大气科学第1讲.pdf

大气科学概论大气科学概论2课程主要内容课程主要内容1. 绪论绪论 2. 大气的基本知识大气的基本知识 3. 能量与温度能量与温度 4. 水汽、云和降水水汽、云和降水 5. 气压和风气压和风6. 锋面和气旋锋面和气旋 7. 雷暴、龙卷和台风雷暴、龙卷和台风 8. 大气环流和大洋环流大气环流和大洋环流 9. 天气预报和常规气象观测天气预报和常规气象观测 10. 气候变化气候变化主要参考书主要参考书1.李万彪，《大气概论》，北京大学出版社，李万彪，《大气概论》，北京大学出版社，20092.华莱士（华莱士（Wallace J. M），霍布斯（），霍布斯（Hobbs P.V） ，何金海 等译） ，何金海 等译，《大气科学》（第二版），科学出版社，《大气科学》（第二版），科学出版社，20083.黄荣辉，《大气科学概论》，气象出版社，黄荣辉，《大气科学概论》，气象出版社，20054.何金海，《大气科学概论》，气象出版社，何金海，《大气科学概论》，气象出版社，20125. Meteorology Today : An Introduction to Weather, Climate, and the Environment, C. Donald Ahrens, Brooks/Cole, 6th or 7th edition34现象现象建筑与气象建筑与气象原因原因5肤色与气象肤色与气象原因原因现象现象6原因原因生活与气象生活与气象现象现象71 绪论绪论1.1 大气科学的概念大气科学的概念1.2 大气科学的重要性大气科学的重要性1.3 研究对象及基本内容研究对象及基本内容1.4 大气科学分支大气科学分支1.5 大气科学相关概念大气科学相关概念1.6 发展概况发展概况81.1 大气科学的概念大气科学的概念什么是大气科学？什么是大气科学？美丽的彩虹美丽的彩虹9火焰彩虹火焰彩虹1.1 大气科学的概念大气科学的概念10海市蜃楼海市蜃楼1.1 大气科学的概念大气科学的概念11日晕多日同辉日晕多日同辉1.1 大气科学的概念大气科学的概念12夜光云极光夜光云极光1.1 大气科学的概念大气科学的概念13位于意大利西西里岛东岸的埃特纳活火山创造出 了这一令人惊叹的瞬间阿联酋迪拜被云海包围位于意大利西西里岛东岸的埃特纳活火山创造出 了这一令人惊叹的瞬间阿联酋迪拜被云海包围1.1 大气科学的概念大气科学的概念14土星上的气旋宛如一朵红色的玫瑰土星上的气旋宛如一朵红色的玫瑰美国华盛顿州雷尼尔山附近的荚状云美国华盛顿州雷尼尔山附近的荚状云1.1 大气科学的概念大气科学的概念15霜霜1.1 大气科学的概念大气科学的概念16冰圈冰圈1.1 大气科学的概念大气科学的概念17雨凇雨凇雾凇雾凇1.1 大气科学的概念大气科学的概念18雷暴雷暴球状闪电球状闪电1.1 大气科学的概念大气科学的概念19龙卷风龙卷风1.1 大气科学的概念大气科学的概念20台风冰雹台风冰雹1.1 大气科学的概念大气科学的概念21英国英格兰西北部的一座水坝形成冰瀑暴风雪让美国密歇根州圣约瑟夫的灯塔被冰封英国英格兰西北部的一座水坝形成冰瀑暴风雪让美国密歇根州圣约瑟夫的灯塔被冰封1.1 大气科学的概念大气科学的概念22沙尘暴雾霾沙尘暴雾霾1.1 大气科学的概念大气科学的概念231.1 大气科学的概念大气科学的概念大气科学大气科学(Atmospheric Sciences) —研究地球大气结构、组成、物理现象、化学反应、运动规律及其他问题的科学。

研究地球大气结构、组成、物理现象、化学反应、运动规律及其他问题的科学241 绪论绪论1.1 大气科学的概念大气科学的概念1.2 大气科学的重要性大气科学的重要性1.3 研究对象及基本内容研究对象及基本内容1.4 大气科学分支大气科学分支1.5 大气科学相关概念大气科学相关概念1.6 发展概况发展概况1.2 大气科学的重要性大气科学的重要性25自然科学自然科学哲学界认为自然科学发展中有三次革命： 第一次科学革命：哲学界认为自然科学发展中有三次革命： 第一次科学革命： 17世纪初世纪初牛顿创立的经典力学牛顿创立的经典力学;第二次科学革命：第二次科学革命： 20世纪初世纪初爱因斯坦提出的狭义和广义相对论爱因斯坦提出的狭义和广义相对论;第三次科学革命：第三次科学革命： 20世纪世纪60年代年代初洛伦兹所提出的非线性的“分岔、混沌和怪吸引子”概念初洛伦兹所提出的非线性的“分岔、混沌和怪吸引子”概念牛顿爱因 斯坦洛伦兹牛顿爱因 斯坦洛伦兹261.2 大气科学的重要性大气科学的重要性Slides 4%Flood 35%Extreme Temperature 11%Drought 4%Earthquake 11%Windstorm 22% Wild Fires 8%Epidemic, famine, insects 5%Volcano 0.5%国民经济建设和社会发展国民经济建设和社会发展（（1）防灾减灾）防灾减灾干旱洪水地震海啸干旱洪水地震海啸drought floodearthquaketsunami风暴野火火山崩滑风暴野火火山崩滑stormwildfirevolcanocollapse-slide 88.5%的灾害是气象及其次生灾害88.5%的灾害是气象及其次生灾害1980-2005年全球自然灾害比例年全球自然灾害比例27超强台风桑美（SAOMAI）2006年8月10日在浙江苍南沿海登陆，登 陆时中心附近最大风力达17级（60米/秒），超强台风桑美（SAOMAI）2006年8月10日在浙江苍南沿海登陆，登 陆时中心附近最大风力达17级（60米/秒），为建国以来登陆我国大 陆最强的一个台风，比2005年登陆美国时的“卡特里娜”飓风还强为建国以来登陆我国大 陆最强的一个台风，比2005年登陆美国时的“卡特里娜”飓风还强， 也是近， 也是近10年来因大风造成伤亡最惨重的一个台风10年来因大风造成伤亡最惨重的一个台风。

2006年百年一遇超强台风“桑美”登陆我国2006年百年一遇超强台风“桑美”登陆我国“桑美”桑美”共造成浙 江、福建、江西 和湖北4省共造成浙 江、福建、江西 和湖北4省665.6 万人665.6 万人受灾，因灾 死亡受灾，因灾 死亡483人483人，直接 经济损失，直接 经济损失196.6亿 元196.6亿 元浙江、福建浙江、福建 受灾严重受灾严重28据中央气象台统计分析，超强台风 “海燕”登陆前后的据中央气象台统计分析，超强台风 “海燕”登陆前后的最大风速达到最大风速达到 75米米/秒，风力秒，风力17级以上级以上，是，是2013年以来全球最强的台风，它的年以来全球最强的台风，它的“强 度强、移动速快及路径曲折北翘东折强 度强、移动速快及路径曲折北翘东折”均是历史上极为均是历史上极为罕见少有罕见少有的， 也是的， 也是有气象记录以来西北太平洋上登陆的最强台风有气象记录以来西北太平洋上登陆的最强台风2013年最强台风“海燕”肆虐菲律宾2013年最强台风“海燕”肆虐菲律宾“海燕”海燕”造成菲 律宾造成菲 律宾950万人万人 受灾，因灾死 亡至少受灾，因灾死 亡至少1774人1774人， 直接经济损失 约， 直接经济损失 约321.76万美 元万美 元。

1330号台风“海燕”路径图号台风“海燕”路径图1.2 大气科学的重要性大气科学的重要性29国民经济建设和社会发展国民经济建设和社会发展（（2）环境保护）环境保护例1 南极臭氧空洞例1 南极臭氧空洞蓝色的深浅代表臭氧的含量，蓝色的深浅代表臭氧的含量，颜色愈深，臭氧的含量愈少颜色愈深，臭氧的含量愈少根据美国国家宇航局（NASA）的研究，到2000年10月，南极上空臭氧洞的面积大约为2900万平方英里，这是迄今为止观测到臭氧空洞的最大面积根据美国国家宇航局（NASA）的研究，到2000年10月，南极上空臭氧洞的面积大约为2900万平方英里，这是迄今为止观测到臭氧空洞的最大面积国民经济建设和社会发展国民经济建设和社会发展（（2）环境保护）环境保护301.2 大气科学的重要性大气科学的重要性例2 北极冰川消融例2 北极冰川消融普通海冰呈淡蓝色至乳白色,多年冰呈现亮白色普通海冰呈淡蓝色至乳白色,多年冰呈现亮白色整个北极海冰正以每年减少15.1%的速度消失，多年冰的面积每10年减少17.2%(NASA)整个北极海冰正以每年减少15.1%的速度消失，多年冰的面积每10年减少17.2%(NASA)。

日益威胁到 生物的生存日益威胁到 生物的生存国民经济建设和社会发展国民经济建设和社会发展（（3）交通运输）交通运输311.2 大气科学的重要性大气科学的重要性2014年初，中东部暴雪 部分高速封闭影响春运返程年初，中东部暴雪 部分高速封闭影响春运返程2013年年12月，全国大范围持续 雾霾严重影响日常交通月，全国大范围持续 雾霾严重影响日常交通2010年年12月，由于受沙尘影响内蒙 古临策铁路被迫中断月，由于受沙尘影响内蒙 古临策铁路被迫中断国民经济建设和社会发展国民经济建设和社会发展（（4）农业）农业321.2 大气科学的重要性大气科学的重要性作物受害状况作物受害状况林木受害状况林木受害状况331 绪论绪论1.1 大气科学的概念大气科学的概念1.2 大气科学的重要性大气科学的重要性1.3 研究对象及基本内容研究对象及基本内容1.4 大气科学分支大气科学分支1.5 大气科学相关概念大气科学相关概念1.6 发展概况发展概况1.3 研究对象及研究基本内容研究对象及研究基本内容研究对象研究对象：：主要是大气圈，包括部分岩土圈、水圈、冰雪圈和生物圈主要是大气圈，包括部分岩土圈、水圈、冰雪圈和生物圈。

34地球系统地球系统研究基本内容研究基本内容：：（（1）地球大气的一般特征；（）地球大气的一般特征；（2）大气现象发生、发展的能量来源，性质及其转化；（）大气现象发生、发展的能量来源，性质及其转化；（3）解释大气现象，研究其发生、发展规律；（）解释大气现象，研究其发生、发展规律；（4）如何利用这些现象预测、控制和改造自然如何利用这些现象预测、控制和改造自然351.3 研究对象及研究基本内容研究对象及研究基本内容361 绪论绪论1.1 大气科学的概念大气科学的概念1.2 大气科学的重要性大气科学的重要性1.3 研究对象及基本内容研究对象及基本内容1.4 大气科学分支大气科学分支1.5 大气科学相关概念大气科学相关概念1.6 发展概况发展概况371.4 大气科学分支大气科学分支大气科学大气科学大 气 探 测 学大 气 探 测 学大 气 物 理 学大 气 物 理 学气 候 学气 候 学大 气 动 力 学大 气 动 力 学天 气 学天 气 学大 气 化 学大 气 化 学应 用 气 象 学应 用 气 象 学大 气 环 境 学大 气 环 境 学38大气探测学大气探测学1.4 大气科学分支大气科学分支39大气物理学大气物理学1.4 大气科学分支大气科学分支40气候学气候学1.4 大气科学分支大气科学分支41大气动力学大气动力学1.4 大气科学分支大气科学分支42天气学天气学1.4 大气科学分支大气科学分支43大气化学大气化学1.4 大气科学分支大气科学分支44应用气象学应用气象学1.4 大气科学分支大气科学分支45大气环境学大气环境学1.4 大气科学分支大气科学分支461 绪论绪论1.1 大气科学的概念大气科学的概念1.2 大气科学的重要性大气科学的重要性1.3 研究对象及基本内容研究对象及基本内容1.4 大气科学分支大气科学分支1.5 大气科学相关概念大气科学相关概念1.6 发展概况发展概况1.5 大气科学相关概念大气科学相关概念大气科学与气象学大气科学与气象学气象学：气象学：研究大气物理现象和物理过程的，探讨其演变规 律和变化，并直接或间接用于指导生产实践为人类服 务的科学。