北京大学：《大气动力学基础》精品课程教案讲义_第一章 引论（1.2）

第一章引论 1、大气:人类生存的环境 2、永不停息的大气:运动的特征、原因 3、探索大气:监测、理论、数值模拟 4、大气动力学:气象的核心课程 5、不拘一格降人才:动力气象学家一瞥

1、大气:人类生存的环境 2、永不停息的大气：运动的特征、原因 3、探索大气：监测、理论、数值模拟 4、大气动力学：气象的核心课程 5、不拘一格降人才：动力气象学家一瞥 第一章 引 论

太阳辐射:一天的温度变化,四季的形成 Autumnal 太阳短波辐射:0.2-4毫微米 大气长波辐射:2-100毫微米 短波吸收物质:臭氧、水汽 尘埃、云

2 • 太阳辐射：一天的温度变化，四季的形成 太阳短波辐射：0.2-4毫微米 大气长波辐射：2-100毫微米 短波吸收物质：臭氧、水汽 尘埃、云

INCOMING SOLAR REFLECTED SOLAR OUTGOING SPACE RADIATION RADIATION INFARED RADIATION 100 BACK SCATTERED ATMOSPHERE NET ENISSION BY AIR BY H,O, CO, 16 ABSORBED< EMISSION BY H,O REFLECTED BY CLOUDS DUST, O3 BY CLOUDS 15 ⊥ BDORPTION BY H,O, CO, REFLECTED LATENT ABSORBED BY SURFACE HEAT IN CLOUDS INFRARED RADIATION AE FLUX NET EMISSION OF FROM SURFACI FLUX CEAN. LAND 5I217:3 大气辐射平衡图

OCEAN, LAND INCOMING SOLAR RADIATION 100 6 20 4 6 38 26 ATMOSPHERE REFLECTED SOLAR SPACE RADIATION BACK￾SCATTERED BY AIR REFLECTED BY CLOUDS REFLECTED BY SURFACE NET EMISSION OF INFRARED RADIATION FROM SURFACE 15 ABDORPTION BY H2 O, CO2 NET ENISSION BY H2O, CO2 EMISSION BY CLOUDS SENSIBLE HEAT FLUX ABSORBED IN CLOUDS LATENT HEAT FLUX 51 21 7 23 OUTGOING INFARED RADIATION 3 16 ABSORBED BY H2O, DUST, O3 大气辐射平衡图 2

2 TCZ Freezing Rain

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地球引力:引力使空间非均匀,水平方向与垂直 方向性质不同。 薄层性质 90%质量在20公里以内,99%的质量在50公里以内; 地球平均半径6370公里 层结性质 稳定层结:抑制垂直运动,大尺度大气具有准水平特征 具有浮力:产生重力内波 具有斜压:斜压不稳定波

地球引力：引力使空间非均匀，水平方向与垂直 方向性质不同。 1、薄层性质： 90%质量在20公里以内，99%的质量在50公里以内； 地球平均半径6370公里 2. 层结性质： 稳定层结：抑制垂直运动，大尺度大气具有准水平特征 具有浮力：产生重力内波 具有斜压：斜压不稳定波 2

地球自转: 1.公转 形成四季 2.地球自转 产生科氏力:形成准地转运动 Beta效应:形成大气长波

地球自转： 1. 公转： 形成四季 2. 地球自转： 产生科氏力：形成准地转运动 Beta效应：形成大气长波 2

地球表面的强迫 1、陆-气相互作用: 热量、动量、水汽交换 地形对大气运动产生机械强迫 2、海汽相互作用: 动力方面:大气风应力驱动海水运动 热力学方面:海洋是热量库,加热大气

地球表面的强迫： 1、陆-气相互作用： 热量、动量、水汽交换 地形对大气运动产生机械强迫 2、海-汽相互作用： 动力方面: 大气风应力驱动海水运动 热力学方面: 海洋是热量库，加热大气 2

人类活动: 温室气体排放:二氧化碳 废气排放:汽车尾气、工业排放 砍伐森林: 全球气候系统: 大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈

人类活动： 温室气体排放：二氧化碳 废气排放：汽车尾气、工业排放 砍伐森林： 2 全球气候系统： 大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈

第一章引论 1、大气:人类生存的环境 2、永不停息的大气:运动的特征、原因 3、探索大气:监测、理论、数值模拟 4、大气动力学:气象的核心课程 5、不拘一格降人才:动力气象学家一瞥

1、大气:人类生存的环境 2、永不停息的大气：运动的特征、原因 3、探索大气：监测、理论、数值模拟 4、大气动力学：气象的核心课程 5、不拘一格降人才：动力气象学家一瞥 第一章 引 论

3 大气监测:常规观测、卫星观测、雷达观测、飞机观测 理论分析:数学、物理学、化学、流体力学 数值模拟:大气模式+高性能计算机 大气一挑战:目前6天数值天气预报的已较准确,预 计2025年将做出2周的准确预报

大气监测：常规观测、卫星观测、雷达观测、飞机观测 理论分析：数学、物理学、化学 、流体力学 数值模拟：大气模式+高性能计算机 大气—挑战：目前6天数值天气预报的已较准确，预 计2025年将做出2周的准确预报 3