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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？G 89

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？n 91

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