扬州大学气象学知识点补差.docx
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扬州大学气象学知识点补差
补差
气象学研究对象:
包围地球的大气圈及其与其下垫面之间的相互作用
气象学研究任务:
1、观测和研究各种各样的大气现象、大气层与下垫面之间的相互作用及人类活动所产生的气象效应
2、系统地、科学地解释这些现象、作用和效应,阐明它们的发生和演变规律
3、根据所认识的规律分析、诊断和预测过去、现在和未来的天气、气候,为国民经济和人们的日常生活服务。
4、从理论和实践上探索和模拟人为天气过程、人为气候环境,为人工影响天气、气候提供科学依据
农业气象学研究对象:
植物生存的天气和气候条件;植物的生长发育状况及产量
遵循原则:
平行观测法
农业气象学研究方法:
1、调查研究,进行气候分析
2、对比实验法
3、单点分期播种法
4、多点播种法
5、实验室试验法
大气的组成:
干洁空气(78%的氮气,21%的氧气,0.037%的CO2极微的O3)、水汽、微尘杂质
CO2的生物学意义:
光合作用制造有机物质不可或缺的原料;
CO2的强烈吸收或放出长波辐射影响地球温度
臭氧的作用:
能够大量吸收紫外线,使地球上的生物免受伤害
水汽含量:
约0.01—4%,主要集中于3km以下的底层大气(低纬>高纬,海洋>陆地,夏>冬)
作用:
1、在天气变化中起重大作用,没有水汽,云雾、雨、雪就不会产生
2、水汽在相变时要吸收或放出热量,影响地球温度
3、能强烈吸收或放出长波辐射影响地球温度
微尘杂质分布:
主要集中在3km以下的底层大气
作用:
对云雨的形成起重大作用,是起着水汽凝结时凝结核的作用。
(水汽过饱和)
大气分层的依据:
据气温在垂直方向上的特征来划分为5个层次(对流层、平流层、中间层、热成层、散逸层)
对流层特点:
(是贴近地面的气层,平均厚度10km)
1、集中了80%的大气质量,90%的水汽以及几乎全部的微尘杂质
2、随海拔高度升高温度降低,气温垂直递减为0.6℃/100m(原因:
热量来自地表)
3、对流、乱流强烈,生成空气垂直运动,使得上下气层中的热量和水分得以交换,形成云雾
4、气象要素的水平分布不均匀,造成大规模的空气的水平运动,引起各地天气变化、
平流层特点:
(距离地面11~55km)
1、随海拔高度的升高温度升高(原因:
臭氧吸收紫外线)
2、臭氧含量多
3、对流弱,属于平流运动,适合飞机飞行
辐射的基本单位:
1、辐照度:
卡/分·cm3;2、光照度:
勒克斯Lux=1米/烛光
斯蒂芬-玻尔兹曼定律和维恩位移定律的公式【orz看起来好难不会考吧……】
地球形状大小:
近似椭球体形状的天体(长半轴(东西):
6378km;短半轴(南北):
6357km)
地球自转:
自转一周约23时56分4秒(一昼夜)
地球公转:
公转一周:
365天5时48分46秒(1年)
注意点:
1、公转轨道是一个椭球形的曲线,太阳位于一集点上
2、公转时地轴与公转轨道面成66°倾斜角
3、四个典型位置(春分:
3.22.;夏至:
6.21.;秋分:
9.23.;冬至:
12.23.没图……)
4、近日点:
10月3号;远日点:
7月4号
太阳高度角的变化:
日变化:
早晚小,正午大
(等于90°称为直射)年变化:
冬季小,夏季大
昼夜形成的原因:
1、地球本身是一个不透明不发光的球体2、太阳光在同一时间内只能照到地球的一半表面积3、地球的自转!
昼夜交替形成的原因:
地球的自转
春分夏至秋分冬至
太阳直射点:
赤道23°27′N赤道23°27′S
晨昏线位置:
过南北极与66°33′N相切过南北极与66°33′S相切
昼夜弧长度:
昼弧=夜弧昼弧>夜弧昼弧=夜弧昼弧<夜弧
北半球昼夜长短变化的规律【TAT这个常识大家都造吧!
;然后,南半球相反!
】
四季形成的根本原因:
公转时地轴与公转轨道面成66°的倾斜角【太阳高度角在变化各地获得的热量也在变化所以形成了四季,角度越大热量越多昼越长】
划分四季的方法:
1、天文四季:
春:
春分—夏至;夏:
夏至—秋分;秋:
秋分—冬至;冬:
冬至—春分
2、气候四季:
以候平均温度为标准,T>=22℃夏;T<10℃冬;10℃= 3、以二十四节气的“四立”: 立春、立夏、立秋、立冬 太阳常数: 大气上界(122km),日地平均距离时所测得的太阳辐照度(趋近于1.98卡/分·cm3) 太阳光量常数: 大气上界太阳辐射所产生的平均照度(135000勒克斯Lux) 到达水平面上太阳直线辐照度的计算: 郎伯定律: 到达水平面上的太阳直接辐照度是与太阳高度角的正弦值成正比的S’=S0*Sinhθ【TAT再打公式我直接标书上页码可好? 】 太阳高度角和昼长的计算【T^T怕什么来什么,课本39~42页自己看! 】 太阳辐射在大气中的减弱形式: 1、吸收作用: 特点: 大气能有选择性地不同程度地吸收一部分太阳辐射(CO2: 红外线和水汽;臭氧: 紫外线) 2、散射作用: 方式: 1、分子散射: 当天空晴朗是,大多数质点比较小时,发生了一种有选择性的散射,其散射强度与波长的四次方成反比【用于解释强调天空的蔚蓝色】 2、粗粒散射: 阴天或有雾时,大气质点较大时,发生了一种无选择的,同程度的散射【可用于解释阴天的乳白色】 3、反射作用: 太阳辐射遇到直径>10-4nm的尘埃时,或遇到云层时发生了反射 影响太阳辐射减弱的因素: 1、太阳在大气中所经过的路径长短 2、大气透明度,主要是大气中的水汽和尘埃 影响直接辐射(S‘)的因素: 1、太阳高度角越大,直接辐射越大 2、大气透明系数越高,S’越大 3、海拔高度越高,S’越大 4、云量,云层加厚,S’越小,乌云密布,S’为0 影响散射辐射(D)的因素: 1、太阳高度角越大,散射辐射越大 2、大气透明系数越高,D越小 3、海拔高度越高,D越小 4、云量,薄的中高云,D比晴天的D要大;乌云密布时,D比晴天的D小 5、下垫面性质: r(反射率)越大D越大 影响总辐射(Q总)的因子: 5、太阳高度角越大,总辐射越大 6、大气透明系数越高,总辐射越大 7、海拔高度越高,总辐射越大 8、云量: 云量不多,且同意光盘未被云挡住时总辐射比碧空时大;云量较多时总辐射比碧空小,全天有云时,总辐射完全由散射辐射构成 地面净得太阳辐射: Q’=Q总-R(地面发生辐射)=(S’+D)-(S’+D)*r(下垫面的反射率) =(S’+D)*(1-r) 光照时间=可照时间+曙暮光时间 太阳光谱分为: 紫外线光谱(<0.4μm,7%);可见光光谱(0.4~0.76μm,48%);红外线光谱(>0.76μm,45%) 到达地面的太阳辐射光谱的特点: 1、到达地面的太阳辐射光谱中长波部分能量相对增加,短波部分能量相对减少 2、且上述特征随太阳高度角的减小而更加明显 地面辐射: 属于长波辐射(3~80μm,max=10μm);辐射方向: 四面八方 大气逆辐射方向: 垂直向下;地表面对大气逆辐射的吸收率=1,使得地面以长波辐射形式损失的能力得到了补偿,对地面起到了保温作用【好像和温室效应有关啊】 影响地面有效辐射F的因素: 【TAT又来! 】(F=地面辐射—大气逆辐射) 1、地温越大,地面辐射越大,地面有效辐射越大 2、大气温度越高,大气逆辐射越大,地面有效辐射越小 3、空气湿度越大,大气逆辐射越大,地面有效辐射越小 4、云量雨大,云层加厚,大气逆辐射越大,地面有效辐射越小 5、有风时,地面有效辐射减弱 6、地表性质,粗糙不平的下垫面比平滑下垫面的地面有效辐射要大(用于解释秋冬耕制过的地块易有霜出现) 地面辐射差额B的日变化: 白天B>0;夜间B<0;正变负: 出现在日落前1小时;由负变正: 出现在日出前1小时(太阳高度角约为10~15°的转换时间) 地面辐射差额B的年变化: 最大值7月;最小值12月;与太阳高度角的年变化基本一致 短日照植物: 一般属一年生植物,水稻、大豆、棉花(春播秋收) 长日照植物: 属两年生植物,小麦、油菜、胡萝卜(冬播夏收) 光照长度在农业上的应用: 1、引种与育种: (1)短日照植物: 光温条件有互相叠加作用,引种较困难 北种南引,光照时间变短,生育期加快,应选迟熟品种为好 南种北引,光照时间变长,生育期推迟,应选早熟品种为好 (2)长日照植物: 光温条件有互相抵消作用,引种易成功 北种南引,光照时间变短,生育期推迟,应选早熟品种 南种北引,光照时间变长,生育期加快,应选迟熟品种 2、调控园艺类植物(如花卉)的花期,美化环境: 通过人为控制光照时数来调控植物开花时间以及开花期的长短 光饱和点和光补偿点【QAQ木有图! 】 太阳辐射光谱与植物: 1、紫外线: 一般,波长越短,对生物的我好想越强 (1)<0.3μm,对植物杀伤力大,到达地面少(被臭氧吸收的多) (2)0.3~0.4μm,较短的: 抑制植物过度生长,事植物矮、粗壮、叶厚、色深 较长的: 能够刺激植物生长,促进植物发芽和果实成熟,提高蛋白质、维生素、糖分的含量 2、可见光: 是植物光合作用不可缺少的 (1)蓝紫光0.4~0.5μm: 叶绿素吸收较多,光合效率较强 (2)黄绿光0.5~0.6μm: 叶绿素吸收最少,光合效率最弱 (3)红橙光0.6~0.76μm: 叶绿素吸收最多,光合效率最强,使植物光合作用和肉质根茎的形成以及开花能以最大的速度完成 3、红外线>0.76μm: 产生热效应,被植物、土壤、大气吸收后转变为热能是植物生长发育所必需的 地面热量辐射差额由以下四项决定: 1、地面辐射差额B 2、地表与下层土壤之间的热交换——通过分子热传导完成 3、地表与近地气层之间的热交换——通过乱流方式完成 4、通过水分的蒸发或凝结进行的热交换 土壤各组成成分的热容量: 水分>固体颗粒>空气(水分是空气的3000多倍) 土壤各组成成分的导热率: 固体>水分>空气(0水分是空气的23~30倍) 影响土温日较差的因素: 【QAQ要死】 1、纬度: 纬度越高,土温日较差越小 2、季节: 夏季>冬季 3、天气: 晴天>阴天>,无风>有风、 4、土壤颜色: 深色>浅色 5、土壤热特性: 热容量大,土温日较差小;热导率越大,表层土温日较差小 土温年较差【和上面一样! 】 土温变化向深层传递规律: 1、随深度的增加,土温变幅迅速减小,到某一深度出现常温层 2、最高温度与最低温度出现的时间,随深度的增加而落后 土温的垂直变化: 1、日射型: 土温随深度增加而减小(13点。 夏季) 2、辐射型: 土温随深度增加而增大(凌晨1点,冬季) 3、转变型: 清晨转变型: 上层为日射型,下层为辐射型(5公分为界) 傍晚转变型: 上层为辐射型,下层为日射型 空气升降温的方式: 辐射、分子热传导、水相变化(蒸发或凝结)、对流、平流、乱流 气温日变化属于单峰型: 最高温度出现在14~15点;最低温度出现在: 日出前后 气温日较差<土温日较差,且离地面越远,气温日较差越小 影响气温日较差的因子: 【QAQQQQ要死了】 1、纬度: 纬度越高,气温日较差越小 2、季节: 夏季>冬季 3、天气: 晴天>阴天 4、地形: 凹地>平地>凸地 5、白天温度偏小,夜间冷空气下沉温度偏低 6、下垫面: 大陆地>海洋;砂土>粘土;深色土>浅色土;裸地>有植被地 气温年变化规律: (北半球) 大陆: 最热月: 7月,最冷月1月 海洋: 最热月: 8月,最冷月2月(比大陆推迟一个月) 影响气温年较差的因子: 【我死了……】 1、纬度越高气温年较差越大 2、天气: 云雨少的地区气温年较差大 3、地形: 凹地>平地>凸地 4、下垫面: 大陆>海洋;干燥区>湿润区;裸地>有植被区 逆温在农业上的应用: 1、在与霜冻发生的夜间,可利用逆温存在,气层稳定,熏烟防霜冻 2、防治病虫害时,可利用清晨逆温存在,气层稳定,能将药液均匀地撒在植株上 三基点温度: 生命温度: —10~50℃;生长温度: +5~40℃;发育温度: +10~35℃ 昼夜温差(温度日较差)与植物: 1、在适宜温度范围内,温度日较差大些,植物积累的干物质较多,产量高 2、为了获得适宜的生长发育,必须日温与夜温相配合 3、温度日较差大些,产品质量高: 瓜果含糖量增加,味浓色泽好 积温应用: 1、可用于鉴定某地的热量资源状况,从而可确定合理的种植制度,为农业区划工作提供依据 2、可以作为植物引种(或新品种向外推广)的依据 3、可以作为生物生育期预测的依据(用有效积温) 影响饱和水汽压的因素: 【死都死不了TAT】 1、饱和水汽压与温度的关系: 定性: 温度越高饱和水汽压越高 定量: E=……【马丹公式不写了课本91页】 2、饱和水汽压与蒸发面的关系: (同温度下,过冷水鱼冰晶)【冰晶效应】 (1)蒸发面的性质: 过冷水: 指温度低于0℃仍未结冰的水 同温度下: 过冷水的饱和水汽压>冰晶的饱和水汽压 (2)蒸发面的浓度: 浓度越大饱和水汽压越小 (3)蒸发面的形状: 凹面<平面<凸面(同是凸面的水滴,大水滴<小水滴) 绝对湿度(水汽压)的变化: 日变化: 1、单波型: 与气温日变化一致;最高值: 14~15点;最低值: 日出前后 发生在海洋、沿海、大陆乱流不强的冬季 2、双波型: 最大值: 8~9点;20~21点,发生在内陆暖气或乱流较强的夏季 最低值: 日出前;15~16点 年变化: 与气温年变化基本一致【所以不打了TAT】 相对湿度的日变化: 内陆: 日变化与气温成反比,最高值: 日出前;最低值14~15点 沿海: 日变化与气温基本一致;原因: 沿海地区白天吹海风,白天相对湿度大;夜间吹陆风,夜间相对湿度小 相对湿度的年变化: 内陆区: 年变化与气温年变化相反;最大值: 1月,最小值: 7月 季风区: 最大值: 出现在夏半年的雨季或雨季之前,如梅雨时节 最小值: 出现在冬季;盛行西北干冷气候 影响水面蒸发的因子: 【马丹马丹马丹马丹】 1、温度约高蒸发越快 2、空气湿度越高,蒸发越快 3、风速越快,蒸发越快 4、气压越大,蒸发越快 土壤蒸发的两个阶段: 第一阶段: 土壤中水分充足时,蒸发量的多少与土壤内部毛细细管的丰富程度有关,这时土壤内的水可以沿毛细细管源源不断的升到土表,然后蒸发到空气中 第二阶段: 土壤中水分不足,土壤内的毛管运动停止,这时蒸发量的多少与土壤中孔隙的多少有关,这时土壤内水分的蒸发主要依靠孔隙扩散水分 土壤结构对土壤内水分蒸发的影响: 土壤干燥时: 土粒小而紧密的土壤(粘土)蒸发速度>土粒大而疏松的土壤(砂土) 土壤湿润时: 土粒小而紧密的土壤(粘土)蒸发速度<土粒大而疏松的土壤(砂土) 土壤干燥时,可通过压密土壤,抑制水分损失或减小孔隙 土壤湿润时,可通过松土,抑制水分损失,切断毛细细管 水汽凝结的条件: 空气中的水汽达到饱和(可通过降温的方法);具有一定的凝结核 水汽达到过饱和的方法: 1、辐射冷却 2、绝热冷却 3、接触冷却 露和霜形成的原因: 辐射冷去,发生在清晨或夜间,晴朗无缝或微风 露点温度>0,形成露;露点温度<0形成霜 云的形成条件: 上升运动+水汽 云的消散条件: 下沉运动 降水形成的过程(云滴增长的过程): 云滴必须足够大(半径>=100μm),才能成为降水到达地面 方式: 1、凝结增长过程: “冰晶效应”和“吞并现象” 2、碰并增长过程 降水的种类: 1、按凝结物形状: 雨、雪、冰雹、霰 2、按降水性质: 阵性降水: 范围小,时间短,时强时弱 连续降水: 范围大,时间长,强度变化小 毛毛雨: 强度小,雨滴小 3、按降水成因分: 地形雨、对流雨、台风雨、锋面雨 压气的变化【TAT都差不多我不打了……】 高度(km)0.01.53.03.5 气压(hPa)1000850700500 气压场的表示方法: 最直接: 用等高面上的等压线表示水平气压场 间接: 用一组等压面上的等高线表示空间气压场 风的表示方法: 风向: 指气流的来向;风速: 气流前进的速度 水平气压梯度力G(产生风的原动力): 方向: 垂直于等压线由高压指向低压 大小: 与空气密度成反比与水平气压梯度成正比 地转偏向力: 方向: 北半球垂直指向运动方向的右边,南半球相反 大小: 【公式课本120页(╯‵□′)╯︵┻━┻】 惯性离心力: 与向心力反向,大小相等的力 方向: 沿着曲率半径向力的一个力 大小: 【公式课本120页(╯‵□′)╯︵┻━┻! ! ! ! 】 摩擦力: 方向: 与空气运动方向相反 大小: 与空气运动速度成正比(近地气层要考虑这货! ! ! ) 风和气压场的关系【_(: з」∠)_自己看书吧~121~124页~】 气团形成的条件: 1、广阔而均一的下垫面 2、比较静稳的大气环流 气团特点: 水平范围大;温湿均一 影响我国的主要气团: 极地大陆气团(冬季,干燥,晴好);热带海洋气团(夏季,暖,湿) 锋面天气: 常有阴雨天气。 原因: 锋面是冷暖气团交汇处,暖气团由于密度小,被迫抬升达到过饱和现象【斜面向冷气团倾斜】 气旋: 垂直运动,上升运动 气旋的天气特点: 多阴雨天气 原因: 空气堆积垂直方向上升运动【课本158页有详细解释】 气旋移动的路径: 中纬度地区自西向东(或自西南向东北)方向移动 地面低压槽: 多阴雨天气 反气旋: 垂直运动: 下沉运动 天气特点: 多晴好天气;原因: 绝热增温,远离饱和【课本163页详细介绍】 地面高压脊: 多晴好天气 切边线天气特点: 多阴雨天气,且易产生雷雨和暴雨 影响我国的寒潮源地有3个: 新地岛以西的北方寒冷洋面占49% 新地岛以东的北方寒冷洋面占18% 冰岛以南洋面占33% 我国寒潮的活动规律: 1、冬半年(9.23~3.21)平均每年有5~6次寒潮影响我国 2、有明显的季节变化,深冬初春寒潮多,隆冬反而少 3、寒潮强度以“三北”地区最强,华中华南次之,沿海及青藏高原最弱 霜是一种天气现象,霜冻是一种生物学现象 霜冻防御(应急措施): 熏烟法或人工烟雾法;灌水或喷水法;覆盖法 我国气候与农业生产: 有利因素: 1、我国夏季风带来大量降水,且夏季热量丰富,即雨热同期,有利于植物生长 2、大陆性强,温较差大,有利于植物高产优质 3、地形复杂,南北跨度大,气候多样,植物种类繁多 不利因素: 1.季节性强,种植植物易耽误农时,造成减产 2.我国灾害性天气多,造成产量不稳 【中国气候吾省了很多……考到表打我……很多是常识qwq或者吾明天再补全】
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