天气学原理课件
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目录
第一章
天气学基础概念
第二章
大气运动原理
第四章
气候影响因素
第三章
天气预报方法
第六章
天气学在实际中的应用
第五章
极端天气现象
天气学基础概念
第一章
天气与气候定义
天气是指某一特定时间和地点大气的短期状态，包括温度、湿度、风速和降水等要素。
天气的定义
天气变化迅速且多变，而气候则相对稳定，反映了一个地区长期的天气特征和模式。
天气与气候的区别
气候是指一个地区长时间内大气的平均状态和变化规律，通常以30年为一个气候周期进行统计分析。
气候的定义
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大气结构概述
地球大气由对流层、平流层、中间层、热层和外层组成，各层具有不同的温度和特性。
大气的分层
中间层是大气中温度随高度增加而降低的区域，极光现象常在此层附近发生。
中间层与极光
平流层中含有臭氧层，它能吸收大部分太阳紫外线，保护地球生物免受辐射伤害。
平流层的臭氧层
对流层是最低的一层，天气现象主要发生在这里，温度随高度增加而降低。
对流层的特点
热层是大气中温度随高度增加而升高的区域，人造卫星常在此层轨道上运行。
热层的卫星轨道
天气系统分类
根据温度和湿度的不同，气团分为热带、极地、海洋性和大陆性等类型，影响局部天气。
气团分类
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锋面是冷暖空气相遇形成的界面，分为冷锋、暖锋和锢囚锋，是天气变化的重要因素。
锋面系统
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低压系统通常带来不稳定天气，如雨雪，而高压系统则多与晴朗天气相关联。
低压系统与高压系统
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大气运动原理
第二章
大气压力与风
地面摩擦力减缓风速，导致风向与等压线形成一个角度，称为风向角。
风的摩擦效应
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地球自转产生的科里奥利力使风向发生偏转，北半球向右偏，南半球向左偏。
科里奥利力的影响
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气压梯度力是风形成的直接原因，它驱动空气从高压区向低压区移动。
气压梯度力
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气团与锋面
锋面活动是造成降水、风暴等天气现象的主要原因，如冷锋过境常带来降温与大风。
锋面天气的影响
气团是由大片空气在特定地理区域内长时间停留而形成的，根据其源地的性质，可分为冷气团和暖气团。
气团的形成与分类
锋面是冷暖气团相遇形成的狭窄过渡带，常伴随着温度、湿度和风向的突变。
锋面的定义与特征
气旋是低压系统，气流呈逆时针方向旋转，常带来不稳定天气；反气旋是高压系统，气流呈顺时针旋转，通常带来晴朗天气。
气旋与反气旋
气旋与反气旋
气旋是由低气压中心引起的空气上升运动，常伴随着云雨天气，如台风。
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反气旋是由高气压中心引起的空气下沉运动，通常带来晴朗干燥的天气条件。
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气旋影响下的天气系统复杂多变，如温带气旋可导致锋面风暴。
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反气旋控制区域常出现晴好天气，但有时也会导致热浪或干旱。
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气旋的形成与特征
反气旋的形成与特征
气旋与天气系统的关系
反气旋对气候的影响
天气预报方法
第三章
数据收集技术
卫星遥感技术
利用气象卫星对地球大气进行扫描，获取云层、温度等数据，为天气预报提供重要信息。
浮标和船舶观测
在海洋上设置浮标，收集海温、海流等数据，船舶观测则提供沿途的气象信息。
地面气象站观测
雷达探测技术
通过遍布各地的气象站收集温度、湿度、风速等地面数据，为天气分析提供基础资料。
使用气象雷达探测降水、风暴等现象，通过回波强度和移动速度预测天气变化。
预报模型应用
利用超级计算机模拟大气状态，预测未来天气变化，如欧洲中期天气预报中心的ECMWF模型。
数值天气预报模型
基于历史天气数据和统计学原理，通过相关性分析预测天气，例如美国国家气象局的统计模型。
统计预报模型
通过运行多个数值模型的集合，提供天气预测的概率分布，如美国国家环境预报中心的GEFS系统。
集合预报系统
预报准确率提升
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通过引入高分辨率的数值天气预报模型，如WRF或GFS，可以提高天气预报的精确度。
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结合卫星云图、雷达数据、地面观测站信息等多源数据，可以更全面地分析天气变化。
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利用机器学习和深度学习算法，分析历史天气数据，预测未来天气趋势，提升预报准确性。
使用先进的气象模型
集成多种数据源
人工智能技术应用
气候影响因素
第四章
地理位置作用
不同纬度地区接受太阳辐射量不同，导致热带、温带和寒带气候差异显著。
纬度对气候的影响
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山脉、高原等地形可阻挡湿润气流，形成雨影区，导致迎风坡和背风坡气候差异。
地形对气候的影响
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沿海地区受海洋调节作用，相比内陆地区，气候更为温和湿润，季节变化较小。
海洋对气候的影响
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季节变化影响
随着地球公转，不同季节日照时长不同，影响温度和生物节律，如春分和秋分。
日照时长的变化
季节更替导致大气环流模式改变，如夏季季风和冬季西风带的形成。
大气环流模式
季节变化引起海水温度升降，进而影响全球气候，如厄尔尼诺和拉尼娜现象