平流层(臭氧层在此层内)
温度随高度的增加而增加(因臭氧直接吸收太阳紫外线);空气以水平运动为主;水汽含量少

3、中间层

特点:气温随高度增加而降低;空气垂直对流运动强烈;空气中分子较原子较多。

4、热层(暖层)

特点:气温随高度增加而迅速升高;空气处于高度电离状态。

5、散逸层

特点:气温随高度升高变化缓慢或基本不变;气温很高;空气手地心引力小。

第二章

1.太阳辐射Rs:从太阳而来的光和热的总称。

2.辐射通量密度:是指物体在单位时间单位面积上发射、吸收、反射、透射的辐射能量,单位为W/m2或J/(m2.s)

3.太阳光照度:通过或到达单位面积的光通量,单位lx(勒克斯)

4.太阳常数:当日地距离为平均值,在被照亮的半个地球的大气上界,垂直于太阳光线,每秒每平方米的面积上,获得的太阳辐射能量称为太阳常数。RSC≈1367±7W/m2

5.大气质量数:在标准状况下,海平面的气压为1013hPa,气温为0℃时,太阳光垂直投射到地面所经过路程中,单位截面积空气柱的质量称为一个大气质量数,

6.大气透明度:大气透过一个大气质量数后的辐射强度与透过之前的辐射强度之比称为大气透明度,即在标准状况下,垂直到达地面的太阳辐射通量密度与太阳常数之比,a=RS/RSC

7.太阳高度角:太阳平行光线与水平面之间的夹角称为太阳高度角。用h表示。

8.地球辐射:地面发射的长波辐射称为地面辐射RLu;大气发射的长波辐射称为大气辐射,RLd;地面辐射和大气辐射总称为地球辐射。

9.地面有效辐射:地面发射的辐射RLu与地面吸收的大气逆辐射RLd之差,称为地面有效辐射RLnRLn=RLu-RLd。一般为正,表示地面损失热量。

10.大气逆辐射RLd大气辐射指向地面的部分(有保温效应)。

11.直接辐射:太阳以平行光形式投射到地面的是直接辐射,Rsb,RSb =am.RSc .sinh

12.散射辐射:大气对太阳辐射有散射作用,其中散射向地面的那部分称为散射辐射。RSd=0.5Rsc(1-am) sinhθ。分为分子(雷利)散射和粗粒(米)散射。

13.地面辐射平衡公式:地面净辐射Rn=(Rsb+RSd)(1-α)+ RLd -RLu W/m2

14.感热通量密度:通过湍流热交换传递给大气的能量H=CV(△t/rH), CV是空气容积比热,一般取1300J/(m3·℃) ,△t是下垫面温度与空气温度之差,rH是热量输送阻抗(s/m).

15.潜热通量密度:以潜热方式传递给大气的能量,LE=LMW·(es-ea)/RT·rt,L是蒸发(蒸腾)潜热,L=2450J/㎏,E是水分蒸发(蒸腾)率,MW水的摩尔质量,R是普适气体常数,R=8.31J/(mol·K),T是空气绝对温度。

16.大气对太阳辐射的衰减:吸收(水汽吸收最强的波段位于红外区的0.93~2.85μm,氧只对波长小于0.2μm的紫外线吸收很强,臭氧在0.2~0.3μm波段的吸收带很强,二氧化碳仅对红外区2.7μm和4.3μm附近的吸收很强);散射(分子散射,粗粒散射);反射(云的平均反射率为0.50~0.55,太阳辐射有近25%被云反射回空间)。这三种方式中以反射最为重要,尤其是云的反射,散射次之,吸收作用相对最小。

17.各波段波长对植物的作用:波长大于1.00μm的辐射,被植物吸收转化为热量;波长在1.00~0.72μm的辐射只对植物伸长起作用;波长在0.72~0.61μm的红光和橙光,光合作用最强;波长在0.61~0.51的绿光表现为低光合作用和弱成形作用;波长在0.51~0.40的蓝紫光表现为次强的光和作用和成形作用;波长在0.40~0.32μm的紫外光,主要起成形和着色作用;波长在0.32~0.28μm的紫外线大多数对植物有害;波长小于0.28μm的远紫外线可立即杀死植物。

18.太阳辐射的日/年变化:一天中,中午最强,日出日落时最弱;一年中,夏季最大,冬季最小。

19.描述日照的方式

可照时数:日出到日落太阳可能照射时间的长度。

实照时数:可照时数中实际有光照时间的长度。

日照百分率:实照时数与可照时数的比值。

20.北半球光照时间的时空变化规律:在北半球某一纬度上,冬至时全年日照时间最短,冬至过后,昼渐变长夜渐变短;春分时,昼夜等长,之后昼长于夜;夏至时全年日昼最长夜最短;夏至后昼渐短夜渐长,到秋分日昼夜等长,之后昼短于夜,直至冬至夜最长昼最短。

21.作物引种:对短日照作物来说,南种北引,由于北方生长季内日照时间长,将使作物生育期延长,反之北种南引作物将加速发育,缩短生长期;对长日照作物来说,北种南引,由于日照时间短,将延迟发育于成熟,南种北引则反之。

22.如何提高光能利用率:增长光照时间,改良品种,增大光合作用面积。

第三章

1.热容量(C):温度升高或降低1℃所需吸收或放出的热量,分质量热容量和容积热容量两种:质量热容量(Cm)质量的物质温度变化1℃所需吸收或放出的热量,单位 (J·㎏)/ ℃;;容积热容量 (Cv)单位体积的物质温度变化1℃所需吸收或放出的热量,单位J/(m3·℃)。ρCm=Cv

2.导热率:当物体的温度垂直梯度为1℃/m时,单位时间通过单位水平截面积的热量,单位J/(m·s·℃)。

3.导温率(热扩散率):指在一定的热量得失情况下,物体温度的变化快慢的一个物理量。K=λ/CV

4.气温日较差:在一天中空气温度有一个最高值和一个最低值,两者之差为气温日较差。

影响因素:纬度、季节、地形、下垫面性质、天气。  

5.气温年较差:一年中月平均气温的最高值和最低值之差,称为气温年较差。

影响因素:纬度、海陆、距海远近、地形、天气。

三基点温度:生长最低、最适、 最高温度。喜凉作物分别为:    5℃、    20-30℃    35-40℃;喜温作物分别为:  10-15℃、 30-35℃     45℃

6.界限温度:标志某些重要物候现象或农事活动的开始、终止或转折的温度。

7.活动积温:高于生物学下限温度的日平均气温。

8.有效积温:日平均气温与生物学下限温度之差。

9.绝热垂直减温率:气块绝热上升单位距离时的温度降低值,称为绝热垂直减温率(绝热直减率或绝热垂直递减率)。分为干绝热直减率(γd),其值约为1℃/100m,湿绝热直减率(γm),其值平均为0.5℃/100m。

10.土壤温度的垂直变化:(注意书上的图)

A.日射型:土壤温度随深度增加而降低的类型,一般出现在白天和夏季。

B.辐射型:土壤温度随深度增加而增加的类型,一般出现在夜间和冬季。

C.过渡型:土壤上下层的垂直分布分别具有日射型和辐射型的特征,一般出现于昼与夜(或冬与夏)的过渡时期。

11.土壤的温波方程

土壤温度的日,年变化曲线可用数学公式来表示:

为Z深度土壤平均温度, 为地表0cm处温度振幅,Z为任何深度(m),t为任意时刻。

ω指温度曲线的正弦角度,旋转一周为360°=2π,ω=2π/T,T为旋转一周所用的时间,相对日变化而言,则T=24h,即24h完成360°旋转;相对年变化,则T=365d。t是所求时刻时间。

从公式中可以看出:土壤温度振幅将按对数 规律衰减,土壤温波峰值出现时间将按位相 滞后。所以,D是一个重要参数,称为土壤衰减深度。

第四章 水分

1.空气湿度:表示空气中水汽含量多少的物理量,是决定云、雾、降水的重要因素。

2.空气湿度的表示方法

①水汽压e:大气中水汽产生的那部分压力,分为实际水汽压ea和饱和水汽压es.

★ea=esw-γ(ta-tw)=esw-66(Pa/℃) (ta-tw)

★es=610.78exp[17.269*t/(273.3+t)]

②饱和差d=es-ea

③露点温度td

空气中水汽含量和气压不变的条件下,降低气温使空气达到饱和时的温度。在露点温度下的饱和水汽压就是空气温度下的实际水汽压。

④  绝对湿度:单位体积空气中所含的水汽质量。

ρω=1.06ea/(1+αta) α=1/273(气体膨胀系数

⑤  相对湿度RH=ea/es*100%

3.蒸发通量密度E:单位时间内单位面积上蒸发出水的质量。单位:㎏/(m2·S)

4.蒸发(水由液态到气态)

①水面蒸发:影响因素:水源、热源(决定蒸发速度)、饱和差d、风速与湍流扩散、溶质浓度

②土壤表面蒸发:影响因素:含水量、气象条件、土壤结构、性质、颜色、方位、植被

③蒸腾

5.植物蒸腾:指植物体内水分通过植物叶面气孔以气态水的形式向大气输送。

植物蒸腾通量密度E=MW(eSL-ea)/RT·rt(联系第二章潜热通量密度LE)

植物的蒸腾系数KT=单位面积上植物蒸腾总水量/单位面积上收获干物质量

6.农田蒸散:将农田表面水分输送到大气中的总过程。

分为实际蒸散和可能蒸散,实际蒸散≤可能蒸散

7.水汽凝结的条件:①空气中水汽达到饱和或过饱和状态②空气中具有吸湿性的凝结核

8.降水的形成:要使云产生降水必须使云滴增大,使重力大于浮力。云滴增大通过两种过程完成:A凝结(或凝华)增长过程:水汽从饱和水汽压大的云滴移到小的云滴上,使云滴增大;B云滴的碰并增长过程:大云滴下降速度比小云滴快,在下降过程中很快追上小云滴,大小云滴相互碰撞而粘附起来,成为更大的云滴,当有上升气流时小云滴也会追上大云滴与之合并,成为更大云滴,云滴带有正负电荷时,也可引起云滴的相互碰并。

9.降水的种类:雨、雪、冰雹、霰

10.降水的表示方法:降水量、降水强度、降水变率

11.冷/暖云降水

12.水分日/年较差变化

13降水与空气湿度对作物的影响:降水是决定作物产量的主要因子之一,降水过多易形成渍涝,还带来阳光不足,降少引起干旱;空气湿度大小是影响作物蒸腾和作物吸水的重要因子之一。相对湿度小时作物蒸腾旺盛,吸水较多,空气湿度过大时植物生长将受到抑制,还会影响作物成熟时的脱水过程。

第五章 气压和风

1.气压::指大气压强,即单位面积上所承受的大气压力。标准状况:气温为0℃,一个大气压即在45°纬度海平面上大气为1013.25hpa或760mmHg,或简写为1000hpa。

2.气压的变化及原因

A气压的日变化:清晨气压上升,9~10时出现最高值,以后气压下降,到15~16时出现最低值,此后又逐渐升高,到21~22时出现次高值,以后再度下降,到次日3~4时出现次低值。日变化原因同气温日变化和大气潮汐密切相关。

B气压的年变化:受气温年变化影响

大陆型:一年中气压最高值出现在冬季,最低值出现在夏季;

海洋型:一年中气压最高值出现在夏季,最低值出现在冬季;

高山型:一年中气压最高值出现在夏季,最低值出现在冬季。

C气压的垂直变化:随高度增高空气密度迅速减小,所以气压降低,每上升100m,气压平均降低12.7hPa。

3.压高公式:于受地球吸引的影响,越贴近地表空气密度越大,气压越高。而越往上空气越稀薄,气压越低。这种气压随高度的升高而降低的关系可以用拉普拉斯压高公式表示:

Z2-Z1=18400(1+at)lg(P1/P2) P1,P2为Z1和Z2分划为两点高度上的气压;t=(t1+t2)/2,为Z2和Z1高度间的平均气温(℃),a膨胀系数=1/273

★4.气压场的表示方法:等高面图和等压面图。

①等高面图上(也称地面天气图),一般规定每隔2.5hPa画一条等压线。

②等压面图上(也称高空天气图),一般规定每隔4位势什米画一条等高线。

5.气压场的基本型式

水平方向上气压场的分布特点:低气压 、高气压、低压槽、高压脊、鞍形场

6.气压系统的空间结构

①温压场对称系统: 暖性高压、冷性低压、暖性低压、冷性高压

②温压场不对称系统

7.:空气的水平运动称为风。风是矢量,包括风向、风速。

8.作用于空气质点上的力:空气之所以有运动是因为有力作用在其上。

这些力有水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力和摩擦力。

①水平气压梯度力(G)

A定义:气压梯度存在时,单位质量空气所承受的力。

B水平气压梯度力的大小:G = –1/ρ(ΔP/ΔN)

C水平气压梯度力的方向:由高压指向低压

D水平气压梯度力的单位 :N/Kg=(kg· m/s2 )/kg=m/s2  是重力加速度单位

E水平气压梯度力是产生风的原动力

②地转偏向力(A)也叫科里奥利力或科氏力

地转偏向力是因地球绕自身轴转动而产生的非惯性力。

A定义:因把有自转运动的地球当作参照物,使相对地球作运动的物体的运动方向向右偏转(南半球向左偏转)的力叫地转偏向力。

B地转偏向力的方向:与运动方向垂直,并指向运动方向的右方(北半球)

C地转偏向力的大小:A=2Vωsinφ 在极地φ=90°,A最大,在赤道φ=0°,A最小 为0。

D地转偏向力的单位 :m/s2

③惯性离心力(C)

A定义:当空气作曲线运动时,由曲率中心沿曲率半径向外作用在空气质点上的力。这个力是物体为保持沿惯性方向运动而产生的,因而叫惯性离心力。

B惯性离心力大小:C=V2 / r(龙卷风的 r 特小)

C惯性离心力的方向:与运动方向垂直,由曲率中心沿曲率半径指向外缘

D惯性离心力的单位:m/s2

④摩擦力R

A定义:两个相互接触的物体作相对运动时,在接触界面上产生阻碍相对运动的力叫摩擦力。

B摩擦力的方向:与空气运动方向相反。

C摩擦力的大小:R= - kV

D摩擦力的单位 :m/s2

◆对以上四种力作一个简要总结◆

*水平气压梯度力是形成风的原动力,是最基本的力,其它力是在空气开始运动后才产生和起作用的。

*由于地转偏向力和惯性离心力的方向与空气运动方向垂直,所以只能改变空气运动方向,不能改变运动速度。而摩擦力可以改变空气运动速度,不能改变运动方向。

*地转偏向力对高纬地区的空气运动影响较大,而对低纬地区特别是赤道附近的空气运动的影响可忽略不计。

*惯性离心力是当空气作曲线运动时才起作用,而当空气作近于直线运动时,可忽略不计。

*摩擦力只在地表面上空1-2Km的摩擦层内起作用,而在自由大气层中可忽略不计。

9.自由大气中的风

在离地面1~2km以上自由大气中,由于摩擦力对空气运动影响很小,可忽略不计,所以空气基本是沿等压线吹。

①地转风:有G、A两个力作用

②梯度风:有G、A、C三个力作用;贝罗风压定律:背风而立,高压在右,低压在左。

10.摩擦层中的风

①在平直等压线的气压场中空气运动受三个力作用:G—梯度力,A—偏向力,R—摩擦力

②在曲线等压线的气压场中:则受四个力作用G,A,C,R

在低压中心(气旋)中,气流斜穿等压线逆时针向中心辐合;

在高压中心(反气旋)中,气流斜穿等压线顺时针向外辐散。

11.大气环流:大范围空气运动的平均状况。包括三圈环流、季风环流和地方性风。

12.三圈环流

(1)第一环流圈(Ⅰ):赤道低压与副热带高压之间, 称为“信风环流圈”或“热带环流圈”。

(2)第二环流圈(Ⅱ):副极地低压与极地高压之间, 称为“极地环流圈”

(3)第三环流圈(Ⅲ):副极地低压与副热带高压之间, 称为“逆环流圈“、”中纬度环流圈“或”费雷尔(Ferrel)环流圈“。

★14.季风环流

A定义:大范围地区的盛行风向随季节有显著改变的现象称为季风。

B季风环流的形成:主要由于海陆热力性质差异及这种差异的季节性变化

夏季:气流从海洋→大陆,形成夏季风    白天:海洋→大陆

冬季:气流从大陆→海洋,形成冬季风    晚上:大陆→海洋

C我国的季风环流:我国的季风环流极为显著,属于东亚季风。冬季盛行干燥寒冷的西北风、北风和东北风,及冬季风;夏季盛行温暖潮湿的西南风、南风和冬南风,及夏季风。

15地方性风:包括:海陆风、山谷风、峡谷风、焚风。

第六章 天气及灾害性天气

1.气团

A概念:在对流层内水平方向上气象要素分布比较均匀的大范围空气团称为气团。

B气团形成的源地条件:要有范围广阔、地表性质比较均一的下垫面;有适当的环流条件即稳

C气团的分类:

地理分类法:根据气团源地的地理位置和下垫面性质进行分类。

热力分类法:依据气团与流经地区下垫面间的热力(温度)对比进行分类。包括冷气团和暖气团。

★D影响我国的主要气团

1)西伯利亚、蒙古的变性极地大陆气团:冬季寒潮、大风天气。

2)热带太平洋和南海的热带海洋气团:夏季降水,炎热。

3)欧洲大陆副热带地区的热带大陆气团:使西部及华北等地夏季出现酷热干旱天气。

4)印度洋的赤道气团:带来长江以南地区大量降水

2.

定义:冷暖气团相遇时,它们之间形成的狭窄而倾斜的过渡带称为锋。

A在锋面经过的地区常会伴随着如大风、阴天、下雨、气温发生剧烈变化等天气现象产生?

B锋的类型:根据锋两侧气团移动方向和结构状况,把锋分成4种类型:①暖锋②冷锋③准静止锋④锢囚锋。

B、锋面天气

(1)暖锋天气:锋前降水,雨区宽阔,降水连绵,势不猛烈。

(2)冷锋天气:

一型冷锋(缓型冷锋):锋后降水,雨区较窄,连续性降水

二型冷锋(急型冷锋):锋面降水,阵性,时间不长,雨量较大,大风。

(3)准静止锋天气:雨区范围广,降水强度小,长时间连绵细雨。

(4)锢囚锋天气:降水区广,降水强度大。

3.气旋和反气旋

A气旋

分为:锋面气旋和无锋面气旋

ⅰ无锋面气旋:气旋内无锋面存在,移动性较小。①热带气旋:热带洋面上形成的,可发展成台风或强烈的飓风;②地方性气旋:因地形或下垫面加热作用而形成的;③冷涡:中高纬地区形成的(暖空气爬升而成)。

ⅱ锋面气旋:有锋面存在,移动性大。常在中高纬度地区形成,易造成十分恶劣的天气,如强烈降水、雷暴、大风、风沙等。影响我国北方的锋面气旋最主要有:蒙古气旋、东北低压和江淮气旋。

B反气旋

在北半球,反气旋内的气流呈顺时针旋转,在近地层反气旋中气流是下沉辐散,因此在反气旋控制的地区天气晴朗少云,风力不大,天气很好。分为冷性反气旋和暖性反气旋。

冷性反气旋:冬季大陆出现的为冷性反气旋,习惯上称冷性高压,中高纬度常见,冬季最频繁。一般带来大量冷空气,造成大风降温的寒潮天气,降温幅度超过10℃以上。

暖性反气旋:影响我国的副热带高压主要是北太平洋高压的西部,即西太平洋高压脊,冬季时西太平洋副热带高压脊强度减弱,范围缩小,退居海上,对我国影响不大;夏季它北进西伸,与印度大陆的低压配合构成偏南气流,是我国中部和南部地区的水汽主要来源。

4.西风槽

西风气流不是直线前进,而是常产生波动。这种波动形成脊和槽,凹下去的叫槽线,称为西风槽。

槽前:从低纬走向高纬,所以能带来暖湿的西南气流。空气作上升运动,对应地面有冷暖锋和气旋活动,因此当地天气变化剧烈有阴雨天气发生。

槽后;从高纬走向低纬,带来又干又冷的西北气流,空气作下沉运动,对应地面是冷高压活动的地方。所以一般槽前天气变坏,云量增多,增厚,有降雨天气。槽后天气变好,晴朗,少云,刮风。

5.东风波

副热带高压南侧刮的是东风,在东风带内,也有波动产生产生,这种波动是从东往西扰动的,称东风波。像倒槽(正好与西风槽相反),槽前是东南风,槽后是东北风。它易产生云雨天气,易发展成热带气旋甚至变成台风。

6.切变线

发生在1500m~3500m高空上的天气系统(相当于850hpa~700hpa天气图,500hpa图就没有了)。这种天气系统上,风向和风速发生反时针方向变化的不连续线叫切变线。

7.灾害性天气

灾害性天气包括三大类: 水分、温度和气流异常引起的灾害性天气。

A水分异常引起的灾害性天气:

ⅰ旱灾:是我国最严重的农业气象灾害(约占50%以上)

(1)旱灾 和(2)干热风

ⅱ洪涝灾:是仅次于旱灾的的灾害

(1)华南春季低温连阴雨、(2)江淮流域“梅雨”和(3)各地各种局部洪涝灾

ⅲ冰雹

ⅳ冰雪灾

B温度异常引起的灾害性天气

ⅰ低温:(1)寒潮(2)倒春寒(3)低温冷害(4)霜冻

ⅱ热害:(1)热浪(2)干热风

C气流异常引起的灾害性天气

ⅰ大风 ⅱ台风 ⅲ龙卷风 ⅳ雷暴大风(飑线)

第七章 气候与农业气候

1.气候形成因素

A太阳辐射

①太阳辐射年总量随纬度增高而逐渐减少;

②在北半球夏半年太阳辐射总量的最大值在20~30°N,由北向南逐渐减少;

③在北半球冬半年辐射总量在赤道,且随纬度增高而迅速减少,到极地已减少到0;

④  冬、夏半年太阳辐射总量的差异随纬度增高而增大;

⑤  同一纬度上,太阳辐射总量都是相同的

B大气环流

大气环流可以促进热量交换,使高低纬度之间的温差得以缓和,也可以带动水汽的输送,使海陆之间的水分得以循环。

C下垫面(包括海陆、洋流、地形、植被、土壤、冰雪)

①夏季大陆为热源,海洋为冷源,冬季相反;大陆上春温高于秋温,海洋上则秋温高于春温。

海洋上空气水汽多、湿度大,云雾降水多,而陆地上水汽湿度小,云雾降水少。海洋降水均匀,大陆降水集中。

白天和夏季,风从海洋吹向陆地;夜间和冬季,风从陆地吹向海洋。

②洋流是海洋中大规模、长时期、稳定移动的水流。分为暖洋流和冷洋流。暖洋流多从低纬度流向高纬度,冷洋流多从高纬度流向低纬度。

③地形既可以形成其本身独特的气候特点,又可以改变临近地区的气候状况,以致对辐射、温度、湿度、降水、风灯多种气候要素造成影响

D人类活动

大量滥伐森林、破坏草地造成地表状况的剧烈改变,使气候日益恶化;农田灌溉、植树造林、修建水库等有益活动起到改善局地气候的作用;城市楼房建筑和道路的铺设严重改变下垫面的性质和状况;工业发展和人口增多,CO2等气体排放量增多,加剧温室效应;人类生产和生活过程中向大气中释放大量的热量,直接增暖大气。

2.气候带

根据气候成因或多种气候要素(其中最主要的是太阳辐射)的相似性而划分。

A赤道气候带:终年高温,很少变化,雨量充沛,分布均匀。

B热带气候带:太阳高度角终年较高,温度接近赤道气候,气温日、年较差大于赤道气候带,一年分为热季、雨季和凉季。

C副热带气候带:温度高,雨水少,气温较高,但年、日较差大。

D暖温带气候带:夏季具有副热带气候特征,冬季具有冷温带气候特征

E冷温带气候带:冷温带大陆西岸具有海洋性气候特点,夏季不热,冬季温和,气温年较差较小,全年湿润,降水丰富,四季均匀;冷温带大陆东岸夏季炎热冬季严寒,气温年、日较差均较大,日照充足,云雾较少,降水稀少。

F极地气候带:最热月平均气温在10℃以下,极圈内夏季有极昼,冬季有极夜。

3.气候型

根据气候的基本特征划分的气候类型。

★A海洋性气候和大陆性气候:

海洋性气候特点:冬无严寒,夏无酷暑,春温低于秋温,温度变化缓和,气温的年、日较差均小,降水丰沛,季节分布均匀,年际变化小,相对湿度大,云雾多,日照少;

大陆性气候特点:冬季严寒,夏季炎热,春温高于秋温,温度变化剧烈,气温的年、日较差均大,降水稀少,季节分配不均,且多集中于夏季,年际变化大,气候干燥,相对湿度小,云雾少,日照多,终年多晴朗天气。

B季风气候和地中海气候:

★季风气候特征:一年之内冬夏两季的盛行风向、云雨量和天气系统等都随季节发生明显的变化,冬季风从大陆吹向海洋,降水稀少,气候寒冷干燥,夏季风从海洋吹向陆地,降水丰沛,气候炎热潮湿;

地中海气候特点:夏季干旱少雨,冬季降水丰富。

C高山气候和高原气候:

高山气候具有海洋性,山地气温高于同纬度同高度的空气温度,气温日较差和年较差均比平地小,极值出现时间随高度而推迟,且高度越高较差越小,常出现以日为周期的山谷风。

高原气候具有大陆性,气温日变化显著,年较差也较大,此外高原上向阳面和背阳面气温相差悬殊,光照强,风力大,多大风、雷暴和冰雹。

D草原气候和沙漠气候:

草原气候是半干旱大陆性气候,而沙漠气候是极端干燥的大陆性气候,他们的共同特点是降少且集中于夏季,空气非常干燥,日照充足,太阳辐射强,气温日、年变化都大。

沙漠气候空气干燥,蒸发极盛,降水稀少,日较差极大。

4.中国气候特征

1.季风气候明显:冬季盛行北风,夏季以偏南风为主;冬季气候寒冷干燥,夏季暖热,湿润多雨;雨季的起止与季风进退一致,一年中降水夏季多冬季少,全国降水的空间分布趋势由南向北减少。

2.大陆性气候强:大陆度K=1.7A/sinφ-20.4,A为气温年较差多年平均值,φ为地理纬度。

反映在气温年较差大,春温高于秋温,雨量集中在夏季,多对流性降水,降水变率大。

3.多种气候类型:自南向北跨越冷温带、暖温带、副热带、热带和赤道气候带,具有除极地气候和地中海气候外的所有气候类型。

5.无霜期:从春季终霜到冬季初霜之间的时期。

6.农业气候资源特征:可再生、整体性和不可替代性、时空变化、有限性和时效性。

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