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绪论1

一、气象学的研究对象和任务1

二、学习气象学的目的和方法1

第一章 大气概述2

§1.1 大气的成分2

一、干洁大气的成分2

二、大气中的水汽3

三、大气中的杂质4

§1.2 主要的气象要素4

一、气温5

二、气压5

三、风5

四、云6

一、混合气体的分压定律7

§1.3 空气的基本性质7

七、空气湿度7

六、能见度7

五、降水7

二、状态方程8

§1.4 各种湿度参量及相互之间的关系12

一、各种湿度参量12

二、水汽压与其它湿度参量的关系14

§1.5 大气结构16

一、大气的垂直分层及其范围16

二、大气的水平非均一性——气团和锋18

第二章 能量平衡和辐射20

§2.1 辐射的一般知识20

一、辐射和辐射平衡21

二、物体对辐射的吸收、反射和透射22

三、克希荷夫定律22

四、黑体的放射能力与温度、波长的关系23

一、太阳辐射光谱和太阳常数24

§2.2 太阳辐射24

二、太阳辐射在大气中的减弱25

三、到达地面的太阳辐射29

§2.3 地面辐射、大气辐射和地面有效辐射35

一、地面辐射和大气辐射35

二、地面有效辐射37

§2.4 辐射差额38

一、地面辐射差额38

二、地气系统的辐射差额39

三、地气系统的能量平衡40

第三章 下垫面与空气的温度43

§3.1 影响下垫面温度的因子43

一、下垫面的热量差额43

二、下垫面的热属性43

三、热量传递的方式44

一、土壤表面热量的收支状况45

§3.2 土壤温度45

二、土壤中热量的传递46

三、土壤温度的日、年变化46

四、土壤温度的铅直分布49

五、自然覆盖对土壤温度的影响49

§3.3 水面温度50

一、水体中热量传递的特点50

二、水面温度的日、年变化50

一、绝热过程51

§3.4 空气的增热和冷却过程51

二、非绝热过程52

§3.5 气温的日、年变化53

一、气温的日变化规律及影响因子53

二、气温的年变化规律及影响因子54

§3.6 空气温度的铅直分布55

一、气温铅直递减率55

二、贴地层气温的铅直分布56

三、北半球气温的铅直分布57

一、辐射逆温59

§3.7 大气中的逆温59

二、平流逆温60

三、下沉逆温61

四、乱流逆温61

五、锋面逆温62

§3.8 海平面气温分布63

一、1月份海平面气温分布特征63

二、7月份海平面气温分布特征64

三、单位气压高度差及其应用66

第四章 大气压力67

§4.1 静力学基本方程67

一、大气准静力方程67

二、铅直气压梯度68

§4.2 压高公式及其应用70

一、均质大气压高公式71

二、等温大气压高公式72

三、多元大气压高公式73

四、完全的拉普拉斯压高公式74

五、压高公式的应用75

§4.3 气压的水平分布77

一、等压面与等压线77

二、气压系统77

三、等压面形状与等压线形状的关系79

四、等高面与等高线80

五、气压形势图80

六、位势高度82

§4.4 水平气压梯度83

一、水平气压梯度的方向和大小83

二、水平气压梯度的物理意义84

三、水平气压梯度大小的计算85

§4.5 气压的日、年变化85

一、气压的日变化86

二、气压的年变化86

一、水平气压梯度力？G89

第五章 空气的水平运动——风89

§5.1 作用于空气的力89

二、水平地转偏向力？n91

三、惯性离心力？94

四、摩擦力？95

§5.2 地转风与梯度风97

一、地转风97

二、梯度风99

三、超、次梯度风102

§5.3 龙卷风与尘卷风104

一、龙卷风104

二、尘卷风107

§5.4 摩擦层中风随高度的变化108

一、摩擦力对风向、风速的影响108

二、摩擦层中风随高度的变化109

一、下层等压面与地面平行110

二、设下层等压面与地面斜交110

§5.5 自由大气中风随高度的变化——热成风110

三、下层等压面与地面平行111

§5.6 风的阵性与日、年变化113

一、风的阵性113

二、风的日变化114

三、风的年变化115

§6.1 空气垂直运动的产生117

一、热力引起的垂直运动117

第六章 空气的垂直运动117

二、动力引起的垂直运动118

§6.2 热力学第一定律在大气中的应用120

一、热力学第一定律及其物理意义120

二、气象上常用的热力学第一定律表达式121

§6.3 干空气的绝热变化122

一、干绝热方程122

二、干绝热递减率和干绝热线123

三、位温124

一、凝结高度125

§6.4 湿空气的绝热变化125

二、湿绝热方程126

三、湿绝热递减率和湿绝热线127

四、假绝热过程和焚风129

五、假相当位温130

§6.5 大气稳定度131

一、大气稳定度的概念131

二、判别大气稳定度的基本方法——气块法132

§6.6 不稳定能量和对流135

一、不稳定能量的概念135

二、利用T—ln P图解分析不稳定能量136

三、热对流的预计139

§6.7 影响大气层结的变化的过程140

一、系统性垂直运动对稳定度的影响140

二、乱流混合对稳定度的影响142

一、T—ln P图解的结构143

§6.8 T—ln P图解及其应用143

二、T—ln P图解的应用144

第七章 大气环流概述148

§7.1 热力环流原理148

一、海陆风150

二、山谷风151

§7.2 三圈环流与地面的行星风带152

一、三圈环流的成因152

二、地球表面的气压带和行星风带154

§7.3 地面平均环流和大气活动中心155

一、地面平均环流155

二、北半球大气活动中心157

§7.4 季风158

第八章 大气中的水分160

§8.1 水的相变160

一、水的三种形态的基本特性160

二、位相平衡与转变161

§8.2 饱和水汽压163

一、饱和水汽压与温度的关系163

二、饱和水汽压与蒸发面的关系164

§8.3 凝结与凝华166

一、胚滴的形成166

二、凝结核166

三、胚滴继续凝结增长的条件168

§8.4 自然条件下的蒸发169

一、水面的蒸发169

二、土壤表面的蒸发170

三、空气中的水滴和冰晶的蒸发171

§8.5 空气湿度的日、年变化171

一、绝对湿度的日、年变化171

二、相对湿度的日、年变化173

§8.6 大气中水汽的分布173

一、湿度的垂直分布173

二、湿度的水平分布174

第九章 云、雾、露、霜176

§9.1 露、霜、凇176

一、露176

二、霜177

三、雾凇178

四、雨凇178

§9.2 雾179

一、雾的一般性质179

二、形成雾的物理过程和雾的物理学分类180

§9.3 云182

一、云的形成和消散过程183

二、云的物理学分类183

三、云高和云厚191

六、雹193

五、霰和米雪193

三、雨夹雪193

四、冰粒193

一、雨和毛毛雨193

§10.1 降水的形态193

第十章 降水193

二、雪和冰针193

§10.2 云的物理结构194

一、云粒的物态194

二、云的含水量194

三、云滴的大小、浓度和滴谱195

§10.3 液态降水198

一、云粒大小和降水的关系198

二、云滴增长的过程200

§10.4 固态降水208

一、固态降水分类208

二、雪花的形成210

§10.5 各类云的降水212

一、层状云降水212

三、霰的形成212

二、积状云降水213

第十一章 人工影响局部天气215

§11.1 人工降水215

一、人工影响冷云的基本原理216

二、人工影响暖云的基本原理216

三、积云的动力催化原理216

一、冰雹形成的一般过程221

§11.2 冰雹221

二、冰雹形成的条件228

§11.3 人工防雹229

一、爆炸法229

二、催化法230

第十二章 大气中的光电声现象233

§12.1 天空视形状233

§12.2 大气中的光现象234

一、天空蓝色235

二、曙暮光235

三、朝晚霞236

四、日月变扁237

五、星光闪烁237

六、海市蜃楼237

七、虹和霓238

八、晕和假日242

九、华和峨嵋宝光245

十、地光246

一、大气电场247

§12.3 大气中的电现象247

二、降水的电荷249

三、雷暴云中电荷的分布和闪电252

四、天电和爱尔摩火254

五、极光255

六、地电257

§12.4 大气中的声现象257

一、声波在大气中水平方向上的传播258

二、声波在大气中垂直方向上的传播259

四、起源于天气现象的声音262

三、声音在大气中的衰减262

五、大气中的次声波264

附章 日、地、月的基本知识267

§附1 太阳、地球和月亮267

一、太阳的一般知识267

二、地球的形、体和运动268

三、月球269

四、潮汐270

§附2 昼夜和四季272

一、昼夜的形成272

二、四季的形成273

§附3 地球座标和时间275

一、地球座标275

二、时间276

三、阴、阳历和节气278

符号表280

单位和常数282