農業(yè)氣象學概念總結。

溫室效應：由于大氣對太陽短波輻射吸收很少，易于讓大量的太陽輻射透過而到達地面，同時大氣又能強烈吸收地面長波輻射，使地面輻射不易逸出大氣，大氣還以逆輻射返回地面一部分能量，從而減少地面的失熱，大氣對地面的這種保暖作用，稱為“大氣保溫效應”，習慣稱為“溫室效應”。

氣壓：是大氣壓強的簡稱，即在單

輻射光譜:太陽輻射的波長范圍，位截面積空氣柱的重量。由大氣的

大氣活動中心:由于海陸熱力差異大約在0.15-4微米之間。在這段波重量及其分子撞擊力綜合作用所產

生。分，割斷了氣壓帶，形成了高壓和長范圍內，又可分為三個主要區(qū)

太陽高度角：太陽平行光線與水平低壓中心，稱為大氣活動中心域，即波長較短的紫外光區(qū)、波長面的夾角。較長的紅外光區(qū)和介于二者之間的水平氣壓梯度力：指水平方向上，

焚風:氣流越過山嶺后，在背風坡絕可見光區(qū)。由高壓指向低壓，單位距離氣壓

光合有效輻射（PAR）：太陽輻射熱下沉而形成干熱的風，稱為焚差。中對植物光合作用有效的光譜成風。輻射通量密度:單位時間內通過單位分。面積的輻射能，單位W〃m－2。對某地轉風：在自由大氣平直等壓線的

暖鋒:暖氣團鋒面向冷氣團一側推移一物體表面而言有輻照度和輻出度的氣壓場中，當氣壓梯度力和地轉偏

光飽和點：在一定的光照強度范圍的鋒。分別。向力相平衡時的風，稱為地轉風。內，高照度增加，光合強度也增加，但光照度到達一定程度時，光

冷鋒:冷氣團鋒面向暖氣團一側推移總輻射：指直接輻射輻照度（S′）風壓定律：在北半球，背風而立，合強度不再隨光照度的增大而增

和散射輻射輻照度（D）總和的鋒。高壓在右，低壓在左，南半球則相強，這個光的臨界點稱為光飽和

反。點。

氣旋：中心氣壓比四周低的大尺度大氣逆輻射：指大氣輻射投向地面

氣壓帶：是由于地球表面緯度高低光補償點：當光照強度降低時，光水平空氣渦旋，在氣壓場上，又稱的部分（弱于地面輻射）。

不同,接受太陽輻射的多少不同,于合強度也隨之降低，植物的光合強低壓。

地面有效輻射：指地面輻射與地面是形成不同的氣壓區(qū)域,這些區(qū)域就度和呼吸強度達到相等的光強值稱

為光補償點。反氣旋：中心氣壓比四周高的大尺吸收的大氣逆輻射δ〃Ea之差。是氣壓帶植物的光周期：是指植物生長發(fā)育對晝夜長短的不同反應。逆溫現象：在一定的條件下，有時可能出現氣溫隨高度的增加而增加的現象，這現象叫逆溫現象。三基點溫度：溫度對植物生命、生長和發(fā)育過程的影響，從其生理過程來講，都有3個基點溫度，簡稱三基點溫度。

有效積溫：活動積溫與生物學下限溫度之差。

度水平空氣渦旋，在氣壓場上，又稱高壓。

霜凍：在作物生長期內，土壤和植物表面溫度降到足以引起植物遭受傷害或者死亡的短時間的低溫災害。

太陽方位角：太陽光線在水平面上的投影與當地子午線的交角可照時數:指日出到日沒的時間間隔，亦稱晝長。

凈輻射：指地球表面在任何時刻的輻射能總收入與總支出的差值（或稱輻射平衡或地面輻射差額）。植物的感光性：植物的發(fā)育速度對光照長短反應的特性。

光能利用率：植物光合產物中貯存的能量占所得的能量的百分率。容積熱容量：指單位體積的土壤，溫度變化1℃所需吸收或放出的熱量。

山谷風:當大范圍氣壓場分布比較均勻時，在山區(qū)，白天地面風從谷地吹向山坡，稱為谷風；夜間地面風從山坡吹向谷地，稱為山風，這就是山谷風。

海陸風:白天，下層空氣由海面吹向陸地，叫做海風；夜晚，下層空氣由陸地吹向海面，叫做陸風。天氣系統:一定范圍內具有相似天氣特征的大氣系統，如氣團、鋒、氣旋、反氣旋、槽、脊等。

農業(yè)界限溫度:指對農業(yè)活動具有普太陽直接輻射:指以平行光線的形式遍意義的，標志著某些重要物候現直接投射到地面的太陽輻射。象或農事活動的開始、終止或者轉折的溫度。散射輻射:直接輻射通過大氣時被

空氣和其他懸浮顆粒所散射的部

蒸騰系數：作物蒸騰消耗單位重量分。的水分做制造的干物質重量。

飽和差－d:是同溫度下飽和水氣壓與實際水氣壓的差值。

蒸散量：農田中作物蒸騰和土壤蒸發(fā)的總耗水量。

光照時數：指日出和日沒后的一段時間內地面得到的高層大氣的散射

活動積溫:高于生物學下限溫度的日光。平均溫度。

散射：指太陽輻射被大氣層中的各

降水量：從云中降落到地面的液態(tài)種氣體分子、塵埃、云滴等微粒改

變傳播方向而投向四面八方的現或固態(tài)水，未經蒸發(fā)、滲透和流

失，在水平面上所積聚的水層深度象。稱為降水量，以MM為單位。

空氣濕度:指空氣中水汽含量多少或氣團:物理屬質水平方向上分布較為

均勻垂直方向上變化比較一致的大潮濕程度的物理量。

塊空氣。水汽壓:指由大氣中水汽所產生的壓

氣候帶:就是圍繞地球表面呈緯向帶強，單位：百帕（hpa）。

狀分布、氣候特征比較一致的地

飽和水汽壓--E:一定溫度下，空氣帶。中所能容納的最大水汽含量所產生的壓強。

擴展閱讀：氣象學總結

緒論

一、氣象學與水文學的關系：

1、水文氣象：是研究水文循環(huán)和水分平衡中同降水、蒸發(fā)有關氣象問題的一門學科。它是氣象學與水文學之間的邊緣學科，既是應用氣象學的一個分支，又是水文學的重要組成部分，其研究成果主要用于河道、水庫的防洪興利，以及水資源的開發(fā)利用和水利水電工程的規(guī)劃設計

2、陸地水文學是研究陸地上水溫循環(huán)規(guī)律的科學，它包括降水的時空分布，水面、陸面和植物表面的水分蒸發(fā)，以及地表徑流和河川徑流的形成過程等，也研究地下水的運動規(guī)律。而降水過程和蒸發(fā)過程都與氣象學有關。

3、大氣中的水分循環(huán)（蒸發(fā)凝結降水）是氣象學的主要研究對象之一。而降水蒸發(fā)徑流又是水文學的主要研究對象。組成水量平衡方程的四要素是降水、蒸發(fā)、徑流與流域蓄水變量，當流域下墊面變化不大時，徑流的變化主要取決于降水與蒸發(fā)的變化。

4、在水文分析計算中，為了研究徑流變化，首先就要考慮降水量、降水歷時、降水面積、降水強度以及暴雨徑流等因素。在推求水工建筑物設計洪水標準時，應用氣象學的理論與方法，從暴雨成因上進行研究，推求出可能最大降水(PMP),然后推求可能最大洪水（PMF）。在作徑流的年內變化、多年變化、探討豐枯水期交替規(guī)律的研究時，顯然必須考慮到它們的氣候背景。

5、作出中長期水文預報時必須要考慮未來可能影響本地區(qū)、本流域的天氣系統。至于長期水文預報，更需要分析影響水文情況長期變化的各種因素，而大氣環(huán)流則是關鍵因素。一個地區(qū)發(fā)生的旱澇異常都是由異常大氣環(huán)流長期維持所形成，因此必須研究大氣環(huán)流前后期演變承替的規(guī)律。

6、在水資源的開發(fā)利用中，研究大型水利工程建成后對生態(tài)、環(huán)境的影響時，都要進行對氣候影響的分析。在進行水文區(qū)劃和流域水文地理分析時，又要以氣候區(qū)劃和流域氣候形成條件的研究作為基礎。

第一章

一、大氣的成分：

1、大氣中除了固、液態(tài)微粒及水汽以外的空氣稱為干潔空氣，簡稱干空氣。2、干空氣主要又氮、氧、氬組成，三者合計占大氣總體質量的99.96%，其余氣體所占總體積不到0.1%。氮是大氣中最多的氣體，約占干空氣質量的75%，它是地球上生命體的基本成分。氧是大氣中次多的氣體，占干空氣質量的23%左右，是一切生命所需，且決定著有機物的燃燒、腐爛和分解過程。

3、大氣中的氬約占干空氣質量的1%，是在自然過程中不重要的惰性氣體。4、地球大氣由三部分組成：干潔大氣（即干空氣）；水汽；懸浮在大氣中的固液態(tài)雜質5、臭氧：

時空變化：(1)時間變化：最大值出現在春季，最小值出現在夏季。(2)空間變化：水平：由赤道向兩極增加。垂直：55～60km，含量極少。

20～25km，達最大值，形成臭氧層；12～15km以上，含量增加特別顯著；從10km向上，逐漸增加；近地面，含量很少；

(3)作用：對紫外線有著極其重要的調控作用；對高層大氣有明顯的

增溫作用。

6、二氧化碳：來源：生物的呼吸、化石燃料的燃燒、有機物質的燃燒和分解、火山噴發(fā)作用等。時空變化：(1)時間變化：a)白天、晴天、夏季時的二氧化碳濃度小于黑夜、陰

天、冬季。

b)工業(yè)革命前小于工業(yè)革命后。(2)空間變化：水平：城市大于農村

垂直：0～20km，含量最高；

20km以上，含量顯著減少。(3)作用：綠色植物進行光合作用不可缺少的原料。

強烈吸收長波輻射（地面輻射、大氣輻射），使地面保持較高的溫度，產生“溫室效應”。

二、大氣的垂直結構：

1、對流層：

特點：(1)主要天氣現象均發(fā)生在此層。

(2)溫度隨高度升高而降低。（平均高度每升高100m，氣溫下降0.65℃。）(3)空氣具有強烈的垂直運動和不規(guī)則的亂流運動。(4)氣象要素的水平分布不均勻。

天氣狀況：(1)下層：摩擦作用、對流運動和亂流運動最強烈；

在接近地面約30～50m高度以下的氣層稱為近地氣層，常有霧形成。

(2)中層：空氣運動以對流為主；

有中云和直展云出現，由云滴增大成雨滴的過程多在此層進行，因而是形成降水的重要氣層。

(3)上層：受地面影響更小，氣溫常在0℃以下，水汽含量少，各種云

均由冰晶或過冷卻水滴組成。飛機飛行在此氣層常出現結冰現象。

在中、低緯度地帶，常出現風速等于或大于30ms-1的強風帶，即所謂高空急流。

(4)對流層頂：氣溫隨高度變化很小，甚至成為等溫狀態(tài)。

由低層上升而至的水汽和塵埃等多聚集在這里，使能見度惡化。

2、平流層：

特點：25km以下，氣溫保持不變；25km以上，氣溫隨高度增加而顯著升高。

空氣運動以水平運動為主，無明顯的垂直運動。

水汽和塵埃含量極少，晴朗少云，大氣透明度好，氣流比較平穩(wěn)，適宜于飛機航行。

天氣狀況：平流層中水汽含量極少，透明度好，大多數時間天空晴朗，只是在底

部有分散的貝母云。平流層中空氣以平流為主，氣流穩(wěn)定。三、基本氣象要素：

1、氣象要素：(1)定義：表示大氣狀態(tài)和特征的物理量和物理現象。

(2)天氣現象：在大氣中或地面上產生的降水、水汽凝結物（云除

外）、凍結物、干質懸浮物和光、電學現象，也包括一些風的特征。

2、氣溫：(1)定義：氣溫是空氣溫度的簡稱，是表示空氣冷熱程度的物理量。(2)在一定的容積內，一定質量的空氣，其溫度的高低只與氣體分子運

動的平均動能有關。即這一動能與絕對溫度T成正比。因此，空氣冷熱的程度，實質上是空氣分子平均動能的表現。當空氣獲得熱量時，其分子運動的平均速度增大，平均動能增加，氣溫也就升高。反之當空氣失去熱量時，其分子運動平均速度減小，平均動能隨之減少，氣溫也就降低。

(3)氣溫決定著空氣的干、濕與降水；決定著氣壓的大小，是影響大氣

運動和大氣變化的基本因素。

3、氣壓：定義：單位面積上所承受到的整個空氣柱的質量，即大氣的壓力。

實質：氣壓的大小決定于整個空氣柱質量的多少

4、濕度：(1)定義：表示大氣中水汽量多少的物理量稱大氣濕度。

(2)意義：大氣濕度狀況直接影響了云、霧、降水等天氣現象的形成。(3)水汽壓（e）：大氣中水汽產生的那部分壓力。單位：hap(4)飽和水汽壓（E）：溫度一定，單位體積空氣中的水汽含量是有一定

限度，空氣達到此限度時為飽和濕空氣，飽和濕空氣中的水汽所產生的那部分壓力，即最大水汽壓。

(5)相對濕度(f)：表示方法：空氣中的實有水氣壓e與同溫度下飽和水

氣壓E的百分比，用f表示。

意義：相對濕度直接反映了空氣距離飽和的程度。對濕度越大，越接近飽和，當達到100%時，空

氣就達飽和狀態(tài)，此時水汽就要開始凝結。

(6)飽和差(d)：定義：在一定溫度下，飽和水汽壓E與實際空氣中水汽

壓e之差稱飽和差（d）。即d=E-e。

意義：d表示實際空氣距離飽和的程度。d越大，越不

飽和；d=0，空氣達飽和狀態(tài)；d0，說明不飽和；d0，過飽和。

(7)比濕(q)：定義：在一團濕空氣中，水汽的質量與該團空氣總質量（水

汽質量加上干空氣質量）的比值，稱比濕（q）。

(8)水汽混合比(γ)：定義：一團濕空氣中，水汽質量與干空氣質

量的比值稱水汽混合比(γ)(單位：g/g)

(9)露點(Td)：定義：在空氣中水汽含量不變，氣壓一定下，使空氣冷

卻達到飽和時的溫度，稱露點溫度，簡稱露點（Td）。單位：℃或K

結論：氣壓一定時，露點的高低只與空氣中的水汽含量

有關，水汽含量越多，露點越高，所以露點也是反映空氣中水汽含量多少的物理量。(10)總結：上述大氣濕度的表示方法中，水汽壓（e）、比濕（q）、水汽

混合比（γ）、露點等基本上表示了空氣中水汽含量的多少。

而相對濕度、飽和差、溫度露點差則表示了空氣距離飽和的

程度。

第二章

一、輻射的基礎知識：

1、輻射及其特性：

輻射：物體以電磁波或粒子流形式向周圍傳遞或交換能量的方式。輻射能：物體以輻射的方式傳遞交換的能量。基本特性：波粒二象性

在氣象學上，稱太陽輻射為短波輻射，地球和大氣輻射稱為長波輻射。2、輻射的度量和單位：輻射通量、輻射通量密度

輻射通量及單位：定義：單位時間通過任意面積上的輻射能量。單位：Js-1或W

輻射通量密度（E）及單位：定義：單位面積上的輻射通量。單位：Js-1m-2或Wm-2

輻射通量密度又被稱為輻射強度、輻射能力或放射

能力。

3、輻射的基本定律：

(1)普朗克定律：依據量子理論導出了絕對黑體對單色波的輻射強度與波長、溫

度的關系。

(2)維恩位移定律：定律：絕對黑體的放射能力最大值對應的波長(λm)與其本

身的絕對溫度(T)成反比。

意義：物體的溫度愈高，放射能量最大值的波長愈短，隨著

物體溫度不斷增高，最大輻射波長由長向短位移。太陽輻射是短波輻射，人、地面和大氣輻射是長波輻射。

(3)斯蒂芬波爾茲曼定律：定律：黑體的總放射能力（ET）與它本身絕對溫度

（T）的四次方成正比。

意義：物體溫度愈高，其放射能力愈強。(4)基爾荷夫定律(選擇吸收定律)

定律：在一定溫度下，任何物體對于某一波長的放射能力(eλ,T)與物體對該

波長的吸收率(aλ,T)的比值，只是溫度和波長的函數，而與物體的其它性質無關。

推論：對不同性質的物體，放射能力較強的物體，吸收能力也較強；反之，

放射能力弱者，吸收能力也弱，黑體的吸收能力最強，所以它也是放射能力最強的物體。

對同一物體，如果在溫度T時它放射某一波長的輻射，那么，在同一溫度下它也吸收這一波長的輻射。

二、太陽輻射：1、太陽輻射光譜

太陽輻射能隨波長的分布曲線。

圖中：

實線是大氣上界的太陽輻射光譜；

虛線是溫度在6,000K時的黑體輻射光譜。

2、太陽輻射：單位時間內投射到單位面積上的太陽輻射能量。

太陽常數：當地球位于日地平均距離時(約為1.496×108km)，在地球大氣上

界投射到垂直于太陽光線平面上的太陽輻射強度。

1981年世界氣象組織推薦的太陽常數是1367Wm-2，常采用的太

陽常數值為1370Wm-2

3、太陽輻射在大氣中的減弱：

(1)減弱方式：a)吸收作用：主要的吸收成分：氧、臭氧、水汽和CO2

b)散射作用：當太陽輻射通過大氣時，遇到大氣中的各種質點，太

陽輻射能的一部分散向四面八方，稱為散射。

太陽輻射通過大氣時，由于空氣分子散射的結果，波長較短的光

被散射得較多。雨后天晴，天空呈青藍色就是因為輻射中青藍色波長較短，容易被大氣散射的緣故。而在日出和日落時，當太陽高度角較小時，太陽輻射在到達地面前所經過的光學厚度很大，藍色光被散射殆盡。所以太陽光呈紅色。

c)反射作用：參與反射作用的物質：大氣中較大的塵粒和云滴、云

層。

(2)減弱因素：a)大氣質量：太陽光通過大氣路徑的長度與大氣鉛直厚度之比。大氣質量m隨太陽高度的增高而減小，當太陽高度低時，m值的增大特別迅速。

b)大氣透明系數：定義：透過一個大氣質量(m＝1)后的太陽輻射強

度(S1)與透過前的太陽輻射強度(S0)之比

影響因子：海拔、水汽、微塵、云霧

第三章

一、了解絕熱過程：

1、絕熱：如果一個封閉系統在變化過程中與外界不發(fā)生熱量交換，稱這種過程

為絕熱過程，簡稱絕熱。

非絕熱過程：在實際大氣中，運動中的一團空氣(氣塊)吸收太陽短波輻射、

地球大氣的長波輻射，并且和周圍空氣之間有熱量交換，這些熱量使得實際空氣的熱量有所增加，故稱之為非絕熱過程。

2、干絕熱過程：如果升價氣塊內部既沒有發(fā)生水相變化，又沒有與外界交換熱

量，稱這種過程為干絕熱過程。

3、濕絕熱過程：(1)濕空氣中的水汽凝結后，過程的進行可能有兩種情況：

a)凝結成水滴和冰晶仍留在氣塊內，而且隨著氣塊垂直向上；b)凝結物雨滴、雪花等一部分或全部降落。

(2)濕絕熱過程：飽和濕空氣在上升過程中，與外界沒有熱量交

換，該過程稱為濕絕熱過程。

4、假絕熱過程：潮濕空氣塊上升，飽和前溫度按干絕熱直減率減小，飽和以后

俺濕絕熱直減率減小。當氣塊中水汽凝結，成為雨滴、雪花等部分或全部降落后，氣塊中水分含量減少，下降過程按干絕熱直減率或介于干、濕絕熱直減率之間的直減率(它大于上升過程中的濕絕熱直減率)增溫，氣塊回到原來高度上時，其溫度就變成另一個較高的溫度，這種過程是個不可逆過程。嚴格說是非絕熱的，所以稱為假絕熱過程。

二、大氣中的逆溫(看書):

1、在一定條件下，對流層中也會出現氣溫不隨高度變化或隨高度增加溫度升高的現象，前者稱為等溫層，后者稱為逆溫層。從熱力學的角度，無論是等溫層還是逆溫層都表示大氣層結是穩(wěn)定的。

2、輻射逆溫：由于地面強烈輻射冷卻而形成的逆溫，未成輻射逆溫。3、湍流逆溫：由于低層空氣的湍流混合而形成的逆溫，稱為湍流逆溫。

4、平流逆溫：暖空氣平流到冷的地面或冷的水面上，會發(fā)生接觸冷卻作用，愈

近地表的空氣降溫愈多，而上層空氣受冷地表面的影響小，降溫較少，于是產生逆溫現象。

5、下沉逆溫：因整層空氣下沉而造成的逆溫，稱為下沉逆溫。

6、鋒面逆溫：同一數值的等溫線的位置在暖空氣中要比在冷空氣中高，當它穿

過鋒面時，便發(fā)生轉折，當冷暖空氣的溫度差別很大時，就可以出現逆溫。

第四章

1、海平面氣壓場的基本型式（氣壓系統）低壓（低氣壓、氣旋）

D逆時針旋轉

向中心輻合絕熱上升多陰雨天氣

高壓（高氣壓、反氣旋）

G順時針旋轉

向四周輻散絕熱下沉多晴好天氣

槽（低壓槽）脊（高壓脊）D

G

2、高空氣壓場的基本型式（氣壓系統）

高壓

順時

G針旋轉

低壓

逆時

D針旋轉

槽脊

脊線脊前G

D槽后

槽前

脊后3、水平方向作用于空氣的力水平氣壓梯度力G水平地轉偏向力A慣性離心力C摩擦力R

4、地轉偏向力的方向：與運動方向垂直

北半球指向運動方向的右側南半球指向運動方向的左側5、彎曲等壓線的氣壓場中的風C≠0

空氣所受的力：G、A、C梯度風：A+C+G=0

GD逆時針

AG順時針旋

V

AC旋轉

VGC轉

在自由大氣層中，風沿著等壓線吹。

自由大氣層中的白貝羅風壓定律：(判斷風壓關系的定律）北半球，背風而立，低壓在左，高壓在右，南半球相反。

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