大气科学导论：Chapter_2a.ppt

1但凡科学，皆始于观测，但凡科学，皆始于观测，概莫能外，概莫能外， ……..第一章第一章  从天空说起从天空说起2仰望、探测与俯瞰天空仰望、探测与俯瞰天空3苏格拉底苏格拉底 柏拉图柏拉图 亚里士多德亚里士多德观察观察  思索思索  解释解释(总结、应用总结、应用)（（    前前469年年－－前前399年）年）（（约约前前427年－前年－前347年）年）（约（约前前384年年－－前前322年）年）4现代气象学诞生于风暴之中现代气象学诞生于风暴之中白贝罗定律背对地面风，背对地面风，顺时针转顺时针转3030º，，低压在左，低压在左，高压在右高压在右 5Coriolis force: 科氏科氏力力 f6科里奥利科里奥利科里奥利科里奥利(Coriolis)(Coriolis)1792—18431792—1843法国法国法国法国地转平衡地转平衡非地转平衡非地转平衡地转关系地转关系非地转关系非地转关系大气垂直分层7淡积云淡积云89海雾海雾台风台风1011卫星、卫星、 气象、气象、 观测、观测、 天气天气 …………大气现象、云、霾大气现象、云、霾 …………海雾海雾科学的含义科学的含义拉丁语拉丁语 ScientiaScientia，词根，词根ScireScire，是，是学或知学或知的意思，即学问的意思，即学问或知识的意思或知识的意思, , 它又来自于它又来自于scioscio，意思是，意思是““我知道我知道””。

从中世纪到启蒙时期，科学指的是任何从中世纪到启蒙时期，科学指的是任何系统化记录系统化记录下来的下来的知识 科学一词在中国古汉语中意为科学一词在中国古汉语中意为““科举之学科举之学””明治时代明治时代日日本本启蒙思想启蒙思想家西周使用家西周使用““科学科学””作为作为““sciencescience””的译词到了到了18931893年年，，康有为康有为引进并使用引进并使用““科学科学””二字此后，二字此后，““科学科学””二字便在中国广泛运用二字便在中国广泛运用 12第二章第二章  给天空画像给天空画像2.1  绚丽的天空绚丽的天空与云有关的天气现象与云有关的天气现象…………13彩虹、副虹（霓）彩虹、副虹（霓）1415161718电闪雷鸣电闪雷鸣19龙卷风龙卷风2021东北地区的雾霾天气东北地区的雾霾天气…………MODIS图片，来自韩国气象局2013年年10月月21日日05:21 UTC03:43 UTCMTSAT-Vis04:00 UTC222013年年10月月22日日 04:00 UTC，， 双台风双台风2324屈原：九歌屈原：九歌●山鬼山鬼 表独立兮山之上，表独立兮山之上，云容容云容容兮而在下。

兮而在下 舒婷：致橡树舒婷：致橡树 　　你有你的铜枝铁干，你有你的铜枝铁干，　　像刀，像剑，　　像刀，像剑，　　也像戟，　　也像戟，　　我有我的红硕花朵，　　我有我的红硕花朵，　　像沉重的叹息，　　像沉重的叹息，　　又像英勇的火炬，　　又像英勇的火炬，　　我们分担　　我们分担寒潮、风雷、霹雳，寒潮、风雷、霹雳，　　我们共享　　我们共享雾霭、流岚、虹霓，雾霭、流岚、虹霓，　　仿佛永远分离，　　仿佛永远分离，　　却又终身相依，　　却又终身相依，　　这才是伟大的爱情，　　这才是伟大的爱情，　　坚贞就在这里：　　坚贞就在这里：252.2  天空的数码照片天空的数码照片“I often say that when you can measure what you are speaking about, and express it in numbers, you know something about it; but when you cannot measure it, when you cannot express it in numbers, your knowledge is of a meagre and unsatisfactory kind; ……, whatever the matter may be.” (Lord Kelvin, 1883) 26大气大气状态状态变量变量：风、温、湿、压：风、温、湿、压云？雨？云？雨？…………271987 韩国邮票韩国邮票乾隆庚寅五月造（乾隆庚寅五月造（17701770）） 28早在東漢時代，就已經有各郡國上報雨量早在東漢時代，就已經有各郡國上報雨量的規定。

的規定我我國國雨雨量量器器的的最最早早明明確確記記載載，，見見於於南南宋宋時時代代秦秦九九韶韶的的數數書書九九章章卷卷二二天天池池測測雨雨（（完完成成於於西西元元1 12 24 47 7年年）），，其其中中有有記記述述說說「「今今州州郡郡多多有有天天池池盆盆以以測測雨雨水水」」，，可可見見宋宋代代每每 一一省省和和每每一一都都會會、、城城市市都都有有測測雨雨器器的的設設置置而而歐歐洲洲直直到到明明末末才才有有卡卡士士戴戴里里（（B. Castelli））首首創創雨雨量量計計的的使使用用，，比比中中國國人人晚晚了了四四百百年年 29宋朝使用的雨量器宋朝使用的雨量器30云的观测云的观测 （云量、云状）（云量、云状）31大气大气状态状态变量变量：风、温、湿、压：风、温、湿、压32风速和风向测量风速和风向测量风速表风速表http://210.60.224.4/ct/content/1981/00020134/0008.htm和风向标和风向标风向风速仪风向风速仪33风向，气象角风向，气象角34风力等级：表达风力的常用表达风力的常用单位35温度温度3637双金属片温度表双金属片温度表38仪器放置地方仪器放置地方百叶箱百叶箱394041湿度湿度绝对湿度绝对湿度即单位体积空气所含有的水汽质量，即单位体积空气所含有的水汽质量，或水汽密度，如或水汽密度，如1千克千克/立方米立方米42比湿、混合比比湿、混合比43相对湿度相对湿度 这是最常用的方式，这是最常用的方式，80%80%的相对湿度，表示离的相对湿度，表示离饱和还有饱和还有20%20%的程度。

的程度 有两种可改变：改变水汽含量或改变温度如有两种可改变：改变水汽含量或改变温度如密闭的汽车起雾时，打开冷气，让冷气机把水汽凝结密闭的汽车起雾时，打开冷气，让冷气机把水汽凝结带走，或者打开暖气，使车内温度升高，饱和水汽压带走，或者打开暖气，使车内温度升高，饱和水汽压升高了，相对湿度自然下降升高了，相对湿度自然下降 44手摇干湿表毛发湿度表毛发湿度表45露和霜露和霜46气压气压马德堡半球实验马德堡半球实验47给定单位层面上方空气的重量给定单位层面上方空气的重量•随高度减小；随高度减小；•气压随高度的变化是开始快速减小，气压随高度的变化是开始快速减小，越往高变化越慢越往高变化越慢•气压、空气密度、温度是互相联系气压、空气密度、温度是互相联系大气压强大气压强48气压测量气压测量cmHg (cmHg (汞柱高汞柱高) )mb (mb (毫巴毫巴) )hPa (hPa (百帕百帕)=mb)=mb标准大气压标准大气压Pa=1Pa=1牛顿牛顿/ /平米平米49测量气压的仪器测量气压的仪器水银气压表1643年发明空盒气压表气压计50大气大气状态状态变量变量：风、温、湿、压：风、温、湿、压它们之间的关系如何？它们之间的关系如何？51气温与压强气温与压强近地面的近地面的““热低压热低压””与与““冷高压冷高压””现象现象52热力作用下的高压与低压热力作用下的高压与低压53太阳的力量太阳的力量54。