2.2 气候系统的物理、化学过程 在太阳辐射加热作用下，在大气中生成了风，在海洋

　　赤道与极地温差、地表和大气高层的温差、海陆的热 力差异、海陆分布引起的南北半球的热力差异等等

　　水汽含量——红外逸出辐射——温度 CO2 ——海温 高云（云顶高度）——逸出辐射——温度 •负反馈： （中低）云量多——太阳辐射少——稳定度大——云量少 蒸发量大——水面温度低——蒸发量小

　　南极臭氧洞：南极地区上空大气臭氧总含 量大幅度异常下降的一种现象 。 ２０００

　　1987年9月16日：签署的《关于消耗臭氧 层物质的蒙特利尔议定书》； 1995年1月23日：联合国大会通过决议， 确定从1995年开始，每年的9月16日为 “国际保护臭氧层日”。

　　周期性：日、年变化、米氏周期（米兰科维奇理论）、银河周期 非周期性：火山爆发、地震等

　　这张由美国航空航天局发布的卫星照片显示了 2006年9月北极地区海冰的景象 ,面积约为 530.95万平方公里，为自有卫星监测以来的最 小面积

　　动物，包括人类本身。 • 动力、热力、水文等特性：反射率、粗糙度、蒸发、蒸 腾、水份循环、CO2平衡 • 变化的时间尺度：季节~千年

　　• 组成及结构：大陆冰原、高山冰川、海冰和地面雪盖。 • 热力性质：反射率大

　　• 变化的时间尺度： 陆地雪盖：季节~年际变化; 海冰：季节~几十年际变化; 大陆冰原和高山冰川：几百年~几百万年.

　　1) 结构 2) 组成及特性:干洁空气、水汽、固态和液态微粒（气溶 胶粒子） 温室气体包括：水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、 氧化亚氮 (N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)

　　2) 动力属性：风、洋流及其垂直运动和冰体运动 3) 水分属性：空气湿度、云量、降水量、土壤湿度、 河湖水位、冰雪等。 4) 静力属性：大气和海水的密度、压强、大气的组成、 海水盐度及气候系统的几何边界和物理常数等。

　　• 盐度增加时密度增大；温度升高时（高于最大 密度的温度）密度减小 • 海水最大密度的温度随盐度增加而降低

　　1974年，罗兰（Rowland）和穆连（Molina）发现氯氟碳化合物(CFCs)会破坏 平流层臭氧 1976年，国家科学院发布了证实罗兰（Rowland）和穆连（Molina）发现的报 告 1976年，食品和药品局和环境保护机构宣布阶段性终止溶胶剂中的氯氟碳化合 物(CFCs) 1978年，氯氟碳化合物(CFCs)在溶胶剂中的使用在美国禁止 1984年，约瑟夫 法文（Josph Farman）领导的国际研究组探测到南半球春天 南极上空4%的臭氧缺损 1985年，美国宇航局的卫星数据证实了南极上空臭氧空洞的存在。 1987年，签定蒙特利尔协议,呼吁全球范围的氯氟碳化合物(CFCs)减少50% 1988年，美国全票批准蒙特利尔协议 1996年，对工业生产氯氟碳化合物(CFCs)的全面禁止开始实施 1989年，科学家宣布了在北冰洋上空臭氧层空洞的先期发现 1995年，F.希拉伍德 罗兰 （F. Sherwood Rowland）和马里奥 穆连Mario Molina因在天气化学领域的研究而被授予诺贝尔奖)

　　海洋上层的温度受到大气影响，在海洋表面向下的几十米的水层里，风浪和海 流引起的湍流混合十分强烈，海水温度的垂直变化很小，因此被称为混合层。

　　但到某一个高度以后，很快遇到一个较薄的水层，其海水温度随深度的变化特 别剧烈，这一区域被称之为温跃层。

　　•阳伞效应 气溶胶对太阳辐射的散射和吸收，使到达 地面的太阳辐射减弱，引起地面气温的下 降，其效应类似于阳伞效果，故称为阳伞 效应．

　　海洋占地球表面积的70%，由于海水热容量大， 若仅考虑100m深的表层海水，其热容量占整个 气候系统总热量的95%

　　海洋可以分成 1.混合层（上层水团） 2.温跃层 3.深层水团（恒温层）

　　内力—— 周期性：系统内部各因子之间相互耦合而成的自持振荡（ENSO等) 非周期性：随机性内部因子

　　1、大气逆温层 由于太阳短波辐射从地面反射到空气的，加热是越接近地面南宫NG越显 著的，因此随高度增加，气温亦越来越低。一种和此情况相反的， 温度随高度的增加而增加，称为逆温现象；受逆温现象影响的一段 垂直厚度大气则称之为逆温层。 2、平流层 3、海洋温跃层 温跃层是位于海面以下温度和密度有巨大变化的薄薄一层，是 上层的薄暖水层与下层的厚冷水层间出现水温急剧下降的层。温跃 层把变化缓慢的深海与变化迅速的上层海洋分隔开来。 3、锋面 分隔冷、暖两种不同性质气团之间的狭窄的过渡带。这个过渡 带自地面向高空冷气团一侧倾斜。

　　统则必须考虑非绝热加热。 这些过程包括：辐射过程、云过程、陆面过程、海洋过 程、冰雪过程、气溶胶过程、碳循环及生物过程

　　有规则的周期性变化：日变化、年变化等 较规则的周期性变化：准双周振荡、准两年振荡等 不规则的变化：百年增暖、大气环流的突变

　　温室效应（大气的保温效应）：大气中的温室气体 对太阳辐射的吸收很少，但却能强烈地吸收地面辐 射，同时又向地面放射长波辐射，补偿地面因放射

　　第 二 节 • 动力、热力性质：反射率小、热容量大、流速小， 动力、热力惯性大。

　　• 对气候的影响：（1）对温度的调节作用、水汽源地； （2）海-气相互作用

　　岩石圈（陆圈） • 组成及结构：地球表层的固体表面，由岩石、土 南宫NG壤和沉积物组成。包括高原、平原、山地、丘陵、 盆地等。 • 热力性质: 热容量小,热惯性小. • 变化的时间尺度: 山脉形成:105~108年; 大陆漂移: 106~109年; 陆块位置和高度变化:109年以上. • 对气候的影响：地形的动力作用、地表的热力作 用、陆面水循环

　　气候系统的物理过程与生命周期为2-3周以内的大尺度 天气系统的物理过程相比，气候系统的外部加热起着举 足轻重的作用。

　　 反馈：气候系统不同属性（变量）之间的相互 作用，引起气候属性的变化，称为反馈。包括正反 馈过程和负反馈过程。 •正反馈：反馈过程造成的气候变化与原变化同号， 使气候变化加剧，产生气候不稳定称为正反馈。 •负反馈：反馈过程造成的气候变化与原变化反号， 抑制气候的变化和异常，使气候趋于稳定，称为负 反馈。

　　了20 km以上含量显著减少。 它的天然源主要是海洋脱气、甲烷转化、生物过程、岩石 的风化和沉积，比如，火山喷发，动植物的呼吸和有机物的腐 烂、燃烧等；人为源主要是煤、石油、天然气等矿物燃料的燃

　　2.1 气候系统的组成 2.2 气候系统的物理、化学过程 2.3 气候系统的基本特性

　　大气水 = 气候的内系统 全部陆地地球外的宇宙 = 气候的外系统

　　根据垂直方向上 大气温度变化、运 动状态、密度及成 分的变化等,将大气 分为:对流层,平流层, 中间层,热层和外逸 层.

　　克劳修斯 克拉珀方程 clausius clapeyron equation T为循环的温度;dT为循环的温差;L为热量，这里为汽化潜热（相变热）; ν为饱和蒸汽的比容;ν’为液体的比容;e为饱和水汽压