第一節大氣概況
大氣成分：在大氣成分中，氮氣和氧氣成分對大氣溫度的變化影響不大，而含量稀少的二氧化碳、臭氧和水汽是影響大氣溫度分布及其天氣變化的主要成分。
大氣中的二氧化碳是溫室氣體，它對太陽短波輻射吸收甚少，強烈吸收和放射長波輻射，對地面和大氣的溫度分布有重要影響，類似溫室效應，直接影響氣候變遷。在大氣中二氧化碳平均含量約為0.03%，若達到0.
2%以上，會對人體有害。二氧化碳的含量城市多於農村，夏季多於冬季，室內多於室外。
大氣中臭氧的分布是隨高度、緯度等的不同而變化的，在近地面層臭氧含量很少，從10 km高度開始逐漸增加，在20～30 km高度處達最大值，通常把臭氧集中的20～40 km氣層稱為臭氧層。臭氧能強烈吸收太陽紫外線，使臭氧層增暖，影響大氣溫度的垂直分布，從而對地球大氣環流和氣候的形成起著重要的作用。
通常把含水汽的空氣叫做濕空氣，在同一氣壓和溫度下，濕空氣密度只有幹空氣的62.2%。空氣中的水汽含量有明顯的時空變化，一般夏季多於冬季，白天多於夜間。
低緯度洋面和森林地區多於高緯度寒冷乾燥的陸面。在垂直方向上，空氣中的水汽含量隨高度的增加而迅速減少。水汽是常溫下發生相變（固、氣、液三態）的唯一大氣成分，它也是造成雲、雨、雪、霧等現象的主要物質源泉。
水汽能強烈地吸收和放出長波輻射，並在相變過程中吸收和放出潛能，對大氣運動的能量轉換、地面和大氣溫度的變化都有重要的影響。
大氣中懸浮著多種固體微粒和液體微粒，統稱大氣氣溶膠粒子或雜質。這些雜質，在水汽相變過程中，成為水汽凝結的核心，對雲、霧的形成起重要作用。同時固體微粒能散射、漫射和吸收一部分太陽輻射，也能減少地面長波輻射的外逸，對地面和空氣溫度有一定影響，並會使大氣的能見度變壞。
液體微粒是指懸浮於大氣中的水滴和冰晶等水汽凝結物。
大氣汙染是由於人類活動使區域性甚至全球大氣成分發生變化而危害人類和動植物的生存環境的事件。二氧化碳的逐年增多將導致地球變暖並引起全球天氣和氣候的異常變化。大氣中的懸浮顆粒物、二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、硫化氫、碳氫化合物和氨等，嚴重汙染大氣，對人類造成極大危害。
二氧化硫在臭氧的作用下引起有害的酸雨；氮氧化物和碳氫化合物在太陽紫外線的照射下產生有毒的光化學煙霧。
大氣垂直結構：大氣在垂直方向上的溫度、成分、氣流狀況和電離現象等有顯著差異，根據不同高度氣層的特點，特別是氣溫的垂直分布，可從地面到大氣上界將大氣層分為五層，依次為對流層、平流層、中間層、熱層和逸散層。
對流層（troposphere）：下界為地面，上界隨緯度和季節變化，平均厚度10～12 km。通常在高緯為6～8 km，中緯度10～12 km，低緯度17～18 km。
夏季對流層的厚度比冬季高。
對流層有三個主要特徵：
（1）氣溫隨高度增加而降低，平均而言，高度每增加100 m，氣溫則下降約0.65℃，這稱為氣溫直減率。
（2）具有強烈的對流和湍流運動。對流和湍流運動的強度主要隨緯度和季節的變化而不同，一般低緯較強，高緯較弱，夏季較強，冬季較弱。
（3）氣象要素水平分布不均勻。由於地表面有海陸差異、地形起伏等，因此在對流層中，溫度、濕度等的水平分布是不均勻的。一般說來，低緯比中高緯溫暖、潮濕，海上比內陸潮濕。
根據大氣運動的不同特徵又可以將對流層分為行星邊界層或摩擦層和自由大氣。摩擦層的範圍一般從地面到1～1.5 km高度，其厚度夏季高於冬季，白天高於夜間，大風和擾動強烈的天氣高於平穩天氣。
湍流輸送是該層的基本運動特點，各種氣象要素都有明顯的日變化。行星邊界層以上的大氣層稱為自由大氣。在自由大氣中，地球表面的摩擦作用可以忽略不計，大氣運動規律顯得比較簡單和清楚。
自由大氣的基本運動形式是層流，氣流多波狀系統。500hpa等壓面最能代表對流層大氣的一般運動狀況。
第二節氣溫
氣溫的定義和溫標： 氣溫（air temperature）是用來表示空氣冷熱程度的物理量。大氣中的溫度一般以百葉箱中乾球溫度為代表，溫度的數值表示法稱為溫標。
目前我國採用攝氏（℃）溫標和絕對溫標。攝氏溫標以氣壓為1013.25 hpa時，純水的冰點為0℃，沸點為100℃。
在理論研究上常用絕對溫標，以k表示，其零度值等於攝氏-273.15℃，稱為「絕對零度」。兩種溫標之間的換算關係如下：
k＝c＋2731-2-1）
一些歐美國家使用華氏溫標（℉）。華氏溫標將純水的冰點定為32℉，沸點定為212℉。華氏溫標和攝氏溫標之間的關係：
1-2-2）
1-2-3）
太陽、地面和大氣輻射：自然界中一切溫度高於絕對零度的物體，都在時刻不停地以電磁波的形式向四周放射能量，同時也接收著周圍射來的電磁波，這種傳遞能量的方式稱為輻射。電磁波的波段從波長短的一側開始，依次叫做伽瑪射線、艾克斯射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波。
研究表明：物體的溫度愈高，放射能力愈強，輻射出的波長愈短；溫度愈低，放射能力愈弱，輻射出的波長愈長。任何物體一方面因放射輻射消耗內能而使本身的溫度降低，另一方面又因吸收其他物體放射的輻射能並轉變為內能而使本身的溫度增高。
1．太陽、地面和大氣輻射
太陽是乙個巨大的火球，表面溫度約6000k。太陽輻射是地球表面和大氣唯一的能量**。太陽輻射的主要能量集中在波長0.15～4μm範圍內，氣象上稱為短波輻射。
地面和大氣的溫度約為300k，比太陽表面溫度低得多，輻射能量弱，主要是紅外輻射。地球大氣輻射能量的95%集中在4～120μm的範圍內，最大輻射所在的波長約為10μm，氣象上稱為長波輻射。
2．地氣系統的輻射差額
物體收入輻射能與支出輻射能的差值稱為淨輻射或輻射差額。即：輻射差額=收入輻射-支出輻射。
無論南、北半球，地-氣系統的輻射差額在緯度35°以下的低緯赤道地區輻射差額是正值，35°以上的高緯極地地區是負值。多年的觀測事實表明，高緯及低緯地區的平均溫度變化是很微小的，基本保持恆定。這說明必定有另外一些過程進行高低緯地區之間的熱量交換，這種熱量的交換正是由大氣的經向輸送和海水的冷暖流交換來完成的。
空氣增熱和冷卻方式：空氣的增熱和冷卻主要是非絕熱過程引起的，受下墊面的影響很大。下墊面與空氣之間的熱量交換途徑有以下幾種：
1．熱傳導
空氣與地面之間，空氣團與空氣團之間，當有溫度差異時，就會以分子熱傳導方式交換熱量。但是地面和大氣都是熱的不良導體，所以通過這種方式交換的熱量很少。只有在貼近地面幾厘公尺以內，空氣密度大，單位距離內的溫度差異也較大，熱量交換較為明顯。
2．輻射
大氣主要依靠吸收地面的長波輻射而增熱，同時，地面也吸收大氣放出的長波輻射，這樣它們之間就通過長波輻射的方式不停地交換著熱量，如白天輻射增溫，夜間輻射冷卻。
3．對流
對流又分熱力對流和動力對流。由於空氣受熱不均引起有規則的熱濕空氣上公升幹冷空氣下沉，稱為熱力對流。由於動力作用造成空氣的公升降運動稱為動力對流，如空氣遇山爬公升等。
通過對流，上下層空氣互相混合，熱量得以交換，使低層的熱量傳遞到較高的層次。
4．水相變化
在大氣常溫狀態下，水有液態、氣態和固態之間的變化，當水在蒸發（或冰在昇華）時要吸收熱量；相反，水汽在凝結（或凝華）時，又會放出潛熱。因此，通過蒸發（昇華）和凝結（凝華），促使地面和大氣之間、空氣團與空氣團之間發生潛熱交換。
5．湍流
空氣的不規則運動稱為湍流。湍流是在空氣層相互之間發生摩擦或空氣流過粗糙不平的地面時產生的。有湍流時，相鄰空氣團之間發生混合，熱量也就得到了交換。
湍流是摩擦層中熱能、動量和水汽交換的主要方式。
6．平流
平流是指某種物理量的水平輸送，它是大氣中異地之間熱量傳輸最重要的方式，對局地溫度變化影響很大。如南風送暖，北風送寒，屬於溫度平流；東風送溼、西風送幹，屬於濕度平流。
氣溫隨時間的變化：在地氣系統熱量收支平衡過程中，太陽輻射處於主導地位，因此隨著日夜、冬夏的交替，地面的溫度也會相應地出現日變化和年變化，且變化的幅度與緯度、天氣及地表性質等因子有關。
1．氣溫的日變化
氣溫主要受地表面增熱與冷卻作用而發生變化。一日內氣溫晝高夜低，最低氣溫出現在日出前，日出後氣溫逐漸上公升，陸地上夏季14～15時、冬季13～14時達到最高值，以後逐漸下降直到日出前為止。
一天中氣溫的最高值與最低值之差稱為氣溫日較差，其大小反映氣溫日變化的程度。氣溫日較差的大小一般與緯度、季節、海拔高度、下墊面性質和天氣狀況等有關。在其他條件相同的情況下，氣溫日較差隨緯度的增加而減小。
日較差夏季大於冬季。低海拔日較差大，高海拔日較差小。陸地地區日較差大於海洋地區，沙漠地區日較差比潮濕地區的大。
晴天的氣溫日較差比陰天大。
2．氣溫的年變化
氣溫的年變化表現在一年中月平均氣溫有乙個最高值和乙個最低值。通常，北半球中、高緯度陸地的氣溫以7月為最高，1月為最低。海洋上的氣溫以8月為最高，2月為最低。
一年中月平均氣溫的最高值與最低值之差，稱為氣溫年較差。氣溫年較差的大小與緯度、下墊面性質和海拔高度等因素有關。赤道附近，晝夜長短幾乎相等，最熱月和最冷月熱量收支相差不大，氣溫年較差小；高緯度地區氣溫年較差遠大於赤道低緯。
氣溫年較差低海拔處大於高海拔處。陸上氣溫年較差比海洋大得多。
第三節氣壓
氣壓概述： 1．氣壓與天氣
氣壓與天氣之間有著密切的關係。當氣壓降低時，天氣變壞，可能出現陰雨、大風和低能見度等天氣；當氣壓公升高時，天氣轉好，伴隨晴空少雲或無雲的天氣。
2．氣壓的定義和單位
氣壓是指單位截面積上空氣柱的重量，稱大氣壓強，簡稱氣壓。在標準情況下（即氣溫為0℃，緯度為45°的海平面上），760 mm水銀柱高的大氣壓稱乙個標準大氣壓，相當於1013.25百帕（hectopascal）。
氣壓使用的單位有百帕（hpa）、毫巴（mb）和公釐柱高（mmhg）。它們之間的關係為：
1 hpa=1 mb 1 hpa=3/4 mmhg 1 mmhg=3/4 hpa
氣壓的變化： 1．影響氣壓變化的因素
影響氣壓變化的因素有熱力因素和動力因素。
熱力因素：溫度高，空氣受熱膨脹，空氣密度變小，空氣發生輻散現象，氣壓下降；溫度低，空氣冷卻收縮，空氣密度變大，空氣發生輻合現象，氣壓公升高。
第一章基礎知識
資料在計算機內的表示方法 採取二進位制的方法在計算機中表示數的原因 為了適應計算機內部的電子電路。cpu要處理的文字 聲音 影象 動畫這些資訊 和程式都轉換成一種特殊形式的數值 二進位制數值，然後再處理，儲存器要儲存的各種數值也是二進位制數值。複選在計算機中用二進位制形式來表示數值，是因為 a a ...
第一章基礎知識
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第一章基礎知識
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