1天气学原理第一章.绪论.pptVIP

天气学原理;The earth system;In June 2007, the Space Shuttle crew (STS-117) visiting the International Space Station (ISS) observed spectacular polar mesospheric clouds over north-central Asia (top). The red-to-dark region at the bottom of the image is the dense part of the Earth’s atmosphere. (courtesy of NASA);2008/8/1 19:44:40;2008/8/1 19:50:31;The evolution and variability of the atmosphere ——Weather and climate;大气圈层的运动和变化会导致….;绪论;一、天气学的研究对象和任务;某一地区的天气现象都是和特定的天气系统与天气过程联系在一起的。;天气与天气过程 　　天气是指某一地区、在某一时段内由各种气象要素综合体现的大气状态，大气中发生的阴、晴、风、雨、雷、电、雾、霜、雪等等都是天气现象，它们的产生都与天气系统的活动有密切的关系，而天气与人类的生活、社会、经济活动有着十分密切的关系。 　　天气过程则指天气随时间的演变过程。;系统 所谓系统是指在时间或空间上可以与其他系统区分开来的一个实体。在系统与系统之间存在着一个界面，而各系统的物理量,如辐射、热量和动量等可以通过界面而进行交换。从严格意义上说，这里所指的系统是开放性系统。整个大气可看作是一个系统, 因为大气与海洋之间是存在着一个明确的界面，大气中的水汽、热量与动量可以通过这个界面进行交换。但是，在天气学中，又往往把气旋或反气旋等看作是系统，虽然它们与周围大气并没有什么明确的界面，但它们与周围大气在性质上有明显的不同。对于整个大气或是整个背景场而言，在某一段时间內，其变化是较缓慢的，而气旋或反气旋的变化则相对于背景场来说是较快的，它们可以看作是背景场上的一种扰动，因此在天气学中，往往把天气系统看作是一个扰动。例如，气旋或者反气旋可看作是大气背景场或气侯场中的一种扰动，称之为大尺度天气系统。而气旋中的积云对流，由于它的变化远比气旋的变化为快，这样可把它看作是气旋中的一个扰动，是气旋系统中的一种尺度较小的天气系统。在大气中，由于系统与系统之间存在着各种物理量的交换，也就是说天气系统是一种开放系统。;天气系统 　　一个地方的天气变化，是由于其中一个个移动的大大小小的系统（高压、低压等）引起的，这些系统称为天气系统。气象卫星观测资料表明，大大小小的天气系统是相互交织、相互作用着、在大气运动过程中演变着。最大的天气系统范围可达2,000公里以上，最小的还不到1公里。尺度越大的系统，生命史越长；尺度越小的系统，生命史越短，较小系统往往是在较大尺度系统的孕育下形成、发展起来的，而较小系统的发展、壮大以后，又给较大系统以反作用，彼此相互联系，相互制约，关系错综复杂。 　　各类天气系统，都是在一定地理环境中形成、发展和演变着，都具有一定地理环境的特性。比如极地和高纬地区，终年严寒、干燥。这一环境特性成为极地和高纬地区的高空极涡、低槽和低空冷高压系统形成、发展的必要条件。赤道和低纬地区，终年高温、潮湿，大气处于不稳定状态，是对流天气系统形成、发展的重要基础。中纬度处于冷暖气流交汇地带，不仅冷、暖气团频繁交替，而且锋面、气旋系统得以形成、发展。天气系统的形成、活动，反过来又会给地理环境以影响。因而，认识和掌握天气系统的结构、组成、运动变化规律以及同地理环境间的相互关系，了解气候的形成、变化和预测地理环境的演变都是十分重要的。;天气图中的天气系统：气旋、反气旋和锋面;高空槽脊;尺度 所谓尺度，是表征一个系统在空间上的大小，或者在时间上持续的长短。例如，在一般情况下，气旋的半径大约为数百公里到数千公里，而其持续时间大约为数天到数周。可取气旋的半径作为气旋的空间尺度，而把气旋持续时间看作是气旋的时间尺度。对于积云而言，它的水平范围只有数公里到数十公里，其持续时间也只有数小时到半天。显然，气旋与积云的时间或空间尺度都是不同的。不同尺度的天气系统具有不同的动力学特性，因而， 气旋的发生、发展的机制与积云的发生、发展的机制也是有所不同的。;常见天气系统的尺度; 天气学是研究天气系统和天气现象的发生、发展及其变化规律，并利用这些规律来预测未来天气的学科。;二、天气学的研究内容和方法;天气学研究方法 ;2、研究不同地区、不同地理环境下的天气特征与变化规律 在