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第二章《天氣與氣候》知識梳理
第1節 大氣層
一.大氣的溫度
1.大氣層：大氣主要集中在地表以上1000千米左右的高度內。與地球的半徑相比,大氣顯得很薄。然而它對地球而言非常重要。
2.大氣層的作用：
(1)大氣層是地球上存在生命的條件之一。
(2)大氣層的存在使各種復雜的天氣變化得以發生，也使得地球表面的晝夜溫度差比較小。
(3)大氣層阻擋了很大一部分可能對地球生物造成危害的紫外線輻射和小天體的撞擊。
3.大氣溫度的垂直分布:大氣溫度的變化范圍約在-84oC至2500oC之間，從地表上升約12千米，大氣溫度隨高度上升而下降；從12千米上升到55千米，大氣溫度隨高度上升而升高；從55千米上升到85千米，大氣溫度隨著高度的上升而降低；85千米以上，大氣溫度呈現逐漸升高的趨勢。
二.大氣的分層
1.大氣分層的主要依據：大氣溫度在垂直方向上的變化。
2.大氣分層：根據大氣的溫度、密度和物質組成等特點，可以把地球大氣層分為五層，即對流層、平流層、中間層、暖層和外層。
3.各層大氣的特點：
(1)對流層:有強烈的對流運動，有天氣的變化。
(2)平流層:可以吸收紫外線的臭氧層就在這層，氣流平穩，飛機也在平流層運動。
(3)中間層:氣溫隨高度增高而迅速降低，中間層的頂界氣溫降至－83℃～－113℃。因為該層臭氧含量極少，不能大量吸收太陽紫外線，而氮、氧能吸收的短波輻射又大部分被上層大氣所吸收，故氣溫隨高度增加而遞減。還會出現強烈地對流運動，又稱為高空對流層或上對流層。這是由于該層大氣上部冷、下部暖，致使空氣產生對流運動。但由于該層空氣稀薄，空氣的對流運動不能與對流層相比。
(4)暖層:溫度高，電離程度強烈也稱為電離層，電離層能將電磁波反射回地球，對全球的無線電短波通信具有重要意義。
(5)外層:空氣極其稀薄，溫度很高，可達數千度，人造衛星多在該層工作。
三.對流層
1.位置與特點：對流層是大氣的底層，對流層在兩極地區的厚度約為8千米，到赤道則增大到17~ 18千米。對流層集中了地球約四分之三的大氣質量和幾乎全部的水汽、固體雜質。
2.對流運動：由于熱脹冷縮，溫度高的氣體和液體會密度減小，呈上升運動，溫度低的部分密度增大，呈下降運動，它們之間的相對運動叫做對流運動
3.天氣現象復雜多變：顯著的對流運動和充足的水汽，使對流層的天氣現象復雜多變，云、雨、雪、雷電、風、霜、霧等主要的天氣現象都發生在對流層。對流層的各種天氣變化影響著生物的生存和行為，對流層是大氣層中與人們生活和生產關系最密切的一層。
【常見的對流運動】
第2節 氣溫
一.天氣是什么
1.天氣：短時間內近地面的氣溫、濕度、氣壓等要素的綜合狀況。
2.天氣現象：刮風、下雨、雷電、晴天、霜霧等
3.常見的天氣符號：
二.氣溫
1.氣溫：是描述天氣的基本要素，是大氣的溫度，它能告訴人們當地空氣的冷熱程度。
2.氣溫的單位：我國常用的氣溫度量單位是攝氏度(℃)。
3.氣溫的測量工具：測量氣溫的工具是溫度計，除了使用普通溫度計外，還要使用最高溫度計和最低溫度計，分別測量一天中的最高氣溫和最低氣溫。
4.氣溫的測量
(1)在氣象觀測中，溫度計通常放在一個漆成白色的百葉箱里。百葉箱是安置測溫儀器的防護設備，測量溫度的溫度計要水平放置于箱內，朝向北面開著，一般安裝在離地面約1.5 米高度的地方。
(2)一天中最高氣溫通常出現在午后2時(即14時)左右，一天中最低氣溫通常出現在日出前后。
5.測量氣溫注意事項：
（1）溫度計在百葉箱中需要避免太陽直射，太陽直接照射測得氣溫偏高。
（2）避免周圍環境不能過于復雜。
（3）百葉箱內需要距離地面一定距離，測得的溫度波動小，更能反映真實的氣溫。
（4）高溫環境下，測得氣溫可能比外界溫度低。
（5）直接讀數，不需要取出讀數
6.氣溫對生物的影響：
（1）氣溫與生命活動關系密切，很多動物的行為和氣溫變化有關。
氣溫低動物冬眠、氣溫高狗呼吸加快、氣溫影響小海龜性別、氣溫高使植物萎焉
7.氣溫與人們的生活
（1）世界最高氣溫：1913年7月10日，美國死谷56.7oC；
中國最高氣溫：1941年7月4日，吐魯番47.8oC；
中國最低氣溫：1969年2月13日，漠河-52.3oC；
世界最低氣溫：1983年7月21日，俄羅斯東方站（南極）-89.2oC。
高溫會引起中暑，熱射病等，低溫會導致凍傷，二者嚴重都會致人死亡。我國每年因高溫和寒冷造成的自然災害，人員傷亡不在少數。
8.華氏溫度：歐美國家常用華氏溫度 oF
華氏溫度=1.8 X 攝氏溫度+32
第3節 大氣的壓強
一.大氣壓強的存在
1.大氣壓：大量現象表明，大氣會向各個方向對于處于其的物體產生力的作用，大氣點 壓強我們叫大氣壓。
2.證明大氣壓存在的相關實驗：
覆杯實驗：還可以證明大氣向各個方向都有壓強
吸癟瓶子 吸盤掛物
3.馬德堡半球實驗：德國馬德堡市市長格里克在馬德堡市公開表演了一個著名實驗，將兩個銅半球合在一起，抽空氣體，用馬匹將它們拉開，直到兩邊各八匹馬時才被拉開，這個實驗不僅證實了大氣壓存在,還告訴人們大氣壓強很大。
二.大氣壓的大小
1.測量工具：
(1)空盒氣壓計：空盒氣壓計上有兩行刻度，一行以百帕( hPa)為單位，一行以毫米汞柱( mmHg )為單位,1毫米汞柱約為133帕。該氣壓計攜帶和使用比較方便。
(2)水銀氣壓計：水銀氣壓計內有一支細玻璃管，管內水銀柱的高度會隨大氣壓的變化而變化。讀出的水銀柱高度為多少毫米，大氣壓即為多少毫米汞柱。該氣壓計的測量比較精確。
2.標準大氣壓:離地面越高，空氣越稀薄，空氣的密度越小，大氣壓也就越小。通過觀察可以發現:高度越高，大氣壓越小。在海平面附近，大氣壓的數值接近于1.01 x 105帕，人們通常把這個大氣壓稱為標準大氣壓。標準大氣壓與760毫米高的水銀柱產生的壓強相等,其數值相當于1cm2的面積上施加約10牛的壓力。
大氣壓的測量：托里拆利的實驗。
三.生活用品與大氣壓
1.真空壓縮袋 2.吸塵器
3.離心式水泵工作原理：水泵啟動前，向泵殼里灌滿水，在動力機的帶動下，葉輪高速旋轉，水被甩出去，在轉軸附近形成一個低壓區，外面的水就在大氣壓的作用下，推開底閥通過進水管進人泵殼。進來的水又被葉輪甩到出水管，這樣一直循環下去， 就不斷把水送到了進水管高處。
4.活塞式抽水機：利用大氣壓將水壓上去。
四.大氣壓對天氣的影響
1.氣壓的差別：雖然大氣壓會隨高度的升高而減少，但在同一高度，不同區域的大氣壓卻不一定相同，甚至在同一地點，大氣壓也不是固定不變的。我們把相同高度上氣壓較高的區域叫做高壓區，氣壓較低的區域叫做低壓區。
2.氣壓與天氣變化的關系：研究表面，大氣壓的變化跟天氣密切相關。高壓區中心空氣從上往下流動，天氣晴朗，天氣干燥；低氣壓中的空氣從下往上流動，天空多云，常形成陰雨天氣。【晴天高壓，雨天低壓】
五.氣壓對液體沸點的影響
1.探究氣壓對液體沸點的影響
實驗結論:氣壓的大小會對液體的沸點造成影響。當氣壓增大時，液體的沸點會升高;當氣壓減小時，液體的沸點會降低。
2.應用：高原上水的沸點較低，在高原上需要用壓力鍋來做飯，壓力鍋就是利用液體的沸點隨氣壓的增大而升高的原理制成的。
3.高壓鍋： （1）高壓鍋的結構：
（2）高壓鍋計算：當閥門被里面氣壓頂起來時，按照牛頓第一定理，外大氣壓與閥門自身重力產生的壓強，與內部大氣壓強是平衡的，滿足關系：P0+mg/S=P'
P0表示外界大氣壓；m表示限壓閥質量；
S表示閥門的橫截面積；P'表示高壓鍋內部空氣壓強
1.經換算，m=（P'-Po）×S/g（知壓強算閥門質量）
2.P'=(Po×S+mg)/S(知閥門質量算內部壓強）
3.使用時壓力鍋內外最大壓強差是△p=P'-P0=mg/S
六.氣體的壓強與流速的關系
1.氣體壓強跟流速的關系：流速大，壓強小，流速小，壓強大。
2.此原理相關的現象：
窗外飄動的窗簾 吹紙
3.飛機的升力：飛機在高速運動時，飛機的周圍就會形成一個相對于飛機的高速氣流，由于機翼上凸下平，上方氣流的速度大于下方氣流的速度，機翼下側受到的向上的壓強大于上側受到的向下的壓強，在壓強差的作用下,使飛機得到一個向上的升力。
第4節 風和降水
一.風
1.風的形成：風是空氣的水平運動。在同一水平高度上，如果一個地方的氣壓和另一個地方的氣壓高低不同，即有的地方氣壓高，有的地方氣壓低,空氣就會從高氣壓區流向低氣壓區，這樣就形成了風。
2.風的基本要素：風是有方向和大小的，用風向和風速來表示。
(1)風向:風吹來的方向,有“東、南、西、北”以及“東南、西南、西北、東北”八個基本方向。天氣觀測和預報中常使用8種風向。如果風是從東邊吹向西邊，那么這個風的風向是東風。
【用風向標測風向】 【用風速儀測風速】
(2)風速:單位時間內空氣流動的距離。常用的單位有米/秒、千米/時等。風速常用風級表示。
3.各風級的名稱、風速和風效：風速常用風級表示。風級一般分為0~ 12級，每級風的名稱、風速及在陸地上產生的風效都會有所不同。見下表:
4.風的符號:天氣圖上用風向標來表示風向和風速。一般我們在媒體上看到的都是近地面的風向標。風向標的矢桿表示風向。風向標上的矢羽表示風速，一個小三角旗表示20米/秒，長橫線表示4米/秒，短橫線表示2米/秒.
5.風的影響:風對人類的生活有很大的影響，有些動物的行為也和風有關。
二.空氣的濕度
1.水汽：除了霧、雨水和雪等可見的水外，我們平時是看不到空氣中的水汽的。
2.濕度：濕度表示空氣中水汽的多少。它是表示空氣干燥程度的物理量。在一定的溫度下，一定體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥;含有的水汽越多，則空氣越潮濕。
3.濕度的測量
(1)測量儀器：測量空氣濕度的儀器稱為濕度計。干濕球濕度計是最常用的濕度計，它由一支干球溫度計和一支濕球溫度計組成，濕球溫度計的球部有濕棉紗包著。濕度計的種類還有很多，如毛發濕度計、自動感應濕度計等。
(2)測量方法：在生活中，空氣的濕度一般用相對濕度表示。用干濕球濕度計測量空氣相對濕度的方法:先讀出干球溫度計的讀數，再讀出濕球溫度計的讀數，然后計算它們的溫度差，最后通過查相對濕度表，即可得出相對濕度。
（3）干濕球濕度計的原理：濕球上沾了水，比熱容大，溫度不易變化，干球測得是實際溫度，溫差與相對濕度有關系。濕度大溫差小。
4.濕度與生產、生活的關系：濕度越大，空氣中的水汽就越豐富，成云、降水的可能性也越大。許多天氣諺語就是根據濕度來判斷天氣變化趨勢的。
三.降水
1.水汽凝結：當空氣的相對濕度達到100%時，空氣中就很難再容納更多的水汽了。如果氣溫降低，空氣容納水汽的能力也會隨之降低，空氣中的水汽會附著在微小的灰塵顆粒上形成細小的水珠的過程。
2.降水：空氣中凝結的水珠和冰晶很小，形成云后飄浮在空中，并不一定形成降水。水珠和冰晶隨著溫度的降低和水汽的增多逐漸增大，最終形成雨滴、雪或冰雹降落到地表，形成降水。包括雨雪、冰雹等。
3.降雨量：一般用毫米來計量，它表示一定時間內降落到地面的水層深度。氣象觀測中，常用雨量筒把雨水收集起來，觀測時把雨水倒入雨量杯中，讀出的刻度即為降水量。雪和冰融化后可用同樣的方法測量。
第5節 天氣預報
一.怎樣獲得天氣預報的信息
1.預知未來天氣的方式：通過看電視、聽廣播、撥打氣象預報電話
2.根據諺語和氣象觀測預測天氣：
3.天氣預報的含義：云量與降水
二.天氣圖
1.概念：表示天氣形勢的圖像，可以表現不同地方氣象信息的地圖。
2.讀圖：
（1）地圖上的曲線叫做等壓線它是氣壓相等的地方的連線。根據等壓線的分布特點可以分析出常見的天氣系統，如高壓，冷鋒等。
（2）鋒是影響天氣的重要天氣系統。冷暖空氣的交界面叫做鋒面。鋒面上天氣變化往往比較復雜。向暖空氣一側移動的鋒叫做冷鋒，常常帶來降雨、大風和降溫天氣；向冷空氣一側移動的鋒叫暖鋒，常常帶來降雨天氣，氣溫升高。
第6節 氣候和影響氣候的因素
一.氣候
1.定義：是某一地區長時間內的天氣特征，包括天氣的平均狀況和極端狀況。
2.我國常見的氣候類型及分布：
桂林山水 新疆沙漠 小新安嶺雪原
二.影響氣候的因素
1.太陽對氣候的影響：太陽幅射在地表分布不均勻，是形成氣候差異的主要原因。緯度位置不同的地區，接受太陽輻射的熱量不同。太陽輻射由赤道向南北兩極遞減，導致地表的氣溫由低緯度地區向兩極逐漸降低，形成不同的溫度帶。
2.海陸位置的影響
（1）氣溫（比熱容影響）：夏季陸地氣溫高，海洋氣溫低；冬季陸地氣溫低，海洋氣溫高。
（2）降水：海洋上空水汽充足，空氣濕潤，因此沿海地區的降水一般要比遠離海洋的內陸地區更豐富。
3.地形的影響
（1）氣溫：地勢高低不同，氣溫就有明顯的差異。山頂的氣溫一般明顯低于山麓。
在對流層，地面高度每上升1000米，氣溫會下降約6℃。
（2）降水：山脈對低層空氣述動的阻擋作用，使得迎風坡降水多，背風坡降水少。
三.季風
1季風：在大范圍區城，冬、夏季盛行，風向相反或近于相反的風，稱為季風。
2.季風的形成：冬季，歐亞大陸氣溫低，太平洋氣溫高，風從中國大陸吹向太平洋；夏季，歐亞大陸氣溫高，太平洋氣溫低，風從太平洋吹向中國大陸。中國東部的季風就這樣形成的，世界上季風區域分布很廣，其中以亞洲季風最強盛，范圍最廣
四.氣候變化
1.氣候變化的重要標志：氣溫變化。
2.近百年來全球氣溫的變化：近百年來的儀器觀測記錄表明，近現代全球平均氣溫呈波動上升趨勢。氣候表現出波動變化的特點，目前，全球氣溫正處于逐漸升高的過程中
五.人類活動對氣候的影響
1.有利影響：植樹造林、修建水庫、大面積農業灌溉等都能改良局部地區的小氣候，增加濕度和降水量，減輕旱澇災害的危害。
2.不利影響：毀壞森林、排放大量有害物質等會造成氣候惡化。
3.溫室效應：人類現代工業的不斷發展和生活方式的改變，煤、石油、天然氣等能源的大量消耗，以及森林的大幅度減少，使得大氣中的二氧化碳不斷增加，大氣對地面的保溫作用增強，加速了全球氣候的變暖趨勢，這種現象稱為溫室效應。
4.城市“熱島”現象：是指城市形成了一種氣溫較高、濕度較低、霧霾增多的特殊氣候，它使城市上空經常維持一個氣溫高于四周郊區的暖空氣團，猶如海面上的島嶼。
第7節 我國的氣候特征與主要氣象災害
一.我國東部的季風氣候
1.我國的大興安嶺——陰山——賀蘭山——岡底斯山一線以東以南地區是季風區，分布有熱帶季風氣候、亞熱帶季風氣候和溫帶季風氣候。
2.冬季，我國盛行從蒙古、西伯利亞干冷地區吹來的冬季風（偏北風），氣溫低，降水少。夏季，我國盛行從太平洋、印度洋熱帶和副熱帶海洋吹來的夏季風（偏南風），氣溫高，降水充沛。
3.季風氣候的影響
（1）我國東部季風區夏季氣溫高，降水豐富，對農業生產非常有利。
（2）我國北方冬季氣候寒冷，大雪會影響公路、鐵路、航空、和內河航運。
（3）我國南方氣候溫暖，農作物的成熟期較短。海南省就是利用其“暖冬”的有利條件，大力發展反季節蔬菜，豐富了人們冬季的菜籃子
二.我國西部的干旱氣候
1.夏季風不能到達的我國西部地區一般降水稀少，大多為干旱和半干旱氣候區。
【羌笛何須怨楊柳，春風不度玉門關】
2.氣候影響：
（1）我國西北內陸干旱、半干旱地區降水量少，降水變化大。冬寒夏熱，氣溫的日較差和年較差大，但日照充沛。這種氣候特點是西部干旱地區的一項重要資源。吐魯番的瓜果特別甜，就和該地日照時間特別長且晝夜溫差大有關。
（2）干旱地區的生物有許多適應干燥、少雨環境的形態特征和行為。仙人掌的尖刺和抬尾芥蟲的行為。
三.寒潮、臺風和洪水
1.寒潮：大范圍的強烈的冷空氣活動，會帶來劇烈的降溫、霜凍、大風和揚沙天氣。
2.臺風：是一種破壞力很大的災害性天氣。臺風的半徑一般有數百千米。臺風中心叫做臺風眼，那里風平浪靜，云量很少。臺風眼外側半徑100千米左右的區域是狂風暴雨區。
3.洪水：洪水是我國危害最大的自然災害之一。持續暴雨、臺風和人為因素都會導致。
4.干旱也是我國常見的氣象災害，其他的氣象災害還有沙塵暴、冰雹、霜凍等。

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