1、 第一章第一章 海洋水文气象要素海洋水文气象要素1 1 大气和海洋概况大气和海洋概况2 2 气温和海温气温和海温3 3 大气压大气压4 4 风和浪风和浪5 5 大气湿度和海水盐度大气湿度和海水盐度6 6 云和降水云和降水7 7 海面能见度和海水透明度海面能见度和海水透明度8 8 船舶海洋水文气象观测船舶海洋水文气象观测几个重要的专业术语几个重要的专业术语n大气（大气（AtmosphereAtmosphere）：包围地球表面的整个大包围地球表面的整个大气层。气层。n气象要素（气象要素（MeteorologyMeteorologyelements)elements)：反映：反映大气状态的物理量或物
2、理现象，主要有：气温、大气状态的物理量或物理现象，主要有：气温、气压、风、湿度、云、能见度和天气现象。气压、风、湿度、云、能见度和天气现象。n天气天气 (Weather)(Weather)：指：指一定区一定区域在较短时间内各域在较短时间内各种气象要素的综合表现。种气象要素的综合表现。天气表示大气运动的天气表示大气运动的瞬时状态。瞬时状态。几个重要的专业术语几个重要的专业术语n气候气候 (Climate)：指某一区域天气的多年平指某一区域天气的多年平均特征，其中包括各种气象要素的多年平均均特征，其中包括各种气象要素的多年平均及及极值极值。气候表示长时间的统计平均结果气候表示长时间的统计平均结果.
3、n海洋要素（海洋要素（Marine elementsMarine elements）：反映海洋：反映海洋状态的物理量或物理现象。如海温、盐度、状态的物理量或物理现象。如海温、盐度、海浪、海流和海冰等。海浪、海流和海冰等。大大 气气 成成 分分n大气大气：主要由多种气体：主要由多种气体、水汽、水汽和悬浮的杂质构和悬浮的杂质构成。成。n干空气（干空气（Dry airDry air）:（除水汽和杂质以外的空（除水汽和杂质以外的空气）主要成分为氮（气）主要成分为氮（78.09%78.09%）、氧）、氧(20.95%(20.95%）、）、氩（氩（0.93%0.93%）、二氧化碳（二氧化碳（0.030.0
4、3）。n稀有气体稀有气体：氢、氖、氦、氪、氙、氡、臭氧等。氢、氖、氦、氪、氙、氡、臭氧等。大大 气气 成成 分分n大气是可压缩气体，大气密度随高度增加而大气是可压缩气体，大气密度随高度增加而迅速减少。观测表明，迅速减少。观测表明，1010公里以内集中了公里以内集中了75%75%的大气质量，的大气质量，3535公里以下则达公里以下则达99%99%，近地面空，近地面空气标准密度为气标准密度为1.2931.293千克千克/立方米。影响天气立方米。影响天气气候变化的主要大气成分为二氧化碳、臭氧气候变化的主要大气成分为二氧化碳、臭氧和水汽。和水汽。大气大气中的易变中的易变成分成分1.1.二氧化碳（二氧化
5、碳（carbon dioxidecarbon dioxide）:平均含量平均含量0.03%,0.03%,若达到若达到0.2-0.60.2-0.6，就对人体有害。二氧化碳能，就对人体有害。二氧化碳能强烈地吸收和放射长波辐射，强烈地吸收和放射长波辐射，对地面和大气的对地面和大气的温度分布有重要影响，类似温室效应，直接影响温度分布有重要影响，类似温室效应，直接影响气候变迁。含量城市多于农村，夏季多于冬季，气候变迁。含量城市多于农村，夏季多于冬季，室内多于室外。室内多于室外。大气大气中的易变中的易变成成分分2.2.臭氧（臭氧（ozoneozone）：主要存在于：主要存在于20-4020-40公里公里气
6、层中，又称臭氧层（气层中，又称臭氧层（OzonsphereOzonsphere）。）。臭氧是吸收太阳紫外线的唯一大气成分，臭氧是吸收太阳紫外线的唯一大气成分，若没有臭氧层，人类和动物、若没有臭氧层，人类和动物、植物将受植物将受到紫外线的伤害。到紫外线的伤害。大气大气中的易变中的易变成分成分3.3.水汽（水汽（vapourvapour）：含水汽的空气叫做湿空气（含水汽的空气叫做湿空气（wet airwet air）。）。空气中的水汽含量随纬度空气中的水汽含量随纬度、时间、地点而变化。、时间、地点而变化。湿空气在同一气压和湿空气在同一气压和温温度下，只有干空气度下，只有干空气密度密度的的62.26
7、2.2。大气中水汽含量大气中水汽含量范围在范围在0 04 4，具有固、气、液三态，是，具有固、气、液三态，是常温下发生相变的唯一大气成分，它也是造成云、雨、雪、常温下发生相变的唯一大气成分，它也是造成云、雨、雪、雾等现象的主要物质条件。雾等现象的主要物质条件。n水汽能强烈地吸收和放出长波辐射，并在相变过程中吸收水汽能强烈地吸收和放出长波辐射，并在相变过程中吸收和放出潜热能，对地面和空气的温度影响很大。和放出潜热能，对地面和空气的温度影响很大。大气大气中的易变中的易变成成分成成分4.4.杂质杂质：悬浮在空气中的固体或液体微粒，主：悬浮在空气中的固体或液体微粒，主要要包括尘埃、烟粒、细菌、病毒、花
8、粉和微包括尘埃、烟粒、细菌、病毒、花粉和微小盐粒等。它们小盐粒等。它们主要集中在大气的低层，主要集中在大气的低层，影影响能见度，响能见度，能吸收部分辐射，并对太阳辐射能吸收部分辐射，并对太阳辐射具有散射作用。在水汽相变过程中，杂质可具有散射作用。在水汽相变过程中，杂质可以作为凝结核。以作为凝结核。大气的垂直分层大气的垂直分层n根根据气温、水汽据气温、水汽的垂直分布、的垂直分布、大气扰动和电离现象等要大气扰动和电离现象等要素的变化规律，可以将大气分为五个层次。素的变化规律，可以将大气分为五个层次。（P5P5）1.1.对流层（对流层（TroposphereTroposphere）：下界为地面，上界
9、随纬度和：下界为地面，上界随纬度和季节变化，平均厚度季节变化，平均厚度10-1210-12公里。通常在高纬为公里。通常在高纬为6-8Km6-8Km，中纬度中纬度10-12Km10-12Km，低纬度，低纬度17-18Km17-18Km。夏季对流层的厚度比。夏季对流层的厚度比冬季高。对流层集中了大气质量的冬季高。对流层集中了大气质量的8080和全部水汽，与和全部水汽，与人类关系最为密切，大气中几乎所有的物理和化学过程人类关系最为密切，大气中几乎所有的物理和化学过程都发生在该层。对流层具有三个主要特征。都发生在该层。对流层具有三个主要特征。对流层对流层中中三个主要特征三个主要特征 气温随高度而降低气
10、温随高度而降低。平均幅度为平均幅度为-0.65/100m-0.65/100m。n 即即 0.65/100m 0.65/100m 称称为气温垂直递减率。为气温垂直递减率。具有强烈的对流和湍流运动具有强烈的对流和湍流运动。是引起大气上下。是引起大气上下层动量、热量、能量和水汽等交换的主要方式。层动量、热量、能量和水汽等交换的主要方式。气象要素沿水平方向分布不均匀气象要素沿水平方向分布不均匀。如温度、湿。如温度、湿度等。度等。摩擦层与自由大气摩擦层与自由大气n根据大气运动的不同特征根据大气运动的不同特征通常通常将对流层分为将对流层分为：n摩擦层摩擦层(friction layer)(friction
11、 layer)：摩擦层又称边界层，从地面到摩擦层又称边界层，从地面到1Km1Km高度，其厚度夏季高于冬季，白天高于夜间。湍流输送高度，其厚度夏季高于冬季，白天高于夜间。湍流输送是该层的基本运动特点。是该层的基本运动特点。n自由大气自由大气(free atmosphere)(free atmosphere)：自由大气的基本运动形式自由大气的基本运动形式是是波动波动，地面摩擦作用减小，地面摩擦作用减小，可忽略不计，这样大可忽略不计，这样大气气的运的运动显得比较简单和清楚。动显得比较简单和清楚。n对流层顶：厚度约为对流层顶：厚度约为1-2Km1-2Km，温度随高度呈，温度随高度呈等等温或逆温状态。温
12、或逆温状态。大气的垂直分层大气的垂直分层2.2.平流层（平流层（StratosphereStratosphere）：厚度：自对流层顶到大约：厚度：自对流层顶到大约55Km55Km左右；特点：左右；特点：空气的垂直运动比较弱，主要是水空气的垂直运动比较弱，主要是水平运动。平运动。水汽含量少。水汽含量少。气温随高度递增（最初等气温随高度递增（最初等温，到温，到20-25Km20-25Km气温突增，主要是臭氧吸收太阳紫外线）。气温突增，主要是臭氧吸收太阳紫外线）。气层稳定利于飞机飞行。气层稳定利于飞机飞行。3.3.中间层（中间层（MesosphereMesosphere）：厚度：自平流层顶到：厚度：
13、自平流层顶到85Km85Km左右左右特点：特点：温度随高度迅速下降（无臭氧，有强烈垂直运温度随高度迅速下降（无臭氧，有强烈垂直运动）。动）。大约在大约在65Km65Km处是电离层，白天强，夜间弱。处是电离层，白天强，夜间弱。大气的垂直分层大气的垂直分层4.4.热层（热层（ThermosphereThermosphere）：厚度：厚度：85-800Km85-800Km。特点：。特点：气温随高度迅速增加。气温随高度迅速增加。空气高度电离，空气高度电离，又称电离又称电离层。层。电离层的程度也有差别，比较强的为电离层的程度也有差别，比较强的为E E层（层（100-100-120Km120Km）和）和F
14、 F层（层（200-240Km)200-240Km)，反射无线电波，对通信，反射无线电波，对通信有重要意义。有重要意义。5.5.逸散层（逸散层（ExosphereExosphere）:厚度：厚度：800Km800Km以上。以上。特点：气温也随高度增加，大气质点摆脱地球引力的束特点：气温也随高度增加，大气质点摆脱地球引力的束缚缚，向星际空间散逸。，向星际空间散逸。大气的垂直分层大气的垂直分层n按着大气的化学成分来划分。这种划分是以距海平面按着大气的化学成分来划分。这种划分是以距海平面90公公里的高度为界限的。里的高度为界限的。n均质层均质层:在在90公里高度以下，大气是均匀地混合的，组成大公里高
15、度以下，大气是均匀地混合的，组成大气的各种成分相对比例不随高度而变化，这一层称均质层。气的各种成分相对比例不随高度而变化，这一层称均质层。n非均质层非均质层:在在90公里高度以上，组成大气的各种成分的相对公里高度以上，组成大气的各种成分的相对比例，是随高度的升高而发生变化的，比较轻的气体如氧比例，是随高度的升高而发生变化的，比较轻的气体如氧原子、氦原子、氢原子等越来越多，大气就不再是均匀的原子、氦原子、氢原子等越来越多，大气就不再是均匀的混合了，因此，把这一层叫做非均质层。混合了，因此，把这一层叫做非均质层。大气的垂直分层大气的垂直分层n按着大气被电离的状态来划分，可分为：按着大气被电离的状态
16、来划分，可分为：n非电离层非电离层：在海平面以上：在海平面以上60公里以内的大气，基本上没公里以内的大气，基本上没有被电离处于中性状态，所以这一层叫非电离层。有被电离处于中性状态，所以这一层叫非电离层。n电离层电离层：在：在60公里以上至公里以上至1000公里的高度，这一层大公里的高度，这一层大气在太阳紫外线的作用下，大气成分开始电离，形成大气在太阳紫外线的作用下，大气成分开始电离，形成大量的正、负离子和自由电子，故这一层叫做电离层。量的正、负离子和自由电子，故这一层叫做电离层。大气的垂直大气的垂直高度高度n大气上界：大气上界：大气很难定大气很难定出上界，一般以物理现出上界，一般以物理现象发生
17、的最高高度为上象发生的最高高度为上界。极光发生在高纬度界。极光发生在高纬度不同高度上，但最高达不同高度上，但最高达到到1000-1200Km1000-1200Km作为大气作为大气的的物理上界物理上界.但由卫星但由卫星探测的大气上界为探测的大气上界为2000-2000-3000Km3000Km。极光极光海洋概况海洋概况n洋洋(Ocean)：面积广，约占海洋总面积的：面积广，约占海洋总面积的89%，洋的深，洋的深度大、水色高、透明度大，水文要素相对比较稳定，季节度大、水色高、透明度大，水文要素相对比较稳定，季节变化小，有独自的潮波和强大的洋流系统。变化小，有独自的潮波和强大的洋流系统。(P6)n海
18、海(Sea):n海湾海湾(Gulf、Bay):洋或海的一部分延伸入大陆，其深度洋或海的一部分延伸入大陆，其深度和宽度逐渐减小的水域称为湾。湾内潮差大。和宽度逐渐减小的水域称为湾。湾内潮差大。n海峡海峡(Strait、Channel):海洋中相邻海区之间宽度较窄海洋中相邻海区之间宽度较窄的水道称为海峡。海峡的特点是流急、速大、多涡旋。的水道称为海峡。海峡的特点是流急、速大、多涡旋。海洋概况海洋概况n海海：大洋靠近大陆边缘部分，海的面积只占海洋总面积的大洋靠近大陆边缘部分，海的面积只占海洋总面积的11%，一般深度浅，水色低，透明度小，季节变化显著。没有独立的海一般深度浅，水色低，透明度小，季节变化
19、显著。没有独立的海流系统和潮波系统，多数受大洋影响。我国东南海岸面临四海。流系统和潮波系统，多数受大洋影响。我国东南海岸面临四海。渤海：渤海：为我国的内陆海，自老铁山经庙岛与蓬莱角，分割黄海，为我国的内陆海，自老铁山经庙岛与蓬莱角，分割黄海，面积约面积约9万万7千平方公里，平均水深千平方公里，平均水深18米。米。黄海：黄海：北起鸭绿江口，北起鸭绿江口，南从长江口北岸至济州岛与东海分开，面积南从长江口北岸至济州岛与东海分开，面积42万平方公里，平均万平方公里，平均水深水深44米。米。东海东海：南自南澳岛与台湾岛的鹅銮鼻分隔南海，面积：南自南澳岛与台湾岛的鹅銮鼻分隔南海，面积75万平方公里，平均水
20、深万平方公里，平均水深349米。米。南海：南海：南靠加里曼丹岛，东临南靠加里曼丹岛，东临菲律宾，西接印支半岛，面积菲律宾，西接印支半岛，面积350多万平方公里，平均深度多万平方公里，平均深度1000米以上。我国拥有米以上。我国拥有300万平方公里的海洋国土和万平方公里的海洋国土和1.9万公里的海岸万公里的海岸线。线。大气和海洋污染大气和海洋污染n大气污染：大气污染：二氧化碳的逐年增多将导致地球变暖并引起全二氧化碳的逐年增多将导致地球变暖并引起全球天气和气候的异常变化。导致极冰融化、海面上升、一球天气和气候的异常变化。导致极冰融化、海面上升、一些陆地和港口将被淹没。些陆地和港口将被淹没。n另外，
21、大气中的粉尘、二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、另外，大气中的粉尘、二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、硫化氢、碳氢化合物和氨等。严重污染大气，对人类造成硫化氢、碳氢化合物和氨等。严重污染大气，对人类造成极大危害。极大危害。n海洋污染：海洋污染：污染途经是降水、江河经流、大气环流、涨落污染途经是降水、江河经流、大气环流、涨落潮、污水排放、海上采油采矿和船舶排污。其污染具有污潮、污水排放、海上采油采矿和船舶排污。其污染具有污染源广、持续性强、扩散范围大、危害严重等特点。染源广、持续性强、扩散范围大、危害严重等特点。n必须严格遵守必须严格遵守防止船舶污染海洋的国际公约防止船舶污染海洋的国际公约。否则，。否则
22、，制裁是相当严厉的。制裁是相当严厉的。气温和海温气温和海温气温气温（Air TemperatureAir Temperature）n气温是大气的重要状态参数之一，是天气预报气温是大气的重要状态参数之一，是天气预报的直接对象。的直接对象。气气温的分布和变化与气压场、风温的分布和变化与气压场、风场、大气稳定度以及云、雾、降水等天气现象场、大气稳定度以及云、雾、降水等天气现象密切相关。密切相关。1.1.定义定义：气温：气温是是表示空气冷热程度的物理量。可表示空气冷热程度的物理量。可以通过温度表或温度计直接测以通过温度表或温度计直接测得得。温标温标2 2温标温标：温度的数值表示法称温标。常用的温标有三
23、种。：温度的数值表示法称温标。常用的温标有三种。n 摄氏温标摄氏温标 ：把水的冰点温度定为：把水的冰点温度定为00，沸点为，沸点为100100，多数非英语国家使用。多数非英语国家使用。n 华氏温标华氏温标 ：水的冰点温度定为：水的冰点温度定为3232 F F，沸点，沸点212212 F F。一。一些英语国家些英语国家多多使用。使用。n 摄氏与华氏的关系：摄氏与华氏的关系：n 绝对温标绝对温标(K(K氏氏温标温标)K)K：水的冰点温度定为：水的冰点温度定为273K273K，沸点为，沸点为373K373K（由英国物理学家（由英国物理学家KelvinKelvin提出）。提出）。多多用于理论计算用于理
24、论计算。n 关系：关系：K K273273C C)32(95FC3259CF太阳、地面和大气辐射太阳、地面和大气辐射1 1辐射的基本特性辐射的基本特性n在自然界中在自然界中凡凡高于绝对零度的物体均发出电磁波高于绝对零度的物体均发出电磁波，电磁电磁波按其波长分为波按其波长分为射线、射线、X X射线、可见光、红外线和无射线、可见光、红外线和无线电波。温度高，辐射强，多为短波；温度低，辐射弱，线电波。温度高，辐射强，多为短波；温度低，辐射弱，多为长波。不同波长的辐射具有不同的吸收，反射和透多为长波。不同波长的辐射具有不同的吸收，反射和透射特性。物体因放射辐射消耗内能而使本身的温度降低，射特性。物体因
25、放射辐射消耗内能而使本身的温度降低，同时又因吸收其它物体放射的辐射能并转变为内能而使同时又因吸收其它物体放射的辐射能并转变为内能而使本身的温度增高。本身的温度增高。n太阳（表面温度约为太阳（表面温度约为6000K6000K）放出短波辐射（）放出短波辐射（0.150.154m)4m)。地面和大气（温度约为。地面和大气（温度约为300K300K）放出长波辐射）放出长波辐射(3(3120m)120m)。太阳辐射是地球。太阳辐射是地球和大气和大气的唯一能的唯一能量来量来源。源。太阳、地面和大气辐射太阳、地面和大气辐射n若将太阳对地球大气系统的辐射作为若将太阳对地球大气系统的辐射作为100100份，其中
26、地球大气系统反射和散射份，其中地球大气系统反射和散射占占3030份，大气吸收占份，大气吸收占1919份，地球表面份，地球表面吸收吸收5151份。地球表面通过长波辐射份。地球表面通过长波辐射（2121份）、热传导（份）、热传导（7 7份）和水汽相变份）和水汽相变（2323份）等过程释放能量，大气在吸份）等过程释放能量，大气在吸收太阳短波辐射和地面长波辐射的同收太阳短波辐射和地面长波辐射的同时又放出长波辐射（时又放出长波辐射（1919份），最终向份），最终向外层空间的辐射总量也为外层空间的辐射总量也为100100份，使地份，使地球大气系统的温度保持恒定。球大气系统的温度保持恒定。地球表面净辐射收支
27、随纬度变化地球表面净辐射收支随纬度变化n地球表面接收到的太阳辐射随纬度是不均匀的，而地地球表面接收到的太阳辐射随纬度是不均匀的，而地球表面放出的长波辐射随纬度变化不大，因此，全年球表面放出的长波辐射随纬度变化不大，因此，全年平均而言，赤道热带地区得到热量，极地高纬地区失平均而言，赤道热带地区得到热量，极地高纬地区失去热量（如图）。大气和海洋中热量的经向交换，使去热量（如图）。大气和海洋中热量的经向交换，使各纬度带的年平均气温变化保持恒定。各纬度带的年平均气温变化保持恒定。空气增热和冷却方式空气增热和冷却方式n空气的增热和冷却主要是空气的增热和冷却主要是非绝热非绝热过程引起的，受下过程引起的，受
28、下垫面的影响很大。下垫面是泛指不同性质的地球表垫面的影响很大。下垫面是泛指不同性质的地球表面。下垫面与空气之间的热量交换途径有以下几种：面。下垫面与空气之间的热量交换途径有以下几种：1 1 热传导（热传导（ConductionConduction）：空气与下垫面之间，空气与下垫面之间，通过通过分子热传导过程交换热量，又称感热。空气是热的分子热传导过程交换热量，又称感热。空气是热的不良导体。不良导体。仅仅在贴近地面几厘米以内在贴近地面几厘米以内明显明显，故通常故通常不予考虑。不予考虑。空气增热和冷却方式空气增热和冷却方式2 2 辐射（辐射（RadiationRadiation）：地气系统热量交换
29、的主要方式。：地气系统热量交换的主要方式。地面吸收太阳短波辐射，放射出长波辐射加热大气。地面吸收太阳短波辐射，放射出长波辐射加热大气。如白天辐射增温，夜间辐射冷却。如白天辐射增温，夜间辐射冷却。3 3 水相变化水相变化：水有液态、气态和固态之间的变化。液体水：水有液态、气态和固态之间的变化。液体水蒸发，吸收热量；水汽凝结放出热量。一般下垫面水蒸发，吸收热量；水汽凝结放出热量。一般下垫面水蒸发，吸收热量；上空水凝结放出热量。从而通过水蒸发，吸收热量；上空水凝结放出热量。从而通过水相变化将下垫面的热量传给上层大气。相变化将下垫面的热量传给上层大气。空气增热和冷却方式空气增热和冷却方式4 4 对流（
30、对流（Convection)Convection)：一般：一般将将垂直运动称对流，对流又分垂直运动称对流，对流又分热力对流和动力对流。由于空气受热不均引起有规则的热热力对流和动力对流。由于空气受热不均引起有规则的热空气上升冷空气下沉称热力对流。由于动力作用造成的对空气上升冷空气下沉称热力对流。由于动力作用造成的对流运动称动力对流，如空气遇山爬升等。流运动称动力对流，如空气遇山爬升等。5 5 平流（平流（Advection)Advection)：水平运动称平流。平流是大气中：水平运动称平流。平流是大气中最重要的热量传输方式，范围大，持续时间长。如南最重要的热量传输方式，范围大，持续时间长。如南风
31、暖风暖、北风寒北风寒、东风湿、西风干、东风湿、西风干。平流是。平流是指某种物理指某种物理量的水平输送，如温度平流、湿度平流等。量的水平输送，如温度平流、湿度平流等。空气增热和冷却方式空气增热和冷却方式6 6 乱流：乱流：又称湍流（又称湍流（TurbulenceTurbulence），是空气不规则的运动。），是空气不规则的运动。乱流是摩擦层中热乱流是摩擦层中热量量、能量和水汽交换的主要方式。、能量和水汽交换的主要方式。空气增热和冷却方式空气增热和冷却方式n综上所知，空气与下垫面之间的热量交换是通综上所知，空气与下垫面之间的热量交换是通过多种途径进行的。过多种途径进行的。n通常，地面与大气之间的热
32、量交换以辐射为主，通常，地面与大气之间的热量交换以辐射为主，乱流和水相变化次之；各地空气之间的热量交乱流和水相变化次之；各地空气之间的热量交换以平流为主；上下层空气之间的热量交换以换以平流为主；上下层空气之间的热量交换以对流和乱流为主。对流和乱流为主。n在非绝热过程中，当空气上升时，膨胀降温；在非绝热过程中，当空气上升时，膨胀降温；下降时，压缩增温。下降时，压缩增温。气气 温温 的的 日日 年年 变变 化化n大气的热量主要来自下垫面，气温大气的热量主要来自下垫面，气温具有与下垫面温度类似的周期性变具有与下垫面温度类似的周期性变化。如冬寒夏暖化。如冬寒夏暖、午热午热晨凉晨凉反映了反映了气温日气温
33、日、年变化年变化的一般规律的一般规律。气温的日变化气温的日变化 diurnal variation of temperaturediurnal variation of temperaturen日变化日变化:一天中气温昼高夜低，有一个最高温度和最低温度。一天中气温昼高夜低，有一个最高温度和最低温度。度度陆地上最高气温夏季出现在陆地上最高气温夏季出现在14141515点，冬季出现在点，冬季出现在13131414点。海洋上最高出现在点。海洋上最高出现在12:3012:30。陆地上最低气温出现在日。陆地上最低气温出现在日出前，海洋上迟后出前，海洋上迟后1 12 2小时。小时。n气温的日较差：气温的日
34、较差：一日中最高气温与最低气温之差。其大小一日中最高气温与最低气温之差。其大小与纬度、季节、下热面性质、海拨高度及天气状况有关。与纬度、季节、下热面性质、海拨高度及天气状况有关。一般有：低纬高纬；陆一般有：低纬高纬；陆上上海海上上；夏；夏季季冬冬季季；晴；晴天天阴阴天天；低海拨高海拨。；低海拨高海拨。（吐鲁番海拔（吐鲁番海拔-154m-154m，日较差大），日较差大）气温的年变化气温的年变化 annual variation of temperatureannual variation of temperaturen年变化年变化：一年中月平均气温有一个最高值和一个最低值。一年中月平均气温有一个
35、最高值和一个最低值。n陆地：北半球陆地：北半球:最高在七月份最高在七月份,最低在一月份。最低在一月份。南半球南半球:最高在一月份最高在一月份,最低在七月份。最低在七月份。n海洋：比陆地迟后一个月海洋：比陆地迟后一个月,即最高在八月即最高在八月,最低在二月最低在二月n年较差：一年中月平均最高气温与月平均最低气温之差。年较差：一年中月平均最高气温与月平均最低气温之差。它与下热面的性质、纬度和海拔等有关。它与下热面的性质、纬度和海拔等有关。n高纬低纬；高纬低纬；陆陆上上海海上上；海拔低海拔高海拔低海拔高海海 温温 (Sea-water Temperature)海海 温：温：表示海水冷热程度的物理量称
36、为海水表示海水冷热程度的物理量称为海水温度，简称海温。海温的高低取决于太阳辐射、温度，简称海温。海温的高低取决于太阳辐射、海面辐射、蒸发、海流和海水的垂直运动等多种海面辐射、蒸发、海流和海水的垂直运动等多种因素。整个海洋的年平均温度变化不大。年平均因素。整个海洋的年平均温度变化不大。年平均表层水温太平洋最高为表层水温太平洋最高为19.1，印度洋次之为，印度洋次之为17.0，大西洋最低为，大西洋最低为16.9。三大洋平均表。三大洋平均表层水温为层水温为17.7，比地面年平均气温，比地面年平均气温14.3 高高3。可见海洋相对陆地是温暖的。可见海洋相对陆地是温暖的。我国近海的水温我国近海的水温我国
37、近海由于受大陆影响海温变化较复杂，全年我国近海由于受大陆影响海温变化较复杂，全年2月份月份海温最低，海温最低，8月份最高。月份最高。冬季表层水温，渤海冬季表层水温，渤海0左右，黄海左右，黄海0-10，东海，东海8-20，南海，南海16-26。南北温差较大，同纬度沿岸。南北温差较大，同纬度沿岸水温低于外海。水温低于外海。夏季表层水温普遍升高，渤海夏季表层水温普遍升高，渤海25-27，黄海，黄海25-27，东海，东海28，南海，南海28-29。水温分布趋于均。水温分布趋于均匀，南北温差小，同纬度沿岸水温高于外海。匀，南北温差小，同纬度沿岸水温高于外海。厄尔尼诺现象和拉尼娜现象厄尔尼诺现象和拉尼娜现
38、象n厄尔尼诺（厄尔尼诺（El Nino）是指赤道太平洋东部和中是指赤道太平洋东部和中部海域大范围海水出现异常增温的现象。这种现部海域大范围海水出现异常增温的现象。这种现象的出现可造成全球天气异常。厄尔尼诺现象可象的出现可造成全球天气异常。厄尔尼诺现象可能是海洋和大气之间不稳定的相互作用引起的。能是海洋和大气之间不稳定的相互作用引起的。n拉尼娜（拉尼娜（Lanina）是指赤道附近东太平洋水温是指赤道附近东太平洋水温反常变化的一种现象。拉尼娜现象与厄尔尼诺现反常变化的一种现象。拉尼娜现象与厄尔尼诺现象正好相反。指的是洋流水温反常下降。象正好相反。指的是洋流水温反常下降。n厄尔尼诺和拉尼娜现象都成为
39、预报全球气候异常厄尔尼诺和拉尼娜现象都成为预报全球气候异常的最强信号。的最强信号。海平面平均气温的分布特点海平面平均气温的分布特点n海平面平均气温从赤道向高纬递减，南半球等温海平面平均气温从赤道向高纬递减，南半球等温线大约与纬圈平行，北半球由于海陆分布不均匀，线大约与纬圈平行，北半球由于海陆分布不均匀，等温线不与纬圈平行。等温线不与纬圈平行。夏半球的等温线比较稀疏，冬半球较密集。夏半球的等温线比较稀疏，冬半球较密集。夏季大陆为热源，海洋为冷源。冬季相反。夏季大陆为热源，海洋为冷源。冬季相反。冬季北大西洋的等温线向北突出冬季北大西洋的等温线向北突出十分显著十分显著，这是，这是由由墨西哥湾流造成的
40、。墨西哥湾流造成的。海平面平均气温分布特点海平面平均气温分布特点 在南半球不论冬夏，最低气温均出现在南极地区，而在南半球不论冬夏，最低气温均出现在南极地区，而在北半球只有夏季在北极，冬季在西伯利亚东北部（佛在北半球只有夏季在北极，冬季在西伯利亚东北部（佛科扬斯克）和格陵兰科扬斯克）和格陵兰，称为称为“寒极寒极”。近赤道存在一个高温带近赤道存在一个高温带1 1月和月和7 7月的平均气温均高于月的平均气温均高于25 25，称为称为“热赤道热赤道”（1010 N N左右）。它随季节偏向夏半左右）。它随季节偏向夏半球。球。n全球平均气温为全球平均气温为14.3 14.3 ，极端最高气温，极端最高气温6
41、3（索马（索马里），极端最低气温里），极端最低气温-94（南极附近）。（南极附近）。冬季海平面平均气温分布冬季海平面平均气温分布夏季海平面平均气温分布夏季海平面平均气温分布对流层中气温的垂直分布对流层中气温的垂直分布n在对流层中气温随高度上升而降低。在对流层中气温随高度上升而降低。气温随高度递减气温随高度递减的快慢可用的快慢可用气温的直递减率气温的直递减率表示表示 ：n式中：式中：表示高度增加表示高度增加 时，相应的气温变化量。时，相应的气温变化量。的单位通常取的单位通常取100m.100m.负号表示气温随高度增加而减负号表示气温随高度增加而减小。通常小。通常0 0。当。当=0=0时表示等温。
42、当时表示等温。当0 0时表示逆时表示逆温，既在某一气层中，气温随高度增加而增加。温，既在某一气层中，气温随高度增加而增加。=0.65/100mzTTzz气温对人体的影响气温对人体的影响n研究指出，人体对周围的感觉与介质是大气还是水有研究指出，人体对周围的感觉与介质是大气还是水有关。在大气中，气温为关。在大气中，气温为2829 时，人体皮肤不感温，时，人体皮肤不感温，这个温度称为生理零度。人体皮肤对气温的感觉是：这个温度称为生理零度。人体皮肤对气温的感觉是：低于低于25 有冷感，有冷感，2528 时有温感，高于时有温感，高于29 时有热感。时有热感。n人体的感温还与风速有关，风速越大，感温越低，
43、风人体的感温还与风速有关，风速越大，感温越低，风速约在速约在33kn时人体感温达最低值。当气温时人体感温达最低值。当气温5 时，时，3级风时感温在级风时感温在0 左右；左右；6级风时，对裸露的肌肤的作级风时，对裸露的肌肤的作用相当于用相当于-12 时的温度；同样风速，当气温为时的温度；同样风速，当气温为-5 时，对裸露的肌肤的作用相当于静风条件下时，对裸露的肌肤的作用相当于静风条件下-23.3，这时只需这时只需1min即可造成冻伤。即可造成冻伤。n湿度也影响人体感温，湿度大感觉温度偏高、闷热。湿度也影响人体感温，湿度大感觉温度偏高、闷热。水温对人体的影响水温对人体的影响n在水中，人体生理零度比
44、在大气中高的多。当水温低在水中，人体生理零度比在大气中高的多。当水温低于于29 时，人体皮肤有冷感；时，人体皮肤有冷感；2937 时有温感；时有温感；高于高于37 时有热感。在大洋中平均水温高于时有热感。在大洋中平均水温高于28 的的区域只占海洋总面积的区域只占海洋总面积的6%，热带某些海域水温最高，热带某些海域水温最高只有只有29-30。可以说几乎整个大洋海水的温度对人。可以说几乎整个大洋海水的温度对人体来说都有冷感。体来说都有冷感。n落水者当体温从落水者当体温从37 降到降到32 的过程中，人体出现的过程中，人体出现剧烈颤抖，体温从剧烈颤抖，体温从32 降到降到30 的过程中进入昏迷的过程
45、中进入昏迷状态而不省人事；当体温降到状态而不省人事；当体温降到30 以下时，因心脏衰以下时，因心脏衰竭而导致死亡。竭而导致死亡。n水温对落水者存活时间有明显的影响，水温越高，存水温对落水者存活时间有明显的影响，水温越高，存活时间越长。水温为活时间越长。水温为0 时，落水者只能坚持时，落水者只能坚持15min；水温为水温为10 时，存活的时间为时，存活的时间为2.5-3.0h；水温为；水温为15-20 时，存活时间可达时，存活时间可达10余小时。余小时。气气 压压 (Pressure)(Pressure)1.气压与天气气压与天气n气压与天气之间有着密气压与天气之间有着密切的关系，有时称气压切的关
46、系，有时称气压表为晴雨表。如高压控表为晴雨表。如高压控制下制下是是，晴，晴朗、少朗、少云云、微风微风好好天气；低压控制天气；低压控制下下是是阴雨、大风和低能阴雨、大风和低能见度坏天气。见度坏天气。气气 压压 (Pressure)(Pressure)2.气压的定义和单位气压的定义和单位n气压：指单位截面积上大气柱的重量称大气压强，简气压：指单位截面积上大气柱的重量称大气压强，简称气压。在标准情况下（即气温为称气压。在标准情况下（即气温为00，纬度为，纬度为4545的的海平面上），海平面上），760mm760mm水银柱高的大气压称一个标准大气水银柱高的大气压称一个标准大气压，等于压，等于1013.
47、251013.25百帕百帕(hectopascal(hectopascal)。n w/sw/sghs/sghs/sgh gh （大气压强公式）（大气压强公式）：气压：气压 ：水银密度：水银密度;：水银柱高度：水银柱高度;：重力加：重力加速度速度;：水银柱截面积：水银柱截面积;ghsghs 水银柱重量。水银柱重量。n 1mb=1hPa 1hPa=3/4mmHg 1mmHg=4/3hPa1mb=1hPa 1hPa=3/4mmHg 1mmHg=4/3hPa 气压随高度的变化气压随高度的变化 根据气压的定义，随着高度的根据气压的定义，随着高度的增加，气柱变短，空气密度增加，气柱变短，空气密度变小，气压
48、减小。在海平面变小，气压减小。在海平面上气压最大（约为上气压最大（约为1000hPa1000hPa），），到大气上界减为零。下表给到大气上界减为零。下表给出了气象上所用各标准等压出了气象上所用各标准等压面所对应的高度。面所对应的高度。高度Km01.535.59121620.524313648气压hPa100085070050030020010050301051大气静力方程大气静力方程n为了表达气压随高度变化的定量为了表达气压随高度变化的定量关系。关系。假设：大气处于静止状态假设：大气处于静止状态。-p=W=Zp=W=Zs sg=gZsg=gZsn dP=-gdZ dP=-gdZ n dP/dZ
49、 dP/dZ=-g=-g公式说明：在静力平衡下，气压随高公式说明：在静力平衡下，气压随高度的变化主要度的变化主要取决取决于于空气空气密度。密度。P2P1Z2Z1F2F1WP12zzzppp12船用压高公式船用压高公式n单位气压高度差：单位气压高度差：h=-dz/dph=-dz/dp=1/g=RT/Pg=1/g=RT/Pgn =8000=8000（1+t1+t）/P/Pn其中其中g=9.8m/sg=9.8m/s2 2,R=287m,R=287m2 2/s/s2 2,T=273(1+t),=1/273,T=273(1+t),=1/273n P P0 0=P=P1 1+H/h P+H/h P0 0海
50、平面气压，海平面气压，P P1 1本站气压，本站气压，H H 船台距海船台距海面高度，面高度，h h气压高度差。当温度为气压高度差。当温度为00，气压为，气压为1000hpa1000hpa时，时，h=8m/hPah=8m/hPa。海平面气压。海平面气压=本站气压高度订正。本站气压高度订正。tCP(hpa)-40-200204010006.77.48.08.69.37009.710.611.412.213.150013.414.716.017.318.6海平面气压场的基本形式海平面气压场的基本形式1.1.低压（低压（Low PressureLow Pressure，DepressionDepre
