PAGEPAGE12氣象學(xué)與氣候?qū)W講義第一章引論第一節(jié)氣象學(xué)、氣候?qū)W的研究對象、任務(wù)和簡史一、氣象學(xué)與氣候?qū)W的研究對象和任務(wù)1、氣象學(xué)研究大氣現(xiàn)象和過程，探討其演變規(guī)律和變化，并直接或間接用之于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐為人類服務(wù)的科學(xué)——?dú)庀髮W(xué)。2、氣象學(xué)的研究內(nèi)容（1）研究大氣的特性和狀態(tài)（如大氣的組成、范圍、結(jié)構(gòu)、溫度、濕度、壓強(qiáng)和密度等）。（2）研究導(dǎo)致大氣現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的能量來源、性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化。（3）研究大氣現(xiàn)象的本質(zhì)，從而能解釋大氣現(xiàn)象，尋求控制其發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律。（4）探討如何應(yīng)用這些規(guī)律，通過一定的措施，為預(yù)測和改善大氣環(huán)境服務(wù)（如人工影響天氣、人工降水、消霧、防雹等），使之能更適合于人類的生活和生產(chǎn)的需要。3、氣候與天氣的關(guān)系氣候?qū)W研究的對象是地球上的氣候。氣候和天氣是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念。從時間尺度上講，天氣是指某一地區(qū)在某一瞬間或某一短時間內(nèi)大氣狀態(tài)（如氣溫、濕度、壓強(qiáng)等）和大氣現(xiàn)象（如風(fēng)、云、霧、降水等）的綜合。天氣過程是大氣中的短期過程。而氣候指的是在太陽輻射、大氣環(huán)流、下墊面性質(zhì)和人類活動在長時間相互作用下，在某一時段內(nèi)大量天氣過程的綜合。它不僅包括該地多年來經(jīng)常發(fā)生的天氣狀況，而且包括某些年份偶爾出現(xiàn)的極端天氣狀況。要了解一地的氣候，必須作長時期的觀測，才能總結(jié)出當(dāng)?shù)囟嗄晏鞖庾兓那闆r。也就是說氣候過程是在一定時段內(nèi)由大量天氣過程綜合而得出的長期大氣過程，二者之間存在著統(tǒng)計聯(lián)系，從時間上反映出微觀與宏觀的關(guān)系。天氣變化快，變化的周期短。天氣過程的時間分段一般以5天以下為短期天氣過程，5—10天為中期天氣過程，10天—3個月為長期天氣過程。氣候變化的周期相對于天氣來講是較長的，它的時間變化尺度有季際、年際、十年際、百年際、千年際、萬年際等等。而決定氣候變化的因子不僅是大氣內(nèi)部的種種過程，還決定于發(fā)生在大氣上邊界和下邊界處的各種物理過程和化學(xué)過程。這就是要考慮其上邊界處的太陽輻射，下墊面及大氣內(nèi)部的成分和環(huán)流的變化等對氣候的影響。一個完整的氣候系統(tǒng)應(yīng)包括對氣候形成分布和變化有直接或間接影響的各個環(huán)節(jié)，除太陽輻射這個主要能源之外，氣候系統(tǒng)包括大氣圈、水圈、冰雪圈、陸地表面和生物圈（動、植物和人類）等5個子系統(tǒng)。各個子系統(tǒng)內(nèi)部以及各子系統(tǒng)彼此之間的各種物理、化學(xué)乃至生物過程的相互作用決定著氣候的長期平均狀態(tài)以及各種時間尺度的變化。氣候?qū)W要求對氣候系統(tǒng)進(jìn)行定量觀測和綜合分析，對氣候形成和變化的動態(tài)過程進(jìn)行理論研究。通過各種手段（包括觀測試驗(yàn)，數(shù)值模擬試驗(yàn)等等），探測氣候系統(tǒng)中各個成員之間的各種相互作用，并展現(xiàn)氣候形成和變化過程，理解氣候變化的機(jī)制，以達(dá)到能夠預(yù)測氣候變化的目的。此外研究地球氣候發(fā)展史，探索氣候變化規(guī)律及其與人類活動的關(guān)系，從而能夠采取有效措施，防御和減輕氣候?yàn)?zāi)害，改善氣候條件并進(jìn)而為改造自然服務(wù)。現(xiàn)代氣候?qū)W從概念上已經(jīng)不再是氣象學(xué)或地理學(xué)的一個分支的經(jīng)典氣候?qū)W，而是大氣科學(xué)、海洋學(xué)、地球物理和地球化學(xué)、地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、冰川學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)以至有關(guān)社會科學(xué)相互滲透，共同研究的交叉科學(xué)。4、氣候?qū)W的基本任務(wù)（1）通過實(shí)踐，掌握氣象觀測、氣候統(tǒng)計分析和氣候調(diào)查的方法，來記敘所觀測到的氣候現(xiàn)象，從定性和定量兩方面說明它們的特性。（2）探討它們的正確解釋和研究它們的發(fā)展規(guī)律，特別要掌握天氣演變和氣候形成的規(guī)律性，了解和解釋各不同地區(qū)的氣候特征，弄清氣候資源及其地理分布，進(jìn)行氣候分類和氣候區(qū)劃，研究氣候變遷的原因及其規(guī)律。（3）應(yīng)用已發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，采取有效措施，充分利用氣候資源，減少人類活動對氣候的不利影響，防御或減少氣候?yàn)?zāi)害，為有關(guān)的生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)。（4）氣象學(xué)、氣候?qū)W與自然地理學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)和區(qū)域地理等有密切的依存關(guān)系，在教學(xué)中還應(yīng)注意為這些有關(guān)后續(xù)課程奠定必要的基礎(chǔ)。二、氣象學(xué)與氣候?qū)W的發(fā)展簡史氣象學(xué)與氣候?qū)W是來源于生產(chǎn)實(shí)踐，又服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐，并隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展，運(yùn)用愈來愈進(jìn)步的方法和技術(shù)而逐步提高的。綜觀三千多年來氣象學(xué)、氣候?qū)W發(fā)展的歷史，源遠(yuǎn)流長?？梢愿爬橐韵氯齻€時期：1、萌芽時期萌芽時期主要指16世紀(jì)中葉以前這一漫長時期，這時期的特點(diǎn)是由于人類生活和生產(chǎn)的需要，進(jìn)行一些零星的、局部的氣象觀測，積累了一些感性認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)，對某些天氣現(xiàn)象做出一定的解釋。氣象學(xué)與天文學(xué)是混在一起的，可以說具有天象學(xué)的性質(zhì)。2、發(fā)展初期發(fā)展初期包括16世紀(jì)中葉到19世紀(jì)末。這時由于歐洲工業(yè)的發(fā)展，推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，物理學(xué)、化學(xué)和流體力學(xué)等隨著當(dāng)時工業(yè)革命的要求，也快速發(fā)展起來。又由于航海技術(shù)的進(jìn)步，遠(yuǎn)距離商業(yè)與探險隊的活動，擴(kuò)大了人們的視野，地理學(xué)乃蓬勃興起，這就為介于物理學(xué)與地理學(xué)之間的邊緣科學(xué)——?dú)庀髮W(xué)、氣候?qū)W的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。再加上這一段時間內(nèi)氣象觀測儀器紛紛發(fā)明，地面氣象觀測臺、站相繼建立，形成了地面氣象觀測網(wǎng)，并因無線電技術(shù)的發(fā)明，能夠開始繪制地面天氣圖。由于具備了這些條件，氣象學(xué)、氣候?qū)W乃與天文學(xué)逐漸分離，成為獨(dú)立的學(xué)科。3、發(fā)展時期從20世紀(jì)以來是氣象學(xué)與氣候?qū)W的發(fā)展時期。這一時期總的特點(diǎn)是：隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要和技術(shù)的進(jìn)步，不但進(jìn)行地面氣象觀測，也進(jìn)行高空直接觀測，從而擺脫了定性描述階段，進(jìn)入到定量試驗(yàn)階段，從認(rèn)識自然，逐步向預(yù)測自然，控制和改造自然的方向發(fā)展。第二節(jié)氣候系統(tǒng)概述氣候系統(tǒng)是一個包括大氣圈、水圈、陸地表面、冰雪圈和生物圈在內(nèi)的，能夠決定氣候形成、氣候分布和氣候變化的統(tǒng)一的物理系統(tǒng)。太陽輻射是這個系統(tǒng)的能源。在太陽輻射的作用下，氣候系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生一系列的復(fù)雜過程，這些過程在不同時間和不同空間尺度上有著密切的相互作用，各個組成部分之間，通過物質(zhì)交換和能量交換，緊密地結(jié)合成一個復(fù)雜的、有機(jī)聯(lián)系的氣候系統(tǒng)。在氣候系統(tǒng)的五個子系統(tǒng)中，大氣圈是主體部分，也是最可變的部分，這里將首先予以論述。水圈、陸地表面、冰雪圈和生物圈都可視為大氣圈的下墊面。一、大氣圈概述1、大氣的組成大氣是由多種氣體混合組成的氣體及浮懸其中的液態(tài)和固態(tài)雜質(zhì)所組成。由于大氣中存在著空氣的垂直運(yùn)動、水平運(yùn)動、湍流運(yùn)動和分子擴(kuò)散，使不同高度、不同地區(qū)的空氣得以進(jìn)行交換和混合，因而從地面開始，向上直到90km處，空氣主要成分（除水汽臭氧和若干污染氣體外）的比例基本上是不變的。因此，在90km以下可以把干潔空氣當(dāng)成分子量為28.97的“單一成分”來處理。在90km以上，大氣的主要成分仍然是氮和氧，但平均約從80km開始由于紫外線的照射，氧和氮已有不同程度的離解，在100km以上，氧分子已幾乎全部離解為氧原子，到250km以上，氮也基本上都解離為氮原子。（1）大氣中的氧是一切生命所必須的；大氣中的氮能夠沖淡氧，減弱氧化作用，生物不能直接利用，通過豆科植物的根瘤菌固定到土壤中，成為植物體內(nèi)不可缺少的養(yǎng)料。水汽含量少，但對成云致雨以及大氣、大氣和下墊面間的能量轉(zhuǎn)換有重要作用。（2）臭氧、二氧化碳、甲烷、氮氧化物（N2O、NO2）和硫化物（SO2、H2S）等其在大氣中的含量雖很少，但對大氣溫度分布及人類生活卻有較大的影響。其中最重要的是臭氧層，由于太陽短波輻射，氧分子分解為氧原子后再和另外的氧分子結(jié)合而形成的，主要分布在20—30km范圍內(nèi)。臭氧能大量吸收太陽紫外線，使臭氧層增暖，影響大氣溫度的垂直分布，從而對地球大氣環(huán)流和氣候的形成起著重要的作用。同時它還形成一個“臭氧保護(hù)層”，使得到達(dá)地表的對生物有殺傷力的短波輻射（波長小于0.3μm）大大降低了強(qiáng)度。從而保護(hù)著地表生物和人類。其次是大氣中的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等都是溫室氣體，它們對太陽輻射吸收甚少，但卻能強(qiáng)烈地吸收地面輻射，同時又向周圍空氣和地面放射長波輻射。第三是大氣氣溶膠粒子。它們常以云、霧形式出現(xiàn)，不僅使能見度變壞，還能減弱太陽輻射和地面輻射，對氣候有很大的影響。

2、大氣的結(jié)構(gòu)大氣總質(zhì)量約5.3×1015t，其中有50％集中在離地5.5km以下的層次內(nèi)，在離地36—1000km余的大氣層只占大氣總質(zhì)量的1％。盡管空氣密度愈到高空愈小，到700—800km高度處，空氣分子之間的距離可達(dá)數(shù)百米遠(yuǎn)，但即使再向上，大氣密度也不會減少到零的程度。大氣圈與星際空間之間很難用一個“分界面”把它們截然分開。大氣在垂直方向上的物理性質(zhì)是有顯著差異的。根據(jù)溫度、成分、電荷等物理性質(zhì)，同時考慮到大氣的垂直運(yùn)動等情況，可將大氣分為五層。（1）對流層對流層是地球大氣中最低的一層。云、霧、雨雪等主要大氣現(xiàn)象都出現(xiàn)在此層。對流層是對人類生產(chǎn)、生活影響最大的一個層次，也是氣象學(xué)、氣候?qū)W研究的重點(diǎn)層次。對流層有三個主要特征：①氣溫隨高度增加而降低。由于對流層主要是從地面得到熱量，因此氣溫隨高度增加而降低。平均而言，高度每增加100m，氣溫則下降約0.65℃，這稱為氣溫直減率，也叫氣溫垂直梯度。②垂直對流運(yùn)動。由于地表面的不均勻加熱，產(chǎn)生垂直對流運(yùn)動。對流運(yùn)動的強(qiáng)度主要隨緯度和季節(jié)的變化而不同。同大氣的總厚度比較起來，對流層是非常薄的，不及整個大氣層厚度的1％。但是，由于地球引力的作用，這一層卻集中了整個大氣3/4的質(zhì)量和幾乎全部的水汽。空氣通過對流和湍流運(yùn)動，高、低層的空氣進(jìn)行交換，使近地面的熱量、水汽、雜質(zhì)等易于向上輸送，對成云致雨有重要的作用。③氣象要素水平分布不均勻：由于對流層受地表的影響最大，而地表面有海陸分異、地形起伏等差異，因此在對流層中，溫度、濕度等的水平分布是不均勻的。在對流層的最下層稱為行星邊界層或摩擦層。其范圍一般是自地面到1—2km高度。行星邊界層以上的大氣層稱為自由大氣。在自由大氣中，地球表面的摩擦作用可以忽略不計。在對流層的最上層，介于對流層和平流層之間，還有一個厚度為數(shù)百米到1—2km的過渡層，稱為對流層頂。這一層的主要特征是：氣溫隨高度的增加突然降低緩慢，或者幾乎不變，成為上下等溫。（2）平流層自對流層頂?shù)?5km左右為平流層。溫度受地面影響很小主要與大量臭氧能夠直接吸收太陽輻射有關(guān)。雖然30km以上臭氧的含量已逐漸減少，但這里紫外線輻射很強(qiáng)烈，故溫度隨高度增加得以迅速增高，造成顯著的暖層。平流層內(nèi)氣流比較平穩(wěn)，空氣的垂直混合作用顯著減弱。平流層中水汽含量極少，大多數(shù)時間天空是晴朗的。有時對流層中發(fā)展旺盛的積雨云也可伸展到平流層下部。在高緯度20km以上高度，有時在早、晚可觀測到貝母云（又稱珍珠云）。平流層中的微塵遠(yuǎn)較對流層中少，但是當(dāng)火山猛烈爆發(fā)時，火山塵可到達(dá)平流層，影響能見度和氣溫。（3）中間層自平流層頂?shù)?5km左右為中間層。由于這一層中幾乎沒有臭氧，而氮和氧等氣體所能直接吸收的那些波長更短的太陽輻射又大部分被上層大氣吸收掉了，因此氣溫隨高度增加而迅速下降，并有相當(dāng)強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動。（4）熱層熱層又稱熱成層或暖層，它位于中間層頂以上。該層中，氣溫隨高度的增加而迅速增高。這是由于波長小于0.175μm的太陽紫外輻射都被該層中的大氣物質(zhì)（主要是原子氧）所吸收的緣故。其增溫程度與太陽活動有關(guān)，當(dāng)太陽活動加強(qiáng)時，溫度隨高度增加很快升高，這時500km處的氣溫可增至2000K；當(dāng)太陽活動減弱時，溫度隨高度的增加增溫較慢，500km處的溫度也只有500K。熱層沒有明顯的頂部。通常認(rèn)為在垂直方向上，氣溫從向上增溫至轉(zhuǎn)為等溫時，為其上限。在熱層中空氣處于高度電離狀態(tài)，其電離的程度是不均勻的。其中最強(qiáng)的有兩區(qū)，即E層（約位于90—130km）和F層（約位于160—350km）。F層在白天還分為F1和F2兩區(qū)。據(jù)研究高層大氣（在60km以上）由于受到強(qiáng)太陽輻射，迫使氣體原子電離，產(chǎn)生帶電離子和自由電子，使高層大氣中能夠產(chǎn)生電流和磁場，并可反射無線電波，從這一特征來說，這種高層大氣又可稱為電離層，正是由于高層大氣電離層的存在，人們才可以收聽到很遠(yuǎn)地方的無線電臺的廣播。（5）散逸層這是大氣的最高層，又稱外層。這一層中氣溫隨高度增加很少變化。由于溫度高，空氣粒子運(yùn)動速度很大，又因距地心較遠(yuǎn)，地心引力較小，所以這一層的主要特點(diǎn)是大氣粒子經(jīng)常散逸至星際空間，本層是大氣圈與星際空間的過渡地帶。從總體來講，大氣是氣候系統(tǒng)中最活躍，變化最大的組成部分，它的整體熱容量為5.32×1015MJ，且熱慣性小。當(dāng)外界熱源發(fā)生變化時，通過大氣運(yùn)動對垂直的和水平的熱量傳輸，使整個對流層熱力調(diào)整到新熱量平衡所需的時間尺度，大約為1個月左右，如果沒有補(bǔ)充大氣的動能過程，動能因摩擦作用而消耗盡的時間大約也是1個月。二、水圈、陸面、冰雪圈和生物圈概述1、水圈水圈包括海洋、湖泊、江河、地下水和地表上的一切液態(tài)水，其中海洋在氣候形成和變化中最重要。

2、陸面陸面有時亦稱巖石圈，巖石圈的變化時間尺度長，在近代氣候變化中是可以忽略的，在氣候系統(tǒng)中通常用陸面一詞。海陸分布與山脈大地形在動力學(xué)和熱力學(xué)兩方面對大氣環(huán)流的形成起著重要作用。3、冰雪圈冰雪圈包括大陸冰原、高山冰川、海冰和地面雪蓋等。由于冰雪具有很大的反射率，在冰雪覆蓋下，地表（包括海洋和陸地）與大氣間的熱量交換被阻止，因此冰雪對地表熱量平衡有很大影響。它是氣候系統(tǒng)中的一個重要子系統(tǒng)。

4、生物圈。生物圈主要包括陸地和海洋中的植物，在空氣、海洋和陸地生活的動物，也包括人類本身。生物圈的各部分在變化的時間尺度上有顯著差異，但它們對氣候的變化都很敏感，而且反過來又影響氣候。人類活動既深受氣候影響，又通過諸如農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)及城市建設(shè)等，不斷改變土地、水等的利用狀況，從而改變地表的物理特性以及地表與大氣之間的氣體交換，產(chǎn)生對氣候的影響。綜上所述，為了弄清地球氣候形成、分布和變化的機(jī)制，我們必須面對的是一個非常復(fù)雜的氣候系統(tǒng)。它的每一個組成部分都具有十分不同的物理性質(zhì)，并通過各種各樣的物理過程、化學(xué)過程甚至生物過程同其它部分聯(lián)系起來，共同決定各地區(qū)的氣候特征。第三節(jié)有關(guān)大氣的物理性狀在氣象學(xué)上，大氣的物理性狀主要以氣象要素和空氣狀態(tài)方程來表征。一、主要?dú)庀笠貧庀笠厥侵副硎敬髿鈱傩院痛髿猬F(xiàn)象的物理量，如氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、云量、降水量、能見度等等。1、氣溫在一定的容積內(nèi)，一定質(zhì)量的空氣，其溫度的高低只與氣體分子運(yùn)動的平均動能有關(guān)。即這一動能與絕對溫度T成正比。因此，空氣冷熱的程度，實(shí)質(zhì)上是空氣分子平均動能的表現(xiàn)。當(dāng)空氣獲得熱量時，其分子運(yùn)動的平均速度增大，平均動能增加，氣溫也就升高。反之當(dāng)空氣失去熱量時，其分子運(yùn)動平均速度減小，平均動能隨之減少，氣溫也就降低。氣溫的單位：目前我國規(guī)定用攝氏度（℃）溫標(biāo)，以氣壓為1013.3hPa時純水的冰點(diǎn)為零度（0℃），沸點(diǎn)為100度（100℃），其間等分100等份中的1份即為1℃。在理論研究上常用絕對溫標(biāo)，以K表示，這種溫標(biāo)中一度的間隔和攝氏度相同，但其零度稱為“絕對零度”，規(guī)定為等于攝氏-273.15℃。大氣中的溫度一般以百葉箱中干球溫度為代表。2、氣壓氣壓指大氣的壓強(qiáng)。它是空氣的分子運(yùn)動與地球重力場綜合作用的結(jié)果。靜止大氣中任意高度上的氣壓值等于其單位面積上所承受的大氣柱的重量。當(dāng)空氣有垂直加速運(yùn)動時，氣壓值與單位面積上承受的大氣柱重量就有一定的差值，但在一般情況下，空氣的垂直運(yùn)動加速度是很小的，這種差別可以忽略不計，一般情況下氣壓值是用水銀氣壓表測量的。3、濕度表示大氣中水汽量多少的物理量稱大氣濕度。大氣濕度狀況與云、霧、降水等關(guān)系密切。大氣濕度常用下述物理量表示：（1）水汽壓和飽和水汽壓大氣壓力是大氣中各種氣體壓力的總和。水汽和其它氣體一樣，也有壓力。大氣中的水汽所產(chǎn)生的那部分壓力稱水汽壓（e）。它的單位和氣壓一樣，也用hPa表示。在溫度一定情況下，單位體積空氣中的水汽量有一定限度，如果水汽含量達(dá)到此限度，空氣就呈飽和狀態(tài)，這時的空氣，稱飽和空氣。飽和空氣的水汽壓（E）稱飽和水汽壓，也叫最大水汽壓，因?yàn)槌^這個限度，水汽就要開始凝結(jié)。實(shí)驗(yàn)和理論都可證明，飽和水汽壓隨溫度的升高而增大。在不同的溫度條件下，飽和水汽壓的數(shù)值是不同的。（2）相對濕度相對濕度（f）就是空氣中的實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的比值（用百分?jǐn)?shù)表示），即相對濕度直接反映空氣距離飽和的程度。當(dāng)其接近100％時，表明當(dāng)時空氣接近于飽和。當(dāng)水汽壓不變時，氣溫升高，飽和水汽壓增大，相對濕度會減小。（3）飽和差在一定溫度下，飽和水汽壓與實(shí)際空氣中水汽壓之差稱飽和差（d）。即d=E-e，d表示實(shí)際空氣距離飽和的程度。在研究水面蒸發(fā)時常用到d，它能反映水分子的蒸發(fā)能力。（4）比濕在一團(tuán)濕空氣中，水汽的質(zhì)量與該團(tuán)空氣總質(zhì)量（水汽質(zhì)量加上干空氣質(zhì)量）的比值，稱比濕（q）。其單位是g/g，即表示每一克濕空氣中含有多少克的水汽。也有用每千克質(zhì)量濕空氣中所含水汽質(zhì)量的克數(shù)表示的即g/kg。式中，mw為該團(tuán)濕空氣中水汽的質(zhì)量；md為該團(tuán)濕空氣中干空氣的質(zhì)量。據(jù)此公式和氣體狀態(tài)方程可導(dǎo)出注意式中氣壓（P）和水汽壓（e）須采用相同單位（hPa），q的單位是g/g。由上式知，對于某一團(tuán)空氣而言，只要其中水汽質(zhì)量和干空氣質(zhì)量保持不變，不論發(fā)生膨脹或壓縮，體積如何變化，其比濕都保持不變。因此在討論空氣的垂直運(yùn)動時，通常用比濕來表示空氣的濕度。（5）水汽混合比一團(tuán)濕空氣中，水汽質(zhì)量與干空氣質(zhì)量的比值稱水汽混合比（γ）即：（單位：g/g）據(jù)其定義和氣體狀態(tài)方程可導(dǎo)出（6）露點(diǎn)在空氣中水汽含量不變，氣壓一定下，使空氣冷卻達(dá)到飽和時的溫度，稱露點(diǎn)溫度，簡稱露點(diǎn)（Td）。其單位與氣溫相同。在氣壓一定時，露點(diǎn)的高低只與空氣中的水汽含量有關(guān)，水汽含量愈多，露點(diǎn)愈高，所以露點(diǎn)也是反映空氣中水汽含量的物理量。在實(shí)際大氣中，空氣經(jīng)常處于未飽和狀態(tài)，露點(diǎn)溫度常比氣溫低（Td＜T＝。因此，根據(jù)T和Td的差值，可以大致判斷空氣距離飽和的程度。上述各種表示濕度的物理量：水汽壓、比濕、水汽混合比、露點(diǎn)基本上表示空氣中水汽含量的多寡。而相對濕度、飽和差、溫度露點(diǎn)差則表示空氣距離飽和的程度。4、降水降水是指從天空降落到地面的液態(tài)或固態(tài)水，包括雨、毛毛雨、雪、雨夾雪、霰、冰粒和冰雹等。降水量指降水落至地面后（固態(tài)降水則需經(jīng)融化后），未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失而在水平面上積聚的深度，降水量以毫米（mm）為單位。在高緯度地區(qū)冬季降雪多，還需測量雪深和雪壓。雪深是從積雪表面到地面的垂直深度，以厘米（cm）為單位。當(dāng)雪深超過5cm時，則需觀測雪壓。雪壓是單位面積上的積雪重量，以g/cm2為單位。降水量是表征某地氣候干濕狀態(tài)的重要要素，雪深和雪壓還反映當(dāng)?shù)氐暮涑潭取?、風(fēng)空氣的水平運(yùn)動稱為風(fēng)。風(fēng)是一個表示氣流運(yùn)動的物理量。它不僅有數(shù)值的大?。L(fēng)速），還具有方向（風(fēng)向）。因此風(fēng)是向量。風(fēng)向是指風(fēng)的來向。地面風(fēng)向用16方位表示，高空風(fēng)向常用方位度數(shù)表示，即以0°（或360°）表示正北，90°表示正東，180°表示正南，270°表示正西。在16方位中，每相鄰方位間的角差為22.5°。6、云量云是懸浮在大氣中的小水滴、冰晶微?；蚨呋旌衔锏目梢娋酆先后w，底部不接觸地面（如接觸地面則為霧），且具有一定的厚度。云量是指云遮蔽天空視野的成數(shù)。將地平以上全部天空劃分為10份，為云所遮蔽的份數(shù)即為云量。例如，碧空無云，云量為0，天空一半為云所覆蓋，則云量為5。

7、能見度能見度指視力正常的人在當(dāng)時天氣條件下，能夠從天空背景中看到和辨出目標(biāo)物的最大水平距離。單位用米（m）或千米（km）表示。二、空氣狀態(tài)方程空氣狀態(tài)常用密度（ρ）、體積（V）、壓強(qiáng)（P）、溫度（t或T）表示。對一定質(zhì)量的空氣，其P、V、T之間存在函數(shù)關(guān)系。例如，一小團(tuán)空氣從地面上升時，隨著高度的增大，其受到的壓力減小，隨之發(fā)生體積膨脹增大，因膨脹時做功，消耗了內(nèi)能，氣溫乃降低。這說明該過程中一個量變化了，其余的量也要隨著變化，亦即空氣狀態(tài)發(fā)生了變化。如果三個量都不變，就稱空氣處于一定的狀態(tài)中，因此研究這些量的關(guān)系就可以得到空氣狀態(tài)變化的基本規(guī)律。1、干空氣狀態(tài)方程根據(jù)大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出，一切氣體在壓強(qiáng)不太大，溫度不太低（遠(yuǎn)離絕對零度）的條件下，一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)和體積的乘積除以其絕對溫度等于常數(shù)，即上式是理想氣體的狀態(tài)方程。凡嚴(yán)格符合該方程的氣體，稱理想氣體。實(shí)際上，理想氣體并不存在，但在通常大氣溫度和壓強(qiáng)條件下，干空氣和未飽和的濕空氣都十分接近于理想氣體。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（P0=1013.25hPa，T0=273K），1mol的氣體，體積約等于22.4L，即V0=22.4L/mol。因此該值對1mol任何氣體都適用，所以叫普適氣體常數(shù)。對于質(zhì)量為M克，1摩爾氣體的質(zhì)量是μ的理想氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，這是通用的質(zhì)量為M的理想氣體狀態(tài)方程，又稱做門捷列夫-克拉珀瓏方程。它表明氣體在任何狀態(tài)下，壓強(qiáng)、體積、溫度和質(zhì)量4個量之間的關(guān)系（計算時要注意單位的統(tǒng)一）。在氣象學(xué)中，常用單位體積的空氣塊作為研究對象，為此，常