航海气象学知识点.docx

1、航海气象学知识点 大气的组成一、干洁空气（Dry Air）对气温有影响的成分： 二氧化碳（CO2）吸收和放射长波辐射，产生温室效应 臭氧（O3）吸收紫外线二、水汽（Vapour）1、垂直分布：低空多于高空，随高度升高水汽含量迅速减少2、特点：1) 在自然条件下，水汽是大气中唯一能发生相态变化的气体，是天气演变的主角。2) 具有吸收和放射长波辐射的性能，加上在水相变化中伴有凝结潜热的吸收或释放，对气温产生影响。三、杂质作为水汽凝结的凝结核城市污染监测的主要成分：总悬浮颗粒物，二氧化硫、氮氧化物大气的垂直结构一、大气的垂直范围和垂直分层1、垂直分层：1) 分层：自地面向高空，大气分为对流层、平流层

2、、中间层、热层、散逸层2) 平流层：空气以水平运动为主，且水汽极少，类似对流层中的云很难生成3) 热层：又称电离层，对远程无线电通讯具有重要意义二、对流层（Troposphere）的主要特征1、对流层的厚度：平均10km；在赤道最厚，向两极减小；夏季厚，冬季薄2、三个主要特点：1) 气温随高度的升高而降低，每升高100m，气温平均下降0.652) 有强烈的对流和乱流运动3) 气象要素（如温度、湿度等）在水平方向上分布不均匀3、对流层的垂直分层： 自由大气：下界距地面1km（摩擦层顶），上界对流层顶，摩擦作用小，可忽略不计。在自由大气中，空气运动规律清楚，常用距地面5500m(500hPa)高处

3、的空气运动表征整个对流层大气的运动趋势。4、对流层顶：厚度约为12km的同温甚至逆温层，对发展旺盛的积雨云顶有阻挡作用，是云顶平衍成砧状。1) 气温、气压相同时，干空气的密度大于湿空气的密度2) 气压相同时，干冷空气的密度比暖湿空气大得多 气温一、气温的定义和单位1、气温（Air Temperature）：表示空气冷热程度的物理量2）三种温标的换算关系已知X，则对应的华氏温标Y（）9C/532绝对温标Z（K）273C二、太阳、地面、大气辐射太阳辐射：一种短波辐射地面辐射：一种长波辐射结论：太阳辐射是地球表面和大气唯一的能量来源，但大气受热的主要直接热源是地球表面的长波辐射。三、空气的增热和冷却

4、 实现气温非绝热变化的方式（物理过程）有：1）辐射：长波辐射是地面和大气之间交换热量的主要方式。 2）对流与平流： 对流（Convection）空气在垂直方向上有规则的升降运动，是上、下层空气热量传递的方式之一。 平流（Advection）大范围空气的水平运动（风），同时伴有某种物理量的输送，是不同地区空气交换热量的主要方式。3）水相变化：蒸发和凝结也可实现地面与大气、空气块与空气块之间交换热量。4）乱流：又叫湍流（Turbulence），指空气微团的无规则运动。一般只发生在贴近地面1km以下的摩擦层内。乱流可使热量、水分和微尘在各个方向上分布趋于均匀5）热传导：通常不予考虑。四、气温的日、年

5、变化1、日变化1) 日变化特点：一天中最高气温（Tmax）：陆地上在1314时，海洋上在12时30分 最低气温（Tmin）：近日出前2）气温日较差：TmaxTmin3）影响日较差的因素：下垫面性质：陆地日较差海洋，沙漠最大纬度：低纬日较差高纬季节：夏季日较差冬季天空状况：晴天日较差阴天海拔高度：低处日较差高处2、年变化1）年变化特点：一年中月平均最高气温（Tmax）：北半球，陆地在7月，海洋在8月 南半球，陆地在1月，海洋在2月 最低气温（Tmin）：北半球，陆地在1月，海洋在2月 南半球，陆地在7月，海洋在8月2）气温年较差：月平均Tmax月平均Tmin3）影响年较差的因素：下垫面性质：陆地

6、年较差海洋，沙漠最大；纬度：高纬年较差低纬，赤道最小；海拔高度：低处年较差高处五、海平面平均气温的分布 海平面平均气温的分布特点1、热赤道平均在10N附近，冬天5-10N，夏天20N附近2、等温线大致与纬圈平行，南半球表现明显。北半球差异较大：冬季，大陆等温线凹向赤道，海洋凸向极地，夏季相反。3、地球上的冷极：北半球，冬季两个西伯利亚、格陵兰；夏季北极附近南半球，南极附近，是全球气温最低的地方 湿度一、湿度的定义和表示方法1、水汽压（e）大气中所含水汽引起的分压强，单位百帕(hPa)或毫米水银柱高(mmHg)空气中实际水汽含量越多，e值越大；实际水汽含量越少，e值越小。水汽压的大小直接表示了空

7、气中水汽含量的多少。饱和空气的水汽压称为饱和水汽压(E)，E是温度的函数，随温度的升高而增大当e E时，空气过饱和。2、相对湿度(Relative Humidity，用f表示) f=e100%/E f的大小，表示空气距离饱和的程度。当气温一定时若e E，即f E，即f 100%，则空气过饱和3、露点(td)空气中水汽含量不变，气压一定时，降低温度使其达到饱和的温度。水汽含量多，对应的td就高；水汽含量少，对应的td 就低。常用气温与露点之差t=t-td的大小大致判断空气距离饱和的程度：若tO，空气未饱和，t越大，距离饱和越远若t=O，即气温与露点相等，空气饱和。若t5000m卷云CirrusC

8、i卷层云Cirro-StratusCs卷积云Cirro-CumulusCc中云2500m5000m高层云Alto-StratusAs连续性或间歇性的雨、雪高积云Alto-CumulusAc低云2500m层积云Stratus-CumulusSc间歇性微弱的雨、雪层云StratusSt毛毛雨雨层云Nimbo-StratusNs连续性中大的雨、雪碎雨云Fracto-NimbusFn（附属云）积云CumulusCu积雨云Cumulo-NimbusCb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md波状云层积云（Cs）、高积云（Ac）卷

9、积云（Cc）积状云（对流云）淡积云（Cu hum）、浓积云（Cu cong）、积雨云（Cb）卷云（Ci）不稳定md8后，海雾很少发生。3、适合的风向、风速风力24级。4、充沛的水汽相对湿度f80%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（）相邻两波峰或相邻两波谷之间的水平距离。6、波陡（）波高与波长之比，H/。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

10、）周期的倒数，f1/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/ 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（Wind Wave）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

11、宾、印度尼西亚、加勒比海、墨西哥沿岸、地中海。3）风暴潮（Storm Surge）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（Internal Wave）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（水深h，20水深h）C（gh）1/2波速与波长和周期无关

12、，只取决于水深。2）深水波（水深h/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（Group of Waves）当许多周期和波长不同但很相近的简单