第一章
1.大气是包围地球的空气的总称,是地球上一切生命生存的物质基础和环境条件
2.气象是大气各种物理、化学状态和现象的统称
3.气象学是研究气象变化特征和规律的科学,是农业气象学的理论基础之一
4.大气科学是研究大气各种物理、化学现象及其演变规律,以及如何利用这些规律为人类服务的一门科学
5.天气是以气象要素值和天气现象表征的瞬时或较短时期的大气状况
6.年竺可桢发表了“气象与农业之关系”
7.气象要素:温度,湿度,气压,太阳辐射,风
8.农业气象要素:光,热,水,气
9.大气成分:干洁大气、水汽、气溶胶粒子
(低层空气在空气对流、湍流及扩散作用下,各种主要气体混合得相当均匀,干洁大气的成分的比例基本不变)
10.固氮:90%生物固氮、10%闪电固氮、20%工业固氮
11.臭氧层是保护伞
12.二氧化碳
一般工业区多于居民区,城市多于乡村,冬季多于夏季
13.温室效应:大气能够使太阳短波辐射到达地面,但地表受热后向外发散出大量的长波辐
射却被大气吸收,使地表与低层大气温作用类似于培养农作物的温室
14.二氧化碳是温室气体,能强烈吸收和放射长波辐射,对地表的热量平衡有影响
15.大气中的水汽来自江、河、湖、海及潮湿物体的蒸发
16.水汽在大气中分布极不均匀,主要集中在低层大气中,随高度的增加水汽密度逐渐降低
17.空气中水汽密度比例随着下垫面水分的多少和空气温度的高低而改变
18.气溶胶粒子是悬浮在大气中的固态和液态颗粒物,粒径为10的负三次方微米至十微米
(形成雨的凝结核,对云雾的形成起重要作用)
19.气溶胶按来源可分为自然源和人工源
(一般城市多于乡村,冬季多于夏季,干旱地多于湿润地区)
20.大气污染物:酸雨、温室效应、臭氧层破坏
21.大气的物理性状主要以气象要素和气体状态方程来描述
22.大气状态(温度、体积和压强等)和大气性质(风、云、雾、降水等)的物理量称为
气象要素(主要为温、湿、风、压等)
23.大气垂直结构
常采用垂直温度梯度概念来描述大气温度在垂直方向上的变化。
并规定温度高度的升高而降低为正值,常简称气温直减率
r>0,气温随高度升高而降低,不稳定层结
r<0,气温随高度升高而升高,稳定层结
r=0,气温不随高度变化而变化,中性层结
24.大气在垂直方向上运动状况的改变取决于气温在垂直方向上的变化,所以可以用气温直
减率作为大气垂直分层的指标和依据
25.对流层是大气的最底层,其厚度随着纬度和季节变化而变化
平均而言,纬度低,气层厚
高、中、低纬度的对流层厚度分别为8-9km、10-12km、17-18km
对流层特点:①气温随高度升高而降低
②空气具有强烈的对流运动
③气象要素水平分布不均匀
26.平流层位于对流层顶到地面50-55km的高度
平流层的特点:①气温随高度升高而升高
②空气以水平运动为主
③平流层中水汽含量极少
27.中间层是从平流层顶到距地面平均85km的高度
中间层的特点:①气温随高度升高而迅速降低
②空气的垂直对流运动相当强烈,又称高空对流层
③空气中分子较少,原子相对较多
28.热层又称暖层,位于中间层顶以上
热层的特点:①气温随高度升高而迅速升高
②空气处于高度电离状态
29.散逸层是电离层顶以上的大气
散逸层的特点:①气温随高度升高变化缓慢或基本不变
②气温很高,空气粒子速度快
③距地球远,空气受地心引力小
30.氟化物对眼睛及呼吸器官有强烈刺激,吸入高浓度的氟化物气体时,可引起肺水肿和支
气管炎。长期吸入低浓度的氟化物气体会引起慢性中毒和氟骨症,使骨骼中的钙质减少,导致骨质硬化和骨质疏松
第二章
1.辐射
自然界中一切温度在绝对零度以上的物体都会在不需要任何介质的情况下,以电磁波或光
量子的形式向外发射能量,这种发射能量的方式叫辐射
2.通过辐射传输的能量叫辐射能,也称辐射
3.辐射具有波粒二象性,电磁波或光量子传输能量是通过在电磁场中的振荡完成的
λ=c/ν
4.电磁波的波长范围很宽,辐射发出的光波仅是整个电磁波的一个组成部分,由紫外线、可
见光和红外线组成。
5.紫外线、可见光、近红外线和远红外线对应的波长范围分别为
0.1-0.4μm、0.4-0.7μm、0.7-3.0μm和3.0-+∞μm
6.通常将波长为0.1-3.0μm的称为短波,3.0-+∞称为长波
7.辐射的粒子学说认为,电磁辐射由许多具有一定质量、能量和动量的微粒组成,这些微粒
称为量子或光量子。每个光量子所具有的能量e与其振荡频率成正比,与波长λ成反比
e=hc/λ
8.采用每摩尔光量子所携带的能量为单位,称为一个爱因斯坦,用Ei表示。
9.自然界物体在单位时间、单位面积上发射(或吸收)的辐射能量称为发射(或吸收)辐射
通量密度,单位是W/㎡
10.决定植物光化学反应的不是叶片吸收了多少辐射能量,而是吸收了多少辐射光量子数
11.辐射的选择性
吸收率a反射率r透射率t
12.对所有波长入射辐射的a<1,且吸收率不随波长而变化的物体称为灰体
13.对所有波长入射辐射的r=1的物体称为白体
14.同温度下,实际物体的辐射能力恒小于黑体的辐射能力
15.黑度ε表示实际物体接近黑体的程度,也称为发射率
是物体本身具有的性质,只与物体本身有关,与外界无关,其值可测量
16.基本定律
基尔霍夫定律:在一定温度下,物体对某波长的吸收率等于该物体在同温度下对该波长
的发射率
普朗克定律:又称为物体发射辐射分布定律
1.温度高的物体在任何波长所发射的辐射通量密度都比温度低的物体发
射的大
2.温度高的物体发射的辐射波长范围比温度低的更宽
3.物体温度越高,辐射分布曲线下面积越大,发出的总辐射就越多
4.物体发射辐射通量密度最大值所对应的波长随着温度下降向右偏移,
即发射辐射的波长峰值随温度降低而增大
斯蒂芬-玻尔兹曼定律:黑体发射的总辐射与该物体绝对温度的4次方成正比
E=εδT4
维恩位移定律:λmax=/T
17.太阳辐射主要是短波辐射,地球辐射则属于长波辐射
18.太阳辐射主要集中在可见光部分(0.4-0.7μm)
19.辐射能按波长的分布称辐射光谱(太阳辐射可看为黑体辐射)
20.穿过可视为热透体的星际空间到达大气上界的太阳辐射称为天文辐射
(天文辐射通量密度与日地距离的平方成反比)
21.天文辐射只占太阳辐射的亿分之几
(即太阳辐射只有极窄一束光投射到大气上界,所以可以把到达地球的太阳光当作平行光)
22.当日地距离为平均值,太阳光线垂直入射的天文辐射通量密度,称为太阳常数。
(通常为瓦特每㎡)
23.各地得到的天文辐射是地理纬度和日期的函数
24.各地天文辐射的差异是产生一年四季变化的原因,各地的天文辐射的时空变化与太阳高
度角和可照时数有关
25.赤纬是随时间而变化,只是时间的函数
26.太阳高度角越小,投射到地平面上的太阳辐射通量密度就越小
27.可照时数:通常所说的昼长指的是从日出到日落的时间长度,是时空的函数
(在北半球相对同一日期,夏半年随纬度升高而延长,相对同一纬度,随太阳直射点的
北移而延长,南半球则完全相反)
28.由于中国纬度的差异,南北太阳高度角和可照时数季节差别很大
29.大气对太阳辐射的作用
吸收散射反射
30.大气质量数:在标况下,海平面气压为hPa,气温为0℃时,太阳光垂直投射到地面
所经过路程中,单位截面积空气柱的质量称为一个大气质量数
31.下垫面对太阳辐射具有选择性吸收、反射和透射的特性
32.短波辐射反射率主要与下垫面的颜色、湿度、粗糙度、植被、土壤性质及太阳高度角等
因素有关
33.地球辐射包括地面辐射和大气辐射
34.大气在8-12μm吸收率很小,几乎全部透过,透射率接近1,这一波段被称为“大气天窗”
35.地面有效辐射=地面发射的辐射-地面吸收的大气辐射
36.地面有效辐射受地面温度、大气温度、空气湿度和云等因素影响
(土壤表面性质对有效辐射也有很大的影响)
37.辐射平衡
地面辐射平衡地-气系统的辐射平衡
38.光合有效辐射(PAR):太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分,波长范围0.4-0.7μm
39.光照时数=可照时数+曙暮光时数
40.植物按光周期的反应可分为
短日照植物水稻、玉米、高粱、棉花、甘薯
长日照植物小麦、大麦、燕麦、亚麻、油菜、甜菜、菠菜、胡萝卜
中性植物番茄、水稻、大豆
41.对短日照植物来说
南→北,宜引用早熟的品种或感光性较弱的品种
北→南,宜选用迟熟与感光性弱的品种
42.影响作物光能利用率的因素
作物生长初期覆盖率小、作物群体内光分布不合理、光合作用率低等等
第三章
1.改变内能的方式
做功与热传递
2.热量传递方式
辐射分子传导流体热交换潜热交换
3.物体热特性
热容量热导率热扩散系数(导温率)
4.气温是天气预报的重要项目,也是天气预报的重要依据
5.气温变化反映空气内能大小的变化
6.引起空气变化的原因
绝热空气与外界没有热量交换,内变化是由于外界对空气做功或空气对外做功引起的
非绝热空气与外界发生热量交换而引起的内能变化
7.绝热升降运动的空气温度变化
干绝热变化(γd)干空气或未饱和湿空气团在绝热上升或下沉过程中的绝热变化
湿绝热变化(γm)饱和湿空气团在绝热上升或下沉过程中的绝热变化
8.大气层结大气中温湿度等气象要素的垂直分布
大气稳定度当气团开始垂直方向运动后,大气层结使它具有返回或远离原来平衡位置的
趋势和程度。表征大气层结稳定程度的物理量
大气是否稳定取决于γγdγm
对饱和空气而言γ<γd大气稳定
γ=γd中性
γ>γd不稳定
9.空气与外界的热量交换方式主要有辐射分子传导对流湍流平流及潜流交换
10.逆温按成因可分为辐射逆温平流逆温下沉逆温锋面逆温
11.影响气温日较差因素
纬度季节地形下垫面性质天气
12.影响气温年较差因素
纬度海陆分布距海远近
13.倒春寒北方冷空气南下,气温大幅度下降
秋老虎南方暖气北上,气温突升
14.土壤表面热交换的方式
辐射分子传导潜流交换对流湍流
土壤中热量交换方式主要是分子传导
受太阳辐射的影响,白天和夜晚土壤表面的热量收支差别较大
15.土壤温度的垂直分布
日照型辐射型过渡型
16.土壤温度日较差
一天中,土壤温度的最高值与最低值之差
即一天中土壤温度的变幅,也称为日变幅
17.影响土壤表面温度日较差的因素
太阳高度角土壤热特性土壤颜色地形天气
18.土壤温度年较差
一年中,土壤最热月平均温度和最冷月的平均温度之差
即土壤温度的年变幅
19.D年=19D日
即年恒温层深度是日的19.1倍
20.恒温层
一般地,对于某土壤剖面图而言,土壤表面以下某深度的温度振幅小于或等于其表层的
5%,就可以近似认为该处为恒温层
21.水温是表征海洋、湖泊、水田、鱼塘等水体冷热程度的物理量
影响水温变化的主要是太阳辐射
水温的日较差和年较差都随水层深度的增加而减小
海水表层温度的水平分布主要受地理纬度的制约
22.在45S~45N,海水水温的垂直分布一般可分为三层
混合层温跃层湖下层
23.三基点温度
最适温度最低温度最高温度
24.五基点温度
三基点温度最高与最低致死温标
25.不同作物在不同的发育时期有不同的三基点温度和五基点温度
26.三基点温度是最基本的温度指标
27.在三基点温度中,最适温度是接近最高温度的,而远离最低温度
第四章
1.水汽压:大气压力中水汽部分所产生的分压
(饱和水汽压和实际水汽压)
2.露点温度:在大气压力和水汽压不变情况下,通过降低温度使未饱和的空气达到饱和时的
温度,简称露点,单位℃
3.空气湿度的表示方法
水汽压、露点温度、饱和差、相对湿度、绝对湿度
4.水汽凝结的条件
增加空气水汽量、降低气温到露点以下
5.空气中水汽达到饱和状态是水汽发生凝结的基本条件
6.水汽凝结物
露和霜
雾凇和雨凇
云
7.降水的种类:雨、雪、霰、雹
8.降水的表示方法
降水量、降水强度、降水变率
9.作物生长发育期间,水分对产量影响很大的时期,称为作物水分的关键期
(作物水分的临界期和关键期可以是同一时期,也可以是不同时期)
第五章
1.某地的水平面气压与该水平面空气柱的质量密切相关
2.空气柱质量减少,气压降低
3.气压值随时间和空间变化的根本原因是空气运动改变了该地区上空空气质量
4.地面低气压常对应着空气上升,而空气垂直上升运动是一个绝热冷却过程,容易产生凝结,
形成云、雨、雪等天气。即地面低压常对应着阴雨天气
5.空气下沉增温,不会有水汽凝结过程,天气变晴朗。即地面高压对应着晴朗少云的天气
6.地面低压区空气辐合,高压区辐散,垂直方向上则出现低压区空气上升而高压区空气下沉
同时地面辐合对应高空辐散和地面辐散对应高空辐合的空气出现连续流动、此起彼伏的现
象
7.地球上各地的气压值随时间和空间而变化,变化的根本原因是空气运动引起的空气质量的
重新分配
8.气压的时空变化
①气压的周期性变化:指气压随时间变化而呈现出的周期波动,主要表现为日周期性和年周期性
②地面气压的日变化有单峰、双峰和三峰等形式,最常见的是双峰型。
③一般情况下,气压日较差随纬度的增加逐渐减小
④一般认为气压的日变化同气温日变化和大气潮汐密切相关
⑤单峰型的气压日变化同气温的日变化关系很大
⑥由于气温对气压的影响有滞后性,气压极值出现的时间落后于气温
⑦气压日较差同气温一样随地面性质、季节和地形的不同而有差异,表现为陆地>海洋、
夏季>冬季、山谷>平原
9.三峰型的气压日变化则是气温日变化和局部地形条件等因素综合作用形成的
10.最常见的气压年变化可概括为
大陆型海洋型高山型
(青藏高原地区的气压年变化属于高山型)
11.某地区的气压变化是周期性变化和非周期性变化的综合表现
①一般中高纬度地区气压的非周期性变化比周期性变化明显得多,所以气压变化多带有
非周期性变化
②低纬度地区气压的非周期性变化比周期性变化弱小得多,所以气压变化的周期性显著
12.大气层的厚度和空气密度都随高度增加而减小,所以气压随高度的增加而迅速降低
13.由于重力加速度在对流层乃至平流层中随高度变化一般很小,气压随高度递减的快慢主
要取决于空气密度
14.气压场的表示方法
等高面图等压面图
15.低空气压场水平分布的类型,一般由海平面图上等压线分布特征来确定
低气压低压槽高气压高压脊鞍形气压场
16.气压系统存在于三维空间中
17.温压场对称系统
暖性高压冷性低压暖性低压冷性高压
18.作用于空气质点上的力
水平气压梯度力水平地转偏向力惯性离心力摩擦力
(把1-2㎞高度以下的气层称为摩擦层或行星边界层,1-2㎞以上的气层称为自由大气层)19.空气水平运动的主要形式
地转风梯度风摩擦风地方性风(海陆风山谷风焚风)
20.大气环流运动
三圈环流季风环流
第六章
1.气团性质并不是固定不变的。气团在移动过程中与所经过的下垫面发生热量、水汽交换
其性质逐渐发生变化
(例:来源于西伯利亚的冷而干的气团在向东、向南移到大洋上空时,就会逐渐变得温暖
潮湿)
2.影响中国的主要气团有:
热带太平洋气团、热带大陆气团、赤道气团、西伯利亚气团
3.根据锋的移动状况,把锋分成暖锋、冷锋、准静止锋和锢囚锋
4.根据冷锋的移动速度,可将冷锋分为一型冷锋(缓行冷锋)和二型冷锋(急行冷锋)
5.活动于我国的准静止锋主要有华南准静止锋、昆明(滇黔)准静止锋、天山准静止锋、秦
岭准静止锋
6.锢囚锋
暖性锢囚锋:锋前冷气团比锋后冷气团更冷
冷性锢囚锋:锋后冷气团比锋前冷气团更冷
7.从流场(风场)角度来说,高压和低压分别对应着反气旋和气旋
8.气旋分无锋面气旋和锋面气旋
9.影响我国北方的锋面气旋最主要有
蒙古气旋东北低压江淮气旋
10.气旋和反气旋是经常出现的对大气环流影响巨大的天气系统
11.高空常见天气系统
西风槽东风波(倒槽)高空切变线低涡
12.几种灾害性天气
寒潮龙卷风雷暴大风冰雹台风
(因为温度太低,南北两极没有台风;因为无地转偏向力,赤道上没有台风)
13.台风是热带气旋中的一种
形成的条件:①有原始扰动
②一般距赤道五个纬度以上
③海水温度高于26.5℃
④对流层中风的垂直切变要小
第七章
1.气候:指一个地区多年的大气状态,包括平均状态和极端状态
2.气候系统包括大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈、生物圈
3.气候系统各子系统内部及之间的物理、化学、生物过程和相互作用决定了气候的长期平均
状态和各种时空尺度的变化
4.描述气候要素的特征数
总量、平均值、极值、变幅、频率、保证率、变率
5.每个半球有五个半气候带:赤道带、热带、副热带、暖温带、冷温带、极地带
6.气候类型:①海洋性气候和大陆性气候
②季风气候和地中海气候
③高山气候和高原气候
④草原气候和沙漠气候
7.中国的气候类型:大陆性气候和季风气候
8.中国气候的基本特征
①季风气候显著
②大陆性气候强烈
③气候类型多样性
9.我国日照分布的基本特点
①纬度越高,日照时数越多,所以北方多于南方
②气候越干旱的地方,日照时数越多,所以西部多于东部