4、绝对湿度（a）
绝对湿度――单位容积空气中包含的水汽质量，单位g•cm-3或g·m-3。
实际上它代表水汽密度，反映空气中水汽的绝对含量。
空气中的水汽含量越多，绝对湿度越大。
故能表征空气中水汽含量多少的物理量有绝对湿度、水汽压和露点
表征空气吞食水汽的能力的物理量有饱和水汽压
表征空气距饱和的程度的物理量有：
相对湿度，温度露点差
三、湿度的日、年变化
1、相对湿度的日、年变化
1）相对湿度的日变化
f的日变化主要决定于气温。
白天，t升高，e增大，但E以更快速度增大，f减小
夜间，t降低，e减小，但E以更快速度减小，f增大。
因此，f在一日中有一个最高值，出现在日出前，有一个最低值，出现在午后。
f日变化与气温日变化位相相反。
2）相对湿度的年变化
季风区:
f的极大值出现在夏季，极小值出现在冬季。
内陆全年干燥地区:
f夏季小，冬季大。
2、绝对湿度的日、年变化
1）绝对湿度的日变化
在海洋、沿海及岛屿处，绝对湿度一日中有一个高值，出现在午后；一个低值，出现在清晨。
2）绝对湿度的年变化
主要由气温的年变化决定。
夏季出现a的最高值（北半球为7、8月，南半球为1、2月）；冬季出现a的最低值（北半球1、2月，南半球为7、8月）。
四、大气中水汽的凝结
使空气达到饱和主要有两种途径:
1）增加水汽含量
2）冷却过程
不断降低气温至露点，使空气达到饱和。
大气中主要的冷却过程有绝热冷却、辐射冷却、平流冷却及乱流冷却等。
云、雨主要是空气上升中绝热冷却而产生的，平流雾则主要由平流冷却而形成。
气压
一、气压的定义和单位
大气压强（AirPressure）――简称气压，在重力方向上，单位截面上垂直大气柱的重量，单位“百帕（hPa）”、“mb”、“mmHg”
1标准大气压P0――标准情况下（气温O℃、纬度45°），海平面上，760mmHg高的大气压
P0＝l013.25hPa
hPa、mb和mmHg两单位之间有如下关系:
1hPa＝1mb=3mmHg/4或1mmHg＝4hPa/3＝4mb/3
二、气压随高度的变化
1、变化规律
气压随高度的升高而降低，近地面下降快，高空下降慢。
海平面：
气压1000hPa1500米：
850hPa
3000米：
700hPa5500米：
500hPa
在近地面层空气中，高度每升高10米，气压降低值约为1.31hPa（或高度每上升8米，气压降低1hPa），用该数据将船台高度测出的气压订正为海平面气压。
2、单位气压高度差h＝∣ΔZ/ΔP∣
单位气压高度差h与空气密度成反比。
低空密度大，h小，气压变化快；高空密度小，h大，气压变化慢。
在水平方向上，密度主要受气温影响，暖区气温高，密度小，h大；冷区气温低，密度大，h小。
三、气压随时间的变化
气压的周期性变化
1、日变化
一昼夜，地面气压具有两高值：
在10时（最高）和22时
两低值：
16时（最低）和04时
日较差随纬度变化：
低纬最大，中纬较小。
2、年变化
大陆型：
冬季最高；夏季最低
海洋型：
夏季最高；冬季最低
年较差，陆地大，海洋小；中纬大，低纬小。
海平面气压场的基本型式
一、海平面气压场的基本型式
1、低气压（Lowpressure；Depression）
――由闭合等压线构成的中心气压比四周低的区域，其空间等压面形状下凹，如盆地。
2、低压槽（Trough）
――由低压向外延伸出来的狭长区域，或一组未闭合的等压线向气压较高一方凸出的部分，简称槽。
槽线（Troughline）――在低压槽中，各条等压线曲率最大处的连线。
3、高气压（Highpressure）
――由闭合等压线构成的中心气压比四周高的区域，其空间等压面形状上凸，如山丘。
4、高压脊（Ridge）
――由高压向外延伸出来的狭长区域，或一组未闭合的等压线向气压较低一方凸起的部分，简称脊。
脊线（Ridgeline）――在高压脊中，各条等压线曲率最大处的连线。
5、鞍型区（Col）
――相对并相邻的两高压和两低压组成的中间区域，简称鞍，其空间等压面的形状类似马鞍。
鞍型区内气压分布较均匀，又有匀压区之称，主要天气特征是风小。
6、高压带
――相邻两低压之间的过渡区域
7、低压带
――相邻两高压之间的过渡区域
空气的水平运动――风
一、风（wind）的定义、单位和表示方法
1、定义――空气相对海底所作的水平运动，称为风。
2、风速――单位时间内空气在水平方向上移动的距离，单位：
m/s，km/h，kn（节，nm/h）。
1m/s≈2kn。
风级（Beaufort）：
0～17级
3、风向――风的来向，用方位度数（0°～360°）表示，或方位表示。
作用于空气微团上的外力
一、水平气压梯度力Gn
1、水平气压梯度（－ΔP/Δn）
――垂直于等压线，沿气压减小的方向，单位距离内的气压差。
1）大小：
在天气图上，等压（高）线越密，水平气压梯度越大；
等压（高）线越疏，水平气压梯度越小。
单位：
hPa/m，或，hPa/赤道度，1赤道度＝60nm，约111km。
2）方向：
垂直于等压线，由高压指向低压。
2、水平气压梯度力Gn＝－ΔP/（ρΔn）
1）大小：
与水平气压梯度成正比，
在天气图上，等压（高）线越密，水平气压梯度力越大；
等压（高）线越疏，水平气压梯度力越小。
与空气密度ρ成反比，高空ρ小，Gn增大；低空ρ大，Gn小。
2）方向：
同水平气压梯度。
二、水平地转偏向力An
1、大小：
An＝2ωVsinφ
1）物体相对地表静止时，An＝0。
2）V越大，An越大。
3）φ＝0°，sinφ＝0，An＝0，赤道上没有地转偏向力。
4）φ越大（纬度越高），An越大。
2、方向：
垂直于运动去向，北半球偏于右手一侧，南半球偏于左手一侧。
只改变运动方向，不改变速度大小。
三、惯性离心力C
1、大小：
C＝V2/r
V越大，C越大；r越小，C越大。
2、方向：
沿曲率半径由圆内指向圆外，
与切向速度垂直，只改变运动方向，不改变切向速度大小。
四、摩擦力R
1、大小：
R＝µV
与摩擦系数µ成正比，与风速V成正比。
有浪海面µ比平静海面大。
2、方向：
与运动方向相反，起到阻力作用。
总结：
由上述讨论可见，只有水平气压梯度力与初始风速无关，因此，该力是使空气产生运动的直接原动力。
地转风和梯度风（自由大气中的风）
一、地转风（GeostrophicWind）
1、定义
――自由大气中，空气的匀速水平直线运动。
2、力的平衡
――水平气压梯度力与水平地转偏向力平衡。
Gn＝An，方向相反，作用在同一条直线上。
3、Vg的大小，Vg＝－ΔP/（2ρωsinφΔn）
1）与水平气压梯度成正比，在天气图上，等压（高）线越密，地转风越大；
等压（高）线越疏，地转风越小。
2）与空气密度ρ成反比，高空ρ小，地转风增大；低空ρ大，地转风小。
3）与sinφ成反比，纬度越高，Vg越小；
φ＝0°（赤道上），Vg趋近无穷，说明地转风不存在。
4、风向
――白贝罗风压定律。
风沿等压线吹，背风而立，北半球高压在右，低压在左；南半球正好相反。
5、地转风的计算――
公式法：
Vg＝－ΔP/（2ρωsinφΔn）
将ρ＝1.293kg/m3和ω值代入得
Vg＝－4.78ΔP/（sinφΔn）（水平气压梯度单位：
hPa/赤道度，或hPa/纬距）
二、梯度风（GradientWind）
1、――自由大气中，空气的水平匀速曲线运动。
2、――水平气压梯度力、水平地转偏向力和惯性离心力达到平衡。
高压中（反气旋）：
Gn＋C＝An
低压中（气旋）：
An＋C＝Gn
3、主要结论：
1）北半球，高压中的风顺时针旋转，低压中的风逆时针旋转；
南半球，高压中的风逆时针旋转，低压中的风顺时针旋转。
风向与气压场之间满足白贝罗风压定律。
2）梯度风风速与水平气压梯度、纬度的正弦、空气密度和曲率半径有关。
3）低压（气旋）区中的水平气压梯度不受限制；
高压（反气旋）中的水平气压梯度不能超过某一临界值。
4）反气旋区内，边缘风速较大，中心附近微风或者静风；
曲率较小（曲率半径大）处，即等压线平直处，等压线密，风速大；
曲率较大（曲率半径小）处，即等压线弯曲较大处，等压线疏，风速较小。
5）中高纬度反气旋的风速较大，低纬度反气旋内风速较小。
6）Va（反气旋中的风）〉Vg（地转风）〉Vc（气旋的风）
摩擦层中的风
一、摩擦力对风速、风向的影响
1、对风速的影响
――风速减小。
陆面上，实际风速/地转风速＝1/3～1/2；
海面上，实际风速/地转风速＝3/5～2/3。
海上经验公式：
Vo＝65％Vg。
2、对风向的影响
――风去向斜穿等压线偏向低压一侧，与等压线的交角α，
在中高纬陆上，为35°～45°；海上，10°～20°。
风压定律的修正：
背风而立，
北半球，高压在右后方，低压在左前方；
南半球，高压在左后方，低压在右前方。
高气压（反气旋）：
北半球，顺时针由中心向外辐散；
南半球，逆时针由中心向外辐散。
低气压（气旋）：
北半球，逆时针由外向中心辐合；
南半球，顺时针由外向中心辐合。
地形的动力作用和地方性风
一、地形的动力作用
1、狭管效应：
当气流从开阔地区进入峡谷地形时，风速加大，风向被迫改变沿峡谷走向的现象。
台湾海峡：
夏季西南大风；冬季东北大风。
2、岬角效应：
当气流流经向海中突出的半岛或山脉尽头时，会造成气流辐合、流线密集，使风力大大加强的现象。
山东半岛成山头、南美合恩角、南非好望角处风力比周围海域大。
云
一、云（cloud）的形成条件
1、云的组成成份――水滴、冰晶或二者的混合体。
2、发生在大气中的冷却过程――绝热冷却、辐射冷却、平流冷却和乱流冷却等。
上升运动引起的绝热冷却是形成云的主要原因。
3、云的形成条件――上升运动＋水汽
云的消散条件――下沉运动
二、云的分类
1、观测分类
云族
云底高度
云属
降水特点
中文名
国际名
国际缩写
高云
>5000m
卷云
Cirrus
Ci
卷层云
Cirro-Stratus
Cs
卷积云
Cirro-Cumulus
Cc
中云
2500m～
5000m
高层云
Alto-Stratus
As
连续性或间歇性的雨、雪
高积云
Alto-Cumulus
Ac
低云
<2500m
层积云
Stratus-Cumulus
Sc
间歇性微弱的雨、雪
层云
Stratus
St
毛毛雨
雨层云
Nimbo-Stratus
Ns
连续性中～大的雨、雪
碎雨云
Fracto-Nimbus
Fn
（附属云）
积云
Cumulus
Cu
积雨云
Cumulo-Nimbus
Cb
阵性降水
2、物理分类
云型
低云
中云
高云
大气稳定度
层状云
雨层云（Ns）、层云（St）
高层云（As）
卷层云（Cs）
稳定
Υ<Υm<Υd
波状云
层积云（Cs）、
高积云（Ac）
卷积云（Cc）
积状云
（对流云）
淡积云（Cuhum）、浓积云（Cucong）、积雨云（Cb）
卷云（Ci）
不稳定
Υm<Υd<Υ
降水（Precipitation）
一、降水量和降水强度
1、降水量――降水未经蒸发、渗透、流失，在水平面上所积聚的水层深度，以mm为单位。
2、降水强度
――单位时间内的降水量，单位mm/h，mm/d，（12h或24h总降水量）。
二、降水性质
1、连续性降水（Ns和As降水）
――持续稳定、（通常）中等雨量，持续时间常在10h以上。
2、间歇性降水（Sc和厚薄不均匀的As）
――强度时大时小、时降时止，但变化很缓慢，云和其它要素无显著变化。
3、阵性降水（Cb、Cucong、不稳定的Sc）
――降水强度变化快、骤降骤止、天空时亮时暗、持续时间短，常伴有强阵风。
海洋上的雾
一、雾（Fog）的定义
――悬浮于近地面气层中的小水滴、小冰晶或两者混合物的集合体，使水平能见度小于1km（或0.5nmile）的现象。
若能见度降至1～10km之内时，称为轻雾（Mist）。
二、雾的种类与特点
1、平流雾（AdvectionFog，海雾）
1）定义
――暖湿空气流经冷的下垫面，低层空气冷却，使空气达到饱和水汽凝结而形成的雾。
2）分布地区
――冷、暖海流交汇的冷流一侧；水平温度梯度大的海陆交界处。
3）特点
――浓度大，厚度大；水平范围广，持续时间长；
――远洋雾的浓度及生消时间没有日变化；沿海及岛屿的雾有一定的日变化；
――随风飘移，伴有层云。
2、锋面雾（FrontalFog，雨雾或降水蒸发雾）
1）定义
――锋面上暖气团里下降的雨滴穿过锋面落到冷气团里，雨滴蒸发，使锋面下冷气团近地面层的空气达到饱和而形成的雾。
2）分布地区
――暖锋前、一型冷锋后、锢囚锋的两侧。
3）特点
――浓度及生消时间不受气温日变化的影响；
――雾区随锋面和降水区的移动而移动。
3、辐射雾（RadiationFog，陆雾）
1）定义
――晴朗微风、比较潮湿的夜间，由于地面辐射冷却，近地面层气温降至露点或露点以下，使水汽凝结而形成的雾。
2）分布地区
――内陆潮湿洼地、沿海港湾。
3）生消特点
――一年四季均能发生，秋冬季居多，冬季入海易消散，夏季入海消散慢。
――具有明显的日变化，夜间形成，日出前最浓，日出后随气温升高而消散。
――晴夜有利于雾生成，晴天有利于雾消散；阴夜不利于雾形成，阴天也不利于雾消散。
――微风有利于雾形成，强风和静风均不利于雾形成。
――冬季消散慢，夏季消散快。
4、蒸汽雾（SteamFog）
1）定义
――冷空气流经暖水面时，水面不断蒸发水汽进入低层空气，使贴近水面的低层空气达到饱和而形成的雾。
2）分布地区
――高纬沿海、极地冰间水面、冰缘等。
3）特点
――冬季最常见。
――浓度不大，厚度薄。
――有显著的日变化。
――在任何风速下都可能发生。
但风向改变可使雾消散。
三、平流雾的形成条件
1、冷的海面
――西北太平洋，表层水温低于20℃；黄海北部水温低于24℃。
2、适当的水汽温差
――长江口外海域和北海道以东海面，0℃～6℃，温差2℃～3℃频率最高；
当温差>8℃后，海雾很少发生。
3、适合的风向、风速
风力――2～4级。
4、充沛的水汽
――相对湿度f≥80%
5、低层逆温层结
四、平流雾消散的条件
风向大角度改变，风力增至很大或减至很小。
如冷锋过境。
海浪
一、波浪（Wave）要素
1、波峰――波面的最高点。
2、波谷――波面的最低点。
3、波高（H）――相邻波峰与波谷之间的垂直距离。
4、波幅（a）――波高的一半，a=H/2。
5、波长（λ）――相邻两波峰或相邻两波谷之间的水平距离。
6、波陡（δ）――波高与波长之比，δ＝H/λ。
7、周期（T）――相邻的两波峰或两波谷相继通过一固定点所需要的时间。
8、频率（f）――周期的倒数，f＝1/T。
9、波速（C）――波峰或波谷在单位时间内的水平位移（波形传播的速度），C＝λ/T。
10、波峰线――通过波峰垂直于波浪传播方向的线。
11、波向线――波形传播的方向线，垂直于波峰线。
二、波浪的分类
1、按成因分类
1）风浪和涌浪
风浪（WindWave）――风的直接作用所引起的水面波动。
（无风不起浪）
涌浪（Swell）――风浪离开风区传至远处，或者风区里风停息后所遗留下来的波浪。
（无风三尺浪）
2）海啸（Tsunami，又称地震波）
――由于海底或海岸附近发生地震或火山爆发所形成的海面异常波动。
特点：
周期长，波长长，波速大，在外海坡度很小，当传至近岸时，波高剧增。
世界上常受海啸袭击的国家和地区有：
日本、菲律宾、印度尼西亚、加勒比海、墨西哥沿岸、地中海。
3）风暴潮（StormSurge）
――由强烈的大气扰动（强台风、强锋面气旋、寒潮大风等）引起的海面异常上升现象。
主要原因：
海面气压分布不均匀――气压每下降1hPa，海面约升高1cm；
我国风暴潮多发区：
莱州湾、渤海湾、长江口至闽江口、汕头至珠江口、雷州湾和海南岛东北角，其中莱州湾、汕头至珠江口是严重多发区。
4）内波（InternalWave）
――密度相差较大的水层界面上的波动。
内波对航行船舶的影响：
死水和共振
船舶克服“死水”和“共振”的有效方法是改变航速和航向。
3、按水深相对于波长的大小分类
1）浅水波（λ»水深h，λ≧20水深h）
C＝（gh）1/2
波速与波长和周期无关，只取决于水深。
2）深水波（水深h≥λ/2）
波速与波长和周期有关，与水深无关。
三、水质点的运动与波形传播的关系
1、深水波：
水质点的运动轨迹是圆，海表面的水质点的轨迹直径等于波高，水质点运动到最高位置时，运动方向与波向一致，运动到最低位置时，运动方向与波向相反。
波面上每个水质点在自己的平衡位置附近完成一次圆周运动时，整个波形就向前传播一个波长的距离。
2、浅水波：
水质点的运动轨迹是椭圆，水质点运动到最高位置时，运动方向与波向一致，运动到最低位置时，运动方向与波向相反。
波面上每个水质点在自己的平衡位置附近完成一次椭圆周运动时，整个波形就向前传播一个波长的距离。
总结：
波浪沿海面向前传播，水质点在原地附近作周期运动――前进波。
群波和驻波（简述）
一、群波（GroupofWaves）
――当许多周期和波长不同但很相近的简单
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