《气象学与气候学》课程教学资源（PPT课件）第六章 气候的形成

第六章气候的形成 >气候概念 气候是指一地在多年时期内的大气平均状 态或统计状态。 >气候系统的影响因素 它是在太阳辐射、下垫面性质、大气环流和 人类活动等因素长时间综合作用下形成的. >气候系统的组成 是由大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和 生物圈组成的庞大系统

第六章 气候的形成 ➢气候概念 气候是指一地在多年时期内的大气平均状 态或统计状态. ➢ 气候系统的影响因素 它是在太阳辐射、下垫面性质、大气环流和 人类活动等因素长时间综合作用下形成的. ➢ 气候系统的组成 是由大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和 生物圈组成的庞大系统

>气候系统的性质 1、气候系统是一种开放的梯级系统， 周期性与非周期性是可以相互转化 的 2、气候系统的整体性 3、气候系统的相关性 反馈过程 4、气候系统的有序性

➢气候系统的性质 1、气候系统是一种开放的梯级系统， 其周期性与非周期性是可以相互转化 的 2、气候系统的整体性 3、气候系统的相关性——反馈过程 4、气候系统的有序性

>气候系统的自身特有的属性 1、热力属性 2、水分属性 3、动力属性 4、静力属性

➢气候系统的自身特有的属性 1、热力属性 2、水分属性 3、动力属性 4、静力属性

下垫面强烈受热 输入 对流活动 水平增热梯度 大空) 可用位势能量 上升 热力产生运动 斜压不稳定 大尺度系统 动能 环流 边界效应 切变不稳定 小尺度运动 动能 风 退化 分子运动动能、声音等 输出 图6·1大气中能量转换图解

气候系统 太阳 (短被) 间 辐射 陆地 长波) 辐射 冰川和积雪 吸收 反射 发射 火山喷发：气佛 风 和火山粒 气一冰 海-气 相互作用 相互作用 径滴 海冰 洋流 人类活动 海 湖泊与河流 冰一海洋 相互作用 陆面过程

1.62.23.7 10.8 Solar radiation Shortwave radiation IE-0 11 1E2 Terrestrial radiation 1r3 Longwave radiation 6000K 250K 1 blackbody Thermal radiation blackbody radiation radialion 1E wavelength (micron) 0.7 0.2 20 50 100 100 50 MMU Atmospheric absorption 0 14j CH. Goody and Yung(1989) Visible window IR window

Atmosphere 13 Clouds 111 Water transportation 40 Evaporation and transpiration 71 Evaporation Precipitation 425 385 Surface Ground water Surface runoff water 438 84 Percolation Ice and snow Ocean Ground water transport 2 250 1350000 The water cycle(thousand km) Source:WMO

第一节气候形成的辐射因子 一、太阳辐射与天文气候 (一)什么是天文辐射与天文气候 1、太阳辐射在大气上界的分布，是由 太阳与地球间的天文位置决定的，即主 要由太阳高度、日地距离、日照时间 (白昼长度)等天文因素所决定，所以 又称为天文辐射， 2、由天文辐射所决定的地球气候称 为天文气候，它反映了世界气候的基本 轮廓

第一节 气候形成的辐射因子 一、太阳辐射与天文气候 （一）什么是天文辐射与天文气候 1、太阳辐射在大气上界的分布，是由 太阳与地球间的天文位置决定的，即主 要由太阳高度、日地距离、日照时间 （白昼长度）等天文因素所决定，所以 又称为天文辐射， 2、由天文辐射所决定的地球气候称 为天文气候，它反映了世界气候的基本 轮廓

(二)天文辐射的计算 1、日地距离 太阳辐射的强度与日地距离的平方 成反比，在某一时刻大气上界的太阳辐 射强度I应为： 1=a2/b20 (a为地球公转轨道的平均半径，b为 该时刻的日地距离) 进一步变形：I=I/p2 (p=b/a

（二）天文辐射的计算 1、日地距离 太阳辐射的强度与日地距离的平方 成反比，在某一时刻大气上界的太阳辐 射强度 I 应为： I = a2 /b2 I0 （a为地球公转轨道的平均半径，b为 该时刻的日地距离） 进一步变形： I = I0 / ρ 2 （ρ=b/a）

表6-1大气上界太阳辐射强度的变化 10 11 12 份 % 3.4 2.8 1.8 0.2 -1.5 -2.8 -3.5 -3.1-1.7 -0.3 1.6 2.8

月 份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 % 3.4 2.8 1.8 0.2 -1.5 -2.8 -3.5 -3.1 -1.7 -0.3 1.6 2.8 表6-1 大气上界太阳辐射强度的变化