去年看气象学相关书籍记录的一些基础概念。后面内容遗失，改天补上。

1 绪论
1.1 气象学的概念

研究大气中所发生的各种物理现象和物理过程的科学称为气象学。

大气状态和物理过程经常用综合的定量因子和定性因子来表示，这些因子称为气象要素。气象要素主要有：1. 空气温度 2. 气压 3. 空气湿度 4. 风向及风速 5. 云量和云状 6. 降水量 7. 能见度 8.太阳辐射 9.地球和大气的热放射 10.土壤温度 11.蒸发量 和 12.各种天气现象(雾、雷暴、雨凇等等)。各个气象要素之间是互相联系、互相影响、互相制约的。

短时间内，一个地方大气中所发生的各种物理现象和物理过程，用各个气象要素综合表示的大气状态，称为天气。气候则是一个地方多年和综合的大气状况，是长时间尺度的大气物理过程。

1.2 大气及其构造

气象学的研究对象是大气。大气是由多种气体混合组成的，同时它还包括悬浮在其中的液态和固态物质。

不包括水汽、液态和固态杂质的整个混合气体，称为干洁空气。它的主要成分是氮和氧，体积约占干洁空气的99%。干洁空气的各种成分中，臭氧和二氧化碳所占比例虽然极小，但对大气温度分布却有较大影响。

臭氧在大气中含量极少，分布不均匀。一般情况下，近地面气层内臭氧含量最少，且不稳定。10公里高度开始逐渐增加，20-30公里处达到最大值，再往上臭氧含量又逐渐减少，55-60公里处极微少。臭氧能大量吸收紫外线，使40-50公里高度的气层温度大为增高，同时也保护地球生物免受过多紫外线伤害。

二氧化碳主要来源于燃料燃烧，有机质腐烂分解，及动植物的呼吸作用。二氧化碳能吸收和放射长波辐射，对空气温度有一定的影响。

大气中的水汽，主要来源于江河湖海的水面蒸发、潮湿陆地的蒸发、植物的蒸腾。大气中的水汽主要集中在2-3公里以下的低层大气里。大气中的水汽是天气变化的主要因子。同时，水汽的蒸发和凝结，吸收和放出潜热，同时有能够强烈地吸收和放出长波辐射，对地面和空气温度有很大的影响。水汽密度小于干空气的密度；在温度和气压相同的条件下，含有水汽的湿空气密度小于干空气密度，湿空气比干空气轻。

1.2.1大气铅直分层

世界气象组织根据大气温度和水汽的铅直分布、扰动程度、电离现象等不同性质，将大气在铅直方向上分为五层：对流层、平流层、中间层、热成层和外大气层。

(一)对流层
最近地面的一层大气。厚度在低纬度地区平均为17-18公里，中纬度为10-12公里，高纬度8-9公里。夏季高度大于冬季。

对流层集中了整个大气质量的四分之三和几乎全部水汽量，主要的大气物理现象都发生在这一层中，是天气变化最复杂的层次。

对流层三个主要特征：
1）气温随高度增加而降低。 平均而言，没上升100米，气温约下降0.65°C。
2）空气具有强烈的对流运动。 事高层和底层空气得以交换和混合，对兴云致雨有重要作用。
3）温度和湿度水平分布不均匀。常发生大规模的空气水平运动。

根据对流层内气流和天气现象分布的特点，有可分为下层、中层、上层及对流层顶。

下层又称为摩擦层，指自地面到1-1.5公里的高度。因受地面摩擦和热力影响，这层空气对流和紊乱不规则运动都很强。随着高度增加，风俗增大，风向右转。气温日变化也很大。水汽、尘粒含量较多，雾和低云多发生在这层。

中层是指高度1.5-6公里的大气，受地面影响比下层小。气流状况基本可表征整个对流层运动的趋势，大气中的云和降水现象多发生在这层内。这一层的上部，气压通常只及地面气压的一半。

上层的范围是从6公里到对流层顶部，这一层气温常年在0℃以下，水汽含量很少，各种云都由冰晶或过冷却水滴组成。中纬度和副热带地区，这一层中常出现风速大于或等于30米/秒的强风带，即所谓急流。

对流层和平流层之间，还有一个厚度为数百米到1-2公里的过渡层，称为对流层顶。靠近对流层顶的温度分布特征是上下一样或变化很少，平均气温在低纬度地区约为-83℃，高纬度约为-53℃。对流层顶对铅直运动的气流有很大的阻挡作用，上升的水汽、尘粒多聚集其下。

通常离地面1-1.5公里高度以上的大气，受地面摩擦影响很小，称为自由大气。

(二)平流层