《天气与气候》PPT课件

天气与气候北京教育学院石景山分院吴云相关基础知识建议：参考书现行高一地理（上册）教材一、地球上存在生命的原因光照条件稳定：太阳没有明显的变化，地球所处的光照条件一直比较稳定，生命从低级向高级的演化没有中断。宇宙环境安全：大小行星各行其道，互不干扰，使地球处于一种比较安全的宇宙环境之中。气温适宜：地球与太阳的距离适中，使地球 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的平均气温为15℃，有利于生命过程的发生和发展。有能呼吸的大气和液态水：地球的体积质量适中，其引力可以使大量气体聚集在地球周围，形成包围地球的大气层，并能吸引住液态水。地球处在一个比较稳定和安全的宇宙环境中，自身又具备了生物生存所必需的温度、水、大气等条件。宇宙环境自身因素二、地球运动地球自转自转一周：一天地球公转公转一周：一年地球自转和公转的关系——黄赤交角1、自转与公转同时进行，相互叠加。2、黄赤交角：黄道平面与赤道平面的交角,现在的角度为23°26´，地轴与黄道面的交角为66°34´。由于黄赤交角不变，所以地轴的空间方向不变。地球运动的意义——太阳直射点的南北移动夏至6月22日直射最北界北回归线S春分3月21日直射赤道秋分9月23日直射赤道冬至12月22日直射最南界南回归线代号日期节气直射点位置运动趋势A3月21日春分赤道北B6月22日夏至北回归线南C9月23日秋分赤道南D12月22日冬至南回归线北ABCDA赤道北回归线南回归线地球运动的意义——同一地点不同季节昼夜长短变化昼、夜长短：光照时间的变化南北半球季节相反太阳高度和正午（12：00）太阳高度SEWNabc45º北极星太阳高度：光照强弱地球运动的意义——正午太阳高度变化昼夜长短的季节变化昼夜长短的纬度变化四季五带公转自转太阳直射点的回归运动太阳高度的季节变化太阳高度的纬度变化小结：黄赤交角不同区域、不同时间获得太阳辐射不同。春分秋分夏至冬至太阳直射点的移动，使地球表面接收到的太阳辐射能量，因时因地而变化，这种变化通过昼夜长短和正午太阳高度的变化来体现。小结：太阳辐射的季节变化是影响气温季节变化的主要原因。三、大气环境大气是指包围地球的大气圈的整体。大气环境的意义：①大气阻挡了来自宇宙和太阳的有害辐射，成为地球上生物生存不可缺少的保护层。②大气既提供了动植物维持生命活动所需要的各种气体，又对地球自然环境产生深刻的影响。如果没有大气，就没有生物界，没有人类及其赖以生存和发展的自然环境。大气是地球自然环境最活跃的组成部分。（一）大气的演化过程1、原始大气——地球表面在冷凝为固体过程中，周围就包国围着一层大气。主要成分是氢和氦，及少量水汽。2、次生大气——主要由火山排出的气体。成分以甲烷和氢为主，还有一些氨和水汽。3、现代大气——氧的形成是标志。绿色植物的光合作用是大气中氧形成的最重要原因。对流层平流层高层大气（二）大气的垂直分层地面是其直接热源和水源1、气温随高度的增加而递减。对流层大气的热量绝大部分直接来自地面，因此，离地面越高的大气，受热越少，气温越低，气温垂直递减率为0.6℃／100米。2、对流运动显著。在对流层中，由于空气上冷下暖，使得热的地方气温高，空气密度小，容易产生空气的上升运动，冷的地方因有空气流向热的地方，从而产生下沉运动，这样就形成了大气的对流运动，所以，对流层是以对流运动为主。低纬地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此，对流层的高度高，可达17~18千米；而高纬地区，地面受热较少，对流活动较弱，所以，对流层的高度低，一般只有8~9千米；中纬地区则适中。3、天气现象复杂多变。由于对流层大气最靠近地面，几乎集中了全部的水汽和杂质，在大气对流过程中，容易形成云、雨、雪等天气现象，因此，对流层天气现象复杂多变，与人类的关系最为密切。对流层（天气现象和大气运动）1、气温随高度增加而上升。平流层大气中，由于含有臭氧，能大量吸收太阳紫外线，使气温随高度增加而迅速上升。2、气流以平流运动为主。平流层上热下冷，大气稳定，不易形成对流，以水平运动为主。3、与人类关系：平流层以水平运动为主，且水汽和杂质极少，故云、雨现象近于绝迹，天气晴朗，有利于高空飞行平流层1、大气上界：2000~3000千米高空2、电离层：地球外80――500千米的大气层，有若干电离层。电离层大气处于高度电离状态，它们就像一面反射无线电波的镜子，使电波在地面和电离层之间多次反射，从而实现了远距离无线电通信。 高层大气人们是这样比喻地球上的大气的：（1）大气是地球生命的保护伞；（2）大气是地球的空调器；（3）大气是地球生命呼吸所需氧气的源泉；（4）大气是风云变幻的大舞台。可见，大气对自然环境和人类有着重要的影响；大气的垂直分层则是地球大气的主要特征，其中，对流层是与人类关系最为密切的层次；目前，由于人类活动造成的大气污染对大气的成分影响越来越明显，已经引起了国际社会的广泛重视。小结三、大气的组成低层大气的组成：干洁空气、水汽、固体杂质氧：是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质。氮：是地球上生物体的基本成分。二氧化碳：①绿色植物进行光合作用的基本原料②对地面起保温作用。臭氧：能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害，被誉为“地球生命的保护伞”。人类活动造成的大气污染：大气成分比例的变化二氧化碳增多，臭氧层破坏。四、大气的热力作用（削弱和保温作用）（太阳、地面、大气三者关系）太阳地面大气宇宙环境太阳辐射地面辐射大气逆辐射大气辐射（保温作用）（削弱作用）地面大气上界斜射BAC直射影响大气对太阳辐射削弱作用的因素——太阳高度太阳高度大 太阳辐射经过大气的路程短 削弱的少，地面获得的热量多此外，云层越厚，反射越强。大气的保温作用0.51.52.51.02.03.00.20.40.60.81.03.01.52.0辐射能力（卡/厘米2·分·微米）波长（微米）紫外区可见光区红外区1、太阳辐射的能量分布：实验证明，物体温度越高波长越短，温度越低波长越长。所以太阳辐射为短波辐射，地面辐射、大气辐射、人体辐射等属于长波辐射。2、大气保温效应的成因大气保温效应形成过程：①吸收太阳短波辐射，大气升温。②地面放出的长波辐射极少部分返回宇宙空间，绝大部分都被对流层大气中的水汽和二氧化碳等吸收，使大气增温。地面是对流层大气的主要的直接热源。③大气增温的同时，也放出红外线长波辐射。一少部分射向宇宙空间，大部分射向地面，称之为大气逆辐射。④大气逆辐射将热量还给地面，补偿了地面辐射的热量损失，对地面起到保温作用。所以，大气以大气逆辐射的形式将热量还给了地面，从而完成了大气的保温作用。云层地面辐射云层大气逆辐射保温过程示意图小结：大气热力作用的意义①减少气温日较差：降低了白天的最高气温，又提高了夜间的最低气温。②使地球表面平均温度达到15℃，形成适宜人类生存的温度环境。1、意义：实现水热输送，引起各种天气变化。2、成因：由于各纬度获得的太阳辐射能多少不均，造成低纬度间温度的差异，这是引起大气运动的根本原因。3、分类：垂直运动（上升、下沉）水平运动——风五、大气的运动活动建议冷热不均引起大气运动冰玻璃罩内D处摆放着冰块，如果点燃一束香，摆放在A处，玻璃罩内的香烟将会怎样运动？请你在图上画出香烟的运动方向。在同一高度上，空气总是从气压高的地方流向气压低的地方。由实验得知，香烟沿着A——B——C——D——A方向流动。请你在图上标出A、B、C、D四处的气压高低（高压用G，低压用D）。CDBA香玻璃罩冰实验图示1、热力环流：大气运动最简单形式热力环流：地面冷热不均而形成的空气环流。近地面空气的受热或冷却，引起气流的上升或下沉运动，导致同一水平面上气压的差异。气压的差异又形成大气的水平运动。BAC低冷冷热高高高低低形成：太阳辐射冷热不均空气垂直运动空气水平运动同一水平面气压差异根本原因直接原因热力环流ABCA热B冷C冷高低低低高高A热B冷C冷高低低低高高（1）假设水平地面上有三地A、B、C受热均匀，上空气压相等，此时大气无运动。（2）如果A地受热，近地面大气膨胀上升，上空空气密度加大，形成高气压；B、C两地冷却，空气收缩下沉，上空空气密度减小，形成低气压。（3）相反A地受热，近地面大气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成低气压；B、C两地冷却，空气收缩下沉，近地面空气密度加大，形成高气压。（4）由于同一水平面上产生了气压差异，并且在水平方向上，空气总是从高气压流向低气压。所以，高空空气就从气压高的A地向气压低的BC两地扩散，近地面的空气又从BC两地流回A地。（（5）这样，最简单的大气环流——热力环流形成了。陆海(冷)高压(热)低压陆海(热)低压(冷)高压热力环流举例——海陆风？哪张图能正确反映海陆风呢？这个城市的布局合理吗？试从大气运动的角度分析。什么时间大气污染严重？活动建议：城市与郊区之间，风怎么吹？城市热岛城市地区人口集中、交通密集、经济发达，每天要消耗大量能源维持城市的运转，同时要向大气排放大量废热和其他有害物质。这便导致城市气温高于郊区，犹如一个暖热的岛屿，人们称之为“热岛”。城市热岛现象在风力较小（风力小于3级时）的冬天尤为明显。当城市热岛现象出现时，便形成城乡之间特有的环流——城市风。你能运用“热力环流”的形成原理，画出城市风的流向吗？如果在城市附近布置对大气有污染的工业，怎样布局为宜？城市风六、大气环流——全球性大气运动1、定义：具有全球性的有规律的大气运动，通常称为大气环流。2、意义：大气环流完成了水热输送，是高低纬度之间、海陆之间的热量和水汽得到交换，调整了全球的水热分布，是各地天气变化和气候形成的重要因素。1、大气环流的形成（一）简单环流（单圈环流）假设地球不动、地表均匀，形成的是单圈环流。低低高高极地高压带赤道低压带热力因素主导（二）三圈环流（北半球为例）假设大气是在均匀的地球表面上运动的，引起大气运动的因素是高低纬之间的受热不均和地转偏向力。赤道低压带中纬西风带副极地低压带副极地高压带极地高压带低纬东风带1、低纬环流：①赤道地面气温高空气受热上升，使地面形成赤道低气压带、高空形成高压；②来自赤道上空向北流的空气受地转偏向力的影响变成自西向东的方向，在北纬30°附近的上空堆积产生下沉气流，形成副热带高气压带。③近地面，大气由副热带高气压带流向赤道低气压带，受地转偏向力和摩擦力的影响，偏转成东北信风。2、中纬环流和高纬环流①在近地面，从副热带高气压带流向高纬地区的气流在地转偏向力和摩擦力的作用下偏转成中纬西风。②北纬90°由于气温低，盛行下沉气流，近地面形成极地高气压带，气流从高纬流向低纬地区偏转成极地东风。③这两支性质不同的气流在北纬60°附近相遇后，暖轻的气流爬升到冷重的气流之上，形成副极地上升气流，近地面形成副极地低气压带。④北纬60°附近高空形成高气压，气流向南北两方分流，形成中纬环流和高纬环流。南半球的气流受地转偏向力的影响向左偏，因此相反。全球气压带、风带示意图低气压带23026/23026/66034/66034/0023026/23026/66034/66034/00高气压带冬至日秋分日春分日夏至日太阳位置2、气压带、风带的季节性移动这个系统使暖空气从赤道向两极运动，而冷空气则相反，从而保持世界各地温度的平衡。把热量和水汽从一个地区输送到另一个地区，从而使高低纬度之间、海陆之间的热量和水汽得到交换，调整了全球的水热分布，也是各地天气变化和气候形成的重要因素。小结：大气环流的意义　　　　　　　　 七、季风环流7月世界海平面气压分布1月世界海平面气压分布亚洲季风 冬季风向夏季风向成因分布东亚季风西北季风（偏北风）东南季风海陆热力性质差异亚洲东部西南季风东北季风西南季风海陆热力性质及气压带风带的移动我国西南及印度一带 我国的季风气候是怎样形成的？东部地区雨带移动过程全国多年平均年降水量分布图八、世界气候类型地球有三个广大的气候带：温暖的热带寒冷的极区（寒带）四季分明的温带五带划分示意图热带北温带南温带北寒带南寒带有阳光直射有极昼极夜有极昼极夜无阳光直射无阳光直射1、世界气候类型分布图世界气候类型世界主要气候图（1）    全世界大致划分为13种气候类型（2）   受气压带和风大的季节移动影响而形成的气候类型有3种：热带季风气候、热带草原气候、地中海气候。（3）   除南极洲外，各大洲都有分布的气候类型只有地中海气候。气候类型分析对不同气候类型的气温特点的分析：①不同纬度地带，接受太阳热量的多少不同，因此气温的分布，一般是高温气温低，低纬气温高。②统一纬度地带，由于下垫面不同，不同地点的气温状况不尽相同。影响范围比较大的下垫面是海洋和陆地。局部的下垫面因素对气温也有影响。（山地、洋流等）对不同气候类型的降水状况的分析：①赤道地区气流以辐合上升为主，全年雨量充沛。②南北回归线至南北纬30°之间，在副高或信风控制下，常年干旱。③大陆的西岸有两种情况。④大陆的东岸情况不同。⑤大陆内部一般常年受大陆气团控制，降水较少。⑥两极地区以辐合下沉气流为主，全年降水稀少。2、影响气候形成的主要因素太阳辐射是大气运动的最根本能源。下垫面是大气的直接热源和水源。大气环流具有双重性，一方面促进热量和水分的交换，调整全球热量和水汽的分布，显著影响各地气候。另一方面它本身也是一种气候现象。人类活动对气候产生影响，改变大气成分和水汽含量，向大气释放热量；改变地表的物理特性和生物学特性等。各因子之间的关系：太阳辐射通过大气和下垫面影响气候；人类活动既能通过大气和下垫面影响气候，又能直接影响气候。在大气与下垫面之间，人类活动与大气和下垫面之间，又相互影响，相互制约，从而构成了世界纷繁复杂的气候。太阳辐射气候形成人类活动大气环流地面状况1、太阳辐射太阳辐射是形成气候最基本的因素。不同地区的气候差异及各地气候的季节交替，主要是由于太阳辐射在地球表面分布不均及其随时间变化的结果。太阳辐射不仅能影响气候差异和季节交替，同时也是大气运动的最根本能源，通过大气环流也能够影响各地的气候。2、大气环流大气环流对气候的形成起直接的控制作用，是造成气候复杂多样的主要原因，大气环流具有双重性质。（1）   大气环流调整了全球水热分布大气环流调整水热分布影响气候特征（2）   大气环流本身也是一种气候现象，在不同形式下气候不同。单一气压带控制下：赤道低压——热带雨林气候气压带风带交替控制：地中海式气候、热带草原气候3、地面状况下垫面是大气（对流层）的直接热源和水源，故地面状况不同，对气候的影响很大。（1）   海洋与陆地：海洋热容量比陆地大（2）   平原与山地：地势高，气温低（3）   裸地与植被覆盖地：裸地的反射率高（4）   迎风坡与背风坡：迎风坡降水多，背风坡少（5）   暖流与寒流4、人类活动人类活动过程将直接或间接的改变大气的物理性质。九、气象灾害及其防御气象灾害：大气对人类的生命财产和经济建设以及国防建设等造成的直接或间接的损害，称为气象灾害。种类：主要的气象灾害有台风、暴风、洪涝、干旱、寒潮等。干热风中农业表现为一种农业气象灾害。1、概念：台风（飓风）是形成于热带或副热带海洋上的强大的热带气旋。在太平洋上成为台风，在印度洋和大西洋上成为飓风。中心附近风力在12级以上。2、形成：台风形成在海热带或副热带海面温度在26℃以上的广阔海面上，是一种强烈发展的热带气旋，在北半球为逆时针向中心辐合的大漩涡，在南半球为顺时针向中心辐合的大漩涡。3、结构与天气：台风的结构可分为三个部分，及外围大风区、漩涡风雨区和台风眼去。这三个部分的气流状况不同，天气特点也存在差别。主要气象灾害——台风台风结构外围大风区漩涡风雨区台风眼区位置台风的外围部分台风的主要部分，破坏力最大台风的中心部分气流和天气大风区临近时，云逐渐增多加厚，气压下降，湿度增加，温度升高，风力加强在靠近台风眼区附近有强烈的上升气流，形成宽达数十千米，厚8、9千米的垂直云墙，产生狂风暴雨台风眼区盛行下沉气流，天气晴朗而平静主要气象灾害——台风4、分布：全球大洋平均每年约有80个热带气旋生成，其中2/3左右都达到了台风（或飓风）的强度。西北太平洋是全球台风频率最高、强度最大的海域。我国是世界上受台风影响最大的国家之一。5、危害：台风灾害主要有强风、特大暴雨和风暴潮造成。（同时，台风对我缓解我国伏旱天气的旱情有一定的积极意义）6、防御：加强对台风的监测和预报，利用先进技术、设备加强天气分析和预报，减轻台风造成的损失。主要气象灾害——台风主要气象灾害——暴雨、洪涝1、暴雨（1）   概念：锋面、气压系统造成的连续性大降水或短时间内集中大量降水的过程。（2）   形成条件：a.远远不断的水汽供应；b.强烈的上升运动；c.形成降水的天气系统（如锋面、气旋、热带气旋等）持续时间较长。（3）   我国的分布：我国除西部一些沙漠地区外均有暴雨出现，大大暴雨和特大暴雨主要发生在南方和东部地区。主要气象灾害——暴雨、洪涝2、洪涝：暴雨、特大暴雨造成的地表水泛滥的现象。连续性的暴雨或短时间的大暴雨是造成洪涝灾害的重要原因。3、预防：（1）   利用气象卫星对暴雨、洪水进行检测，对防御洪水有巨大作用；（2）   提高暴雨预报的准确率，可有效的减轻洪涝灾害的损失；（3）   加强工程水利设施的建设，加强绿化等。主要气象灾害——干旱1、干旱现象：长时期无降水或降水异常偏少而引起的空气干燥、土壤缺水现象。2、形成原因：多种因素复合造成的。3、灾害特点：降水稀少、空气干燥、大地缺水。防御措施：加强水资源管理，节约用水、合理开发、保护水资源；加强水利工程建设；因地制宜，综合发展农业生产，改进生产方式或培育抗旱品种。主要气象灾害——寒潮1、概念：由强冷空气迅速入侵造成大范围的剧烈降温，并伴有大风、雨雪、冻害等现象，这样的冷空气过程称为寒潮。2、形成原因：极地附近的强高压区，冷空气强烈爆发迅速向地位方向移动。在我国主要表现为亚洲冷高压的影响，冷空气迅速南下造成大幅度降温。3、特点：降温迅速、幅度大，易引起霜冻、大雪等天气现象；风力大、势力强、温度变化大、温度低；影响范围大，且多种灾害并发，危害大，严重影响人类的生命和生产活动。4、预防：及时预报、及早准备。大气环境知识框架（一）大气的组成和结构大气环境大气的组成大气的热力状况太阳、地面、大气三者关系气温空气受热及水陆受热的区别气温的计算与表示方法、分布、变化大气环境知识框架（二）大气的运动热力环流大气环流—全球有规律的大气运动大气降水水汽的来源与凝结降水类型（对流雨地形雨锋面雨台风雨）降水的计算与表示方法、分布大气环境知识框架（三）天气气候概念影响因素概念影响因素气候特征与气候类型与人类关系气候资源气象灾害