气象学与生活

第1章大气概述

1.1大气——天气和气候

1.1.1美国的天气

1.1.2气象学、天气和气候

1.2大气灾害：来自自然的袭击

1.3科学探索的本质

知识窗1.1从外空看地球

1.3.1假设

1.3.2理论

1.3.3科学方法

1.4地球圈

1.4.1地质圈

1.4.2大气圈

1.4.3水圈

1.4.4生物圈

1.5地球是一个复杂系统

1.5.1地球系统科学

1.5.2地球系统

知识窗1.2地球的子系统之一的碳循环

1.6大气的组成

1.6.1大气的主要成分

知识窗1.3地球大气的形成与演变

1.6.2二氧化碳

1.6.3变化的大气成分

1.7臭氧减少——一个全球性问题

1.7.1南极臭氧洞

1.7.2臭氧减少的效应

1.7.3蒙特利尔议定书

1.8大气层的垂直结构

1.8.1气压变化

1.8.2温度变化

1.9大气成分的垂直变化

1.9.1电离层

1.9.2极光

第2章地球表面和大气加热过程

2.1日地关系

2.1.1地球的运动

2.1.2季节是怎样形成的

2.1.3地球的朝向

2.1.4两至点和两分点

知识窗2.1季节变化

2.2能量、温度和热量

2.2.1能量的形式

2.2.2温度

2.2.3热量

2.3热量传输机制

2.3.1传导

2.3.2对流

2.3.3辐射

2.3.4辐射定律

知识窗2.2辐射定律

极端灾害性天气2.1紫外线指数

2.4太阳入射辐射

2.4.1反射与散射

2.4.2太阳辐射的吸收

2.5大气圈中各种气体的作用

2.5.1加热大气

2.5.2温室效应

2.6地球的热量收支

2.6.1年能量平衡

知识窗2.3太阳能

2.6.2热量平衡的纬度分布

第3章温度

3.1气温记录资料

3.1.1基本计算方法

3.1.2等温线

3.2影响气温的因素

3.2.1海陆分布

知识窗3.1北美最热和最冷的地方

3.2.2洋流

3.2.3海拔高度

3.2.4地理位置

3.2.5云量和反照率

极端灾害性天气3.1热浪

3.3温度的全球分布

知识窗3.2纬度与温度较差

3.4气温变化的周期

3.4.1气温日变化

知识窗3.3城市热岛效应：城市是如何影响温度的？

3.4.2温度日变化幅度

3.4.3温度的年变化

3.5气温的测量

3.5.1机械式温度计

3.5.2电子温度计

3.5.3百叶箱

3.6温标

知识窗3.4气温资料的用途

3.7炎热和风寒：人体不舒适指数

3.7.1炎热——高温高湿

3.7.2风寒——大风降温作用

第4章水分和大气稳定度

4.1大气中水的运动

4.2水：独特的物质

4.3水的相变

4.3.1冰、液态水和水汽

4.3.2潜热

4.3.3蒸发和凝结

4.4湿度：空气中的水汽

4.5水汽压与饱和

4.6相对湿度

知识窗4.1干空气的相对湿度是100%吗？

4.6.1相对湿度如何变化？

知识窗4.2增湿器和除湿器

4.6.2相对湿度的自然变化

4.7露点温度

4.8如何测量湿度？

4.9绝热温度变化

4.9.1绝热冷却和凝结

4.10空气抬升过程

4.10.1地形抬升

知识窗4.3降水记录和山地地形

知识窗4.4山地效应：迎风坡降水和背风坡无雨带

4.10.2锋面楔入

4.10.3辐合

4.10.4局地对流抬升

4.11恶劣天气的起因：大气稳定度

4.11.1稳定度类型

4.11.2稳定度和每日天气

4.11.3稳定度如何变化？

4.11.4温度变化和稳定度

4.11.5空气垂直运动和稳定度

第5章凝结和降水类型

5.1云的形成

5.1.1高空凝结

5.1.2云滴的增长

5.2云的分类

5.2.1高云

5.2.2中云

5.2.3低云

5.2.4垂直发展型云（直展云）

5.2.5云的形态变化

知识窗5.1飞机航迹和云量

5.3雾的类型

5.3.1冷却雾

5.3.2蒸发雾

5.4降水的形成

知识窗5.2科学与意外发现

5.4.1冷云降水：伯杰龙过程

5.4.2暖云降水：碰并过程

5.5降水的类型

5.5.1雨

5.5.2雪

5.5.3雨夹雪和冻雨

5.5.4冰雹

5.5.5雾凇

极端灾害性天气5.1最糟糕的冬天

5.6降水的观测

5.6.1标准雨量计

5.6.2降雪测量

5.6.3天气雷达测量降水

5.7人工影响天气

5.7.1人工增雨（雪）

5.7.2人工驱云消雾

5.7.3人工消雹

5.7.4预防霜冻

第6章气压和风

6.1风和气压

6.2气压的测量

6.3气压随海拔高度变化

6.4气压变化的原因

6.4.1温度对气压的影响

知识窗6.1气压与航空

6.4.2水汽对气压的影响

6.4.3气流和压力

6.5影响风的因素

6.5.1气压梯度力

6.5.2科里奥利力（地球自转偏向力、科氏力）

6.5.3摩擦力

6.6高空风

6.6.1地转流

6.6.2曲线流和梯度风

知识窗6.2棒球在丹佛的库尔斯球场真的会飞得更远吗？

6.7地面风

6.8风与空气的垂直运动

6.8.1气旋和反气旋的垂直气流

6.8.2影响垂直气流的因子

6.9风的观测

知识窗6.3风能：一种潜在的替代能源

第7章大气环流

7.1大气运动的尺度

7.1.1小尺度环流和大尺度环流

知识窗7.1尘卷风

7.1.2风场结构

7.2局地风

7.2.1海陆风

7.2.2山谷风

7.2.3钦诺克风（焚风）

7.2.4下坡风（下降风）

7.2.5乡村风

7.3全球环流

7.3.1单圈环流模型

极端灾害性天气7.1圣安娜风（干热风）与山火

7.3.2三圈环流模型

7.4气压带与风

7.4.1理想的纬向气压带

7.4.2半永久性气压系统：真实大气

7.5季风

7.5.1亚洲季风

7.5.2北美季风

7.6西风带

7.6.1为什么存在西风带？

7.6.2西风带的波动

7.7急流

7.7.1极地急流

7.7.2副热带急流

7.7.3急流和地球热量收支

7.8全球风场和洋流

7.8.1洋流的重要性

7.8.2洋流和涌升流

7.9厄尔尼诺、拉尼娜和南方涛动

7.9.1厄尔尼诺的影响

7.9.2拉尼娜的影响

7.9.3南方涛动

7.10全球降水分布

7.10.1降水的纬向分布

7.10.2陆地上的降水分布

知识窗7.2假想大陆上的降水季节特征

第8章气团

8.1什么是气团

8.1.1气团的源地

8.1.2气团的分类

8.1.3气团的变性

8.2北美气团的特征

8.2.1极地大陆（cP）气团和北极大陆（cA）气团

8.2.2湖泊效应降雪：暖水上的冷空气

极端灾害性天气8.1西伯利亚寒流

8.2.3极地海洋（mP）气团

8.2.4热带海洋（mT）气团

极端灾害性天气8.2湖泊效应产生的暴风雪

极端灾害性天气8.32011年1月12日，一次典型的东北风暴

8.2.5热带大陆（cT）气团

第9章中纬度气旋

9.1锋面天气

9.1.1暖锋

9.1.2冷锋

9.1.3静止锋

9.1.4锢囚锋

9.1.5干线

9.2中纬度气旋与极锋理论

9.3中纬度气旋的生命周期

9.3.1形成：两个气团的碰撞

9.3.2气旋流的发展

9.3.3中纬度气旋的成熟阶段

9.3.4锢囚：消亡的开始（消亡阶段）

9.4理想的中纬度气旋天气

知识窗9.1预报的工具——风

9.5高空气流与气旋形成

9.5.1气旋性和反气旋性环流

9.5.2高空辐散与辐合

9.6中纬度气旋的形成区域

9.6.1气旋移动类型

9.6.2高空气流与气旋移动

9.7反气旋天气与大气阻塞

9.8中纬度气旋个例研究

极端灾害性天气9.12008年和1993年美国中西部大洪涝

9.9现代观点：传送带模型

第10章雷暴与龙卷风

10.1名称的含意

10.2雷暴

10.3气团雷暴

10.3.1发展阶段

10.3.2发生区域

10.4强雷暴

10.5超级单体雷暴

10.5.1飑线

10.5.2中尺度对流复合体

极端灾害性天气10.1突发洪水——雷暴雨的头号杀手

10.6闪电和雷声

极端灾害性天气10.2下击暴流

10.6.1闪电发生的原因

10.6.2雷击

10.6.3雷声

10.7龙卷风

10.7.1龙卷风的发生与形成

10.7.2龙卷风气候学

极端灾害性天气10.3强龙卷风后的幸存

10.7.3龙卷风的特征

10.8龙卷风的破坏性

10.8.1龙卷风强度

10.8.2死亡率

10.9龙卷风预报

10.9.1龙卷风监视和警报

10.9.2多普勒雷达

第11章飓风

11.1飓风概况

知识窗11.1角动量守恒

11.2飓风的形成与消亡

11.2.1飓风的形成

11.2.2飓风消亡

11.3飓风的破坏性

11.3.1萨菲尔—辛普森分级

11.3.2风暴潮

11.3.3大风灾害

11.3.4强降雨和内陆洪水

极端灾害性天气11.1气旋纳吉斯

11.3.5飓风强度评估

11.4飓风的探测、跟踪和监控

11.4.1卫星监测

11.4.2飞机勘测

11.4.3雷达和数据浮标

11.4.4飓风监视和警报

11.4.5飓风预报

第12章天气分析和预报

12.1气象业务概述

12.2天气分析

12.2.1获取数据

12.2.2绘制天气图

知识窗12.1制作天气图

12.3计算机在天气预报中的应用

12.3.1数值天气预报

知识窗12.2数值天气预报

12.3.2集成预报

12.3.3预报员的作用

12.4其他预报方法

12.4.1持续性预报

12.4.2气候学预报

12.4.3类比法

12.4.4趋势预报

12.5高空环流和天气预报

12.5.1高空图

12.5.2高空气流与地面天气预报

12.6长期天气预报

12.7预报准确率

12.8卫星在天气预报中的应用

12.8.1气象卫星图像

12.8.2卫星探测的其他内容

第13章空气污染

13.1空气污染的危害

13.2空气污染源和类型

13.2.1一次污染物

极端灾害性天气13.11952年伦敦大烟雾

知识窗13.1污染正在改变气候

13.2.2二次污染物

13.3空气质量的变化趋势

13.3.1质量标准的建立

13.3.2空气质量指数

13.4影响空气污染的气象因素

13.4.1风

极端灾害性天气13.2从空中看空气污染过程

13.4.2大气稳定度

13.5酸雨

13.5.1酸雨的范围和强度

13.5.2酸雨的危害

第14章变化的气候

14.1气候系统

14.2气候变化的检测

14.2.1海底沉积物——气候资料的仓库

14.2.2氧同位素分析

14.2.3冰川中的气候变化记录

14.2.4树轮——环境历史档案

14.2.5其他类型的代用资料

14.3气候变化的自然原因

14.3.1板块构造与气候变化

14.3.2火山活动与气候变化

知识窗14.1地质时期的火山活动与气候变化

14.3.3地球轨道变化

14.3.4太阳活动与气候

14.4人类对全球气候的影响

14.4.1二氧化碳、微量气体和气候变化

14.4.2大气二氧化碳含量的增加

14.4.3大气响应

14.4.4微量气体的作用

14.5气候反馈机制

14.5.1气候反馈机制的种类

14.5.2气候模式：重要但尚不完善的工具

14.6气溶胶对气候的影响

14.7全球变暖的可能后果

14.7.1海平面上升

14.7.2变化的北极

14.7.3增大的海水酸性

14.7.4意想不到的后果

第15章世界气候

15.1气候的分类

知识窗15.1气候图

15.2气候控制因素：概述

15.2.1纬度

15.2.2海陆分布

15.2.3地理位置与盛行风向

15.2.4山脉高原

15.2.5洋流

15.2.6气压和风

15.3世界气候综述

15.4潮湿的热带气候（Af，Am）

知识窗15.2热带雨林砍伐对土壤的影响

15.4.1温度特征

15.4.2降水特征

15.5热带干湿季气候（Aw）

15.5.1温度特征

15.5.2降水特征

15.5.3季风

15.5.4气候类型的变型Cw

15.6干旱气候（B）

15.6.1“干旱”意味着什么？

15.6.2副热带沙漠气候（BWh）和草原气候（BSh）

15.6.3西海岸副热带沙漠气候

15.6.4中纬度沙漠（BWk）和草原气候（BSk）

15.7冬季温和湿润的中纬度气候带（C）

15.7.1副热带湿润气候（Cfa）

15.7.2西海岸海洋性气候（Cfb）

15.7.3副热带夏干（地中海）气候（Csa，Csb）

15.8冬季寒冷的湿润大陆气候（D）

15.8.1湿润的大陆性气候（Dfa）

15.8.2副极地气候（Dfc，Dfd）

15.9极地气候（E）

15.9.1苔原气候（ET）

15.9.2冰原气候（EF）

15.10高原气候

极端灾害性天气15.1干旱——代价巨大的大气灾害

第16章大气的光学现象

16.1光和物质的相互作用

16.1.1反射

16.1.2折射

16.2海市蜃楼

知识窗16.1高速公路海市蜃楼是真的吗？

16.3彩虹

16.4光晕、幻日和日柱

16.5光环

16.6其他光学现象

16.6.1华

16.6.2彩虹云

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