北京师范大学地理学与遥感科学《气象学与气候学》考研重点讲义

考试复习重点资料（最新版）考试复习重点资料（最新版） 封封 面面 第1页 资料见第二页资料见第二页 1 目录 目录1 第一章引论4 一、 气象学与气候学性质、研究内容与发展.4 二、 气候与环境.5 三、 气候系统概述.5 四、 气候系统监测.8 本章应了解的内容9 第二章 气候系统的辐射过程与热量传输.13 第一节辐射基本理论 13 一、 基本概念13 二、 基本定律13 第二节太阳辐射 14 一、 太阳辐射谱与太阳常数14 二、 天文辐射14 三、 大气对太阳辐射的削弱15 四、 地面的太阳辐射15 第三节地球辐射 16 气象学与气候学精品讲义 2 一、 地球辐射特点16 二、 地球辐射平衡（净辐射、辐射差额）16 三、 地表能量收支（pp173-176）.18 本章应了解的内容19 第三章 动力气象学基础.22 第一节大气的增温和冷却 22 一、 海陆增温和冷却的差异22 二、 空气的增温和冷却22 三、 空气的垂直运动24 第二节空气的水平运动 24 一、 气压的变化25 二、 空气的水平运动26 第三节大气环流 28 一、 基本概念28 二、 全球尺度的大气环流29 三、 区域尺度大气环流30 四、 局地尺度大气环流30 五、 大气环流的变化31 第四节天气系统 31 3 一、 气团和锋31 二、 中纬度天气系统33 三、 低纬度天气系统34 第四章 大气中的水分.36 第一节蒸发和凝结 36 一、 水相变化36 二、 饱和水汽压36 三、 蒸发37 四、 凝结37 五、 大气中的湿度变化37 第二节地表面和大气中的凝结现象 37 一、 地面凝结物37 二、 近地面凝结物-雾.38 三、 空中凝结物-云.38 第三节降水 39 一、 概念39 二、 形成39 三、 降水特性39 四、 降水类型42 五、 全球降水分布42 4 第四节水分循环 42 一、 概念42 二、 意义42 第五章 气候的形成.44 第一节辐射因子 44 一、 辐射平衡44 二、 基本气候带44 第二节环流因子 44 一、 海气相互作用与洋流44 二、 环流与热量输送45 三、 环流与水分输送46 第三节海陆分布 46 一、 海陆分布与气温46 二、 海陆分布对大气水分的影响47 三、 海陆分布对风的影响47 四、 海洋性气候与大陆性气候47 第四节地形与地面特性 48 一、 地形与气温48 5 二、 地形与地方性风49 三、 地形与降水49 四、 地面特性与气候小气候（了解内容）49 第五节冰雪覆盖 49 一、 世界冰雪覆盖概况49 二、 冰雪覆盖与气温49 三、 冰雪覆盖与大气环流和降水50 小结50 第六章 气候带与气候型.51 第一节气温随时间和空间的变化 51 一、 气温的周期性变化51 二、 气温的非周期性变化51 三、 气温的水平分布51 第二节气候分类 51 一、 气候分类原因51 二、 气候分类原则52 三、 主要气候分类方法简介52 四、 气候分类方法评价53 第三节低纬度气候 53 6 一、 低纬度环流系统53 二、 低纬度主要气候类型54 第四节中纬度气候 55 一、 中纬度环流系统55 二、 中纬度主要气候类型56 第五节高纬度气候 58 一、 高纬度环流系统58 二、 高纬度主要气候类型59 第六节高地气候 60 一、 高地气候特征60 二、 高地气候举例60 第七节气候类型分析与判断 61 一、 气候的水热特征61 二、 气候类型的分析与判断61 三、 几种气候类型的比较62 第七章 气候变化概述.63 第一节气候变化史实 63 一、 气候变化的基本概念63 7 二、 气候变化研究方法64 三、 气候变化史实65 第二节气候变化原因 72 一、 气候变化的外部原因72 二、 气候变化的内部原因（参考）73 8 第一章引论 一、一、气象学与气候学性质、研究内容与发展 地球科学（Earth Science） ：研究地球各种现象成因与运动规律的科学。从对象的相态 上看，包括气态、液态和固态。从对象的位置上看，上至大气，下至地核。由此形成了地球 科学内部不同的学科，各尤其研究对象和特点。 McGRAW-HILL 地球科学词典中囊括了9个领域的约10400个词条：Climatology, Geochemistry,Geodesy,Geography,Geology,GeophysicsHydrology, Meteorology, Oceanography 国家自然科学基金委地球科学部，将学科分为6个领域：地理学、土壤学和遥感； 地质学；地球化学；地球物理学和空间物理学；大气科学；海洋科学 作为同属于研究地球一部分内容的学科，其研究对象不同，方法有异，但气象学、气候 学与地理学之间有着十分密切的关系，彼此有交叉和影响。其发展过程也说明了他们的这种 交叉关系。了解他们之间的关系，有助于我们从更广的视野上认识和理解各个学科。 1.1.气象学、气候学、地理学之间的关系 气象学：着眼于大气圈。 气候学：着眼于气候系统，实质是地球表层对大气过程有影响的各部分的交界 地理学：着眼于地球表层的各个环节，是各个圈层的交界处。不同于气候学的是， 它着眼于地球表层的各种现象和过程，而不仅仅是气候过程。从某种意义上说，它是气 候作用下的产物，反过来又会影响气候过程。 2.2.研究对象 气象学：大气中的各种物理、化学现象，以及大气运动过程。简言之，天气。 9 气候学：气候系统的状态，简言之，气候。 Weather ： the state of atmosphere, mainly with respect to the short-term (minutes to months) variations of the atmosphere (from McGRAW-HILL earth science dictionary) the fluctuating state of the atmosphere around us, characterized by the temperature,wind,precipitation,clouds,andotherweatherelements(from IPCC-TAR) Climate：the long-term manifestations of weather (from McGRAW-HILL earth science dictionary) the average weather in terms of the mean and its variability over a certain time span and a certain area (from IPCC-TAR). “Climate“ in a wider sense refers to the state of the climate system as a whole. 天气与气候的差别实质是大气和气候系统由于能量释放过程不同，导致现象的相应（或 能量释放完的）时间不同。参见林本达和黄建平动力气候学引论1.3 节（pp8-11） ，气候 谱的时间特征。 3.3.气象学与气候学的发展 气象学的发展： 几个标志：仪器的发明，电报的发明，理论的完善。总之，建立在观测基础之上。 Meteorology had its beginnings as an exact science with the invention of instrumentation: 1593/1607, invention of thermometer by Galileo 1643, invention of barometer by Torricelli 10 1657, discovery of Boyle's law 1735, Hadley related the trade-wind phenomenon to the earth's rotation 1742, Celsius formalized the temperature scale that today bears his name 1783, invention of hygrometer by Saussure 1800,s telegraph networks were established in Europe and the United States 1922, publication of the Bjerknes-Sloberg Ploar-Front theory 1930's-1940's, discovery of Rossby's long wave theory and rainfall formation theory of Bergeron-findeison 二、二、气候与环境 1.1.自然环境 气候在很大程度上影响和决定着各种自然系统的特定和及其过程。如： Natural systems: hydrology, ecosystem, etc. Natural process: plant growth, soil formation, etc. 2.2.社会环境 气候同时在很大程度上影响着人类社会的各种活动。如： Resources: water, biomass, agriculture (land use, irrigation, crop production), etc. Disasters: drought, flood, frost, etc. Human health: Human environment: urban planning, air quality, etc. Weather modification: 11 三、三、气候系统概述 1.1.系统 （1）定义 现代汉语辞典：同类事物按一定的关系组成的整体。 物理学：各成分按某种方式合成一个整体协同动作（包括质量与能量） 。 （2）分类 以能量和物质交换为依据： 孤立系统：具有封闭质量和能量进出的边界。如密封容器中的气体。 封闭系统：有能量交换，但没有质量交换的系统。如地球及其大气。 开放系统：系统与其环境之间有物质和能量交换。如气候系统。 根据变化趋势分为：衰减系统（如河流的干涸） 、周期系统（如日、年的变化） 、随机扰 动系统（如天气变化） 。 梯级（串级）系统：一个子系统的输出是另一个子系统的输入。 2.2.气候系统 （1）定义： 包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的，能够决定气候形成、分布和变 化的统一的物理系统。 The climate system, as defined in the IPCC-TAR Report, is an interactive system consisting of five major components: the atmosphere, the hydrosphere, the cryosphere, the land surface and the biosphere, forced or influenced by various external forcing mechanisms. 类型：开放、梯级系统。 12 属性：热力、动力、水分、静力 （2）组成 大气圈：最为活跃（变化幅度大，速度快） 。热、水、动力、成分。比热：1004J/kg K； 质量：5.3*1015t Theatmospherein which we live is the most unstable and rapidly changing part of the system. 水圈：调节器。热、水。比热：4187J/kg K；质量：8.7*1010t（240m 以内） Thehydrosphereisthecomponentcomprisingallliquidsurfaceand subterranean wate