遥感物理大气幻灯片.ppt

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1、遥感物理大气第1页，共52页，编辑于2022年，星期三遥遥感感物物理理1.1.绪论绪论2.2.第一章第一章 基本概念基本概念3.3.第二章第二章 植被遥感模型植被遥感模型4.4.第三章第三章 土壤与冰雪遥感模型土壤与冰雪遥感模型5.5.第四章第四章 海色遥感海色遥感6.6.第五章第五章 大气效应及其纠正大气效应及其纠正7.7.第六章第六章 热红外遥感热红外遥感8.8.第七章第七章 地表通量遥感模型地表通量遥感模型第2页，共52页，编辑于2022年，星期三第五章第五章大气效应及其纠正大气效应及其纠正 前言前言Introduction第一节第一节大气组成与大气的基本特性大气组成与大气的基本特性AT

2、MOSPHERECONTENTANDBASICPROPERTIES第二节第二节 辐射与大气的相互作用辐射与大气的相互作用INTERACTIONOFRADIATIONWITHATMOSPHERE第三节第三节 大气效应纠正大气效应纠正ATMOSHPHERICEFFECTCORRECTION第四节第四节 大气的遥感探测大气的遥感探测ATMOSHPHERICREMOTESOUNDING第3页，共52页，编辑于2022年，星期三前前言言u大大气气：是是介介于于遥遥感感传传感感器器与与地地球球表表层层之之间间的的一一层层由由多多种种气气体体及及气气溶溶胶胶等等组组成成的的介介质质层层，当当电电磁磁波波由由

3、地地球球表表层层传传至至遥遥感感传传感感器器时时，大大气气是是必必经经的通道；的通道；u大大气气对对电电磁磁波波的的作作用用：主主要要可可以以归归纳纳为为两两种种物物理理过过程程，即即吸吸收收与与散散射射，对对地地表表遥遥感感来来说说，大大气气的的吸吸收收与与散散射射作作用用均均可可使使电电磁磁波波信信息息受受到削弱；到削弱；u遥遥感感图图像像的的大大气气纠纠正正：如如何何依依据据遥遥感感图图像像直直接接或或间间接接获获得得的的大大气气参参数数，消消除除大大气气对对电电磁磁波波属属性性量量的的影影响响，恢恢复复其其在在地地球球表表层层的的“本本来来面面目目”，就成为定量遥感不可回避的问题；，就

4、成为定量遥感不可回避的问题；u大大气气属属性性参参数数的的遥遥感感反反演演：无无论论是是置置于于地地面面的的传传感感器器还还是是星星载载的的传传感感器器，当当它它接接收收到到从从大大气气作作用用后后的的电电磁磁波波时时，它它必必然然带带有有大大气气的的特特征征信信息息，因因此此我我们们可可以以设设法法从从中中反反演演出出表表征征大大气气属属性性的的参参数数，如如大大气气气气溶溶胶胶与与大大气气水水汽等。汽等。第4页，共52页，编辑于2022年，星期三第五章第五章大气效应及大气纠正大气效应及大气纠正前言前言Introduction第一节第一节大气组成与大气的基本特性大气组成与大气的基本特性ATM

5、OSPHERECONTENTANDBASICPROPERTIES第二节第二节辐射与大气的相互作用辐射与大气的相互作用INTERACTIONOFRADIATIONWITHATMOSPHERE第三节第三节大气效应纠正大气效应纠正ATMOSHPHERICEFFECTCORRECTION第四节第四节大气的遥感探测大气的遥感探测ATMOSHPHERICREMOTESOUNDING第5页，共52页，编辑于2022年，星期三5.1.1大气成分大气成分5.1.2描述大气状态的基本参量描述大气状态的基本参量5.1.3大气静力学方程大气静力学方程5.1.4大气压力和密度的垂直廓线大气压力和密度的垂直廓线5.1.5

6、大气温度和湿度的垂直廓线大气温度和湿度的垂直廓线5.1.6大气气溶胶大气气溶胶5.1.7大气水汽大气水汽5.1.8水圈与水文循环水圈与水文循环5.1.9云与降水云与降水第一节第一节大气组成与大气的基本特性大气组成与大气的基本特性第6页，共52页，编辑于2022年，星期三 Thecompositionoftheatmosphereisimportantinanyunderstandingoftherolewhichtheatmosphereplaysinremotesensingandininteractionswithelectromagneticradiation.Theatmosphere

7、islargelyamixtureofgases混合气体混合气体,somewithfairlyconstantconcentrations,othersthatarevariableinspaceandtime.Inadditiontherearesuspendedparticles悬浮颗粒悬浮颗粒(e.g.aerosol,smoke,ashetc.)andhydrometeors水汽凝结体水汽凝结体(e.g.clouddroplets,raindrops,snow,icecrystals,etc).About99%ofthemassliesbelowanaltitudeof30km.Tabl

8、e1belowshowsthecompositionoftheatmospherebelow100km.5.1.1大气成分大气成分Composition第7页，共52页，编辑于2022年，星期三Table1:Mainconstituentsoftheearthsatmosphere*aconcentrationneartheearthssurface氮、氧、氩、二氧化碳、氖、氦、氪、氙、氢、甲烷、氧化氮、一氧化碳氮、氧、氩、二氧化碳、氖、氦、氪、氙、氢、甲烷、氧化氮、一氧化碳水汽、臭氧、氨、二氧化硫、二氧化氮、痕量气体、气溶胶、尘埃水汽、臭氧、氨、二氧化硫、二氧化氮、痕量气体、气溶胶、尘埃第8

9、页，共52页，编辑于2022年，星期三Nitrogen氮氮,oxygen氧氧andargon氩氩accountforabout99.99%ofthepermanentgases.Ofthevariableconstituents,carbondioxide二氧化碳二氧化碳canbesomewhatvariableinconcentrationonalocalizedbasisatlowlevels.Watervapor水汽水汽contentmayvaryfromabout0to4%ozone臭氧臭氧concentrationsalsovarymarkedly.Inadditiontothese

10、variableconstituentstherearealsoaerosols气气溶胶溶胶andhydrometeors水颗粒水颗粒whichcanvarywidelyinspaceandtime.第9页，共52页，编辑于2022年，星期三氧气占地球大气质量的氧气占地球大气质量的23%23%，除，除游离游离存在的氧气以外，氧还以存在的氧气以外，氧还以硅酸盐、氧化硅酸盐、氧化物和水化物物和水化物等形式存在，在高空中还有臭氧与原子氧。氧占包括海洋和大气在内的等形式存在，在高空中还有臭氧与原子氧。氧占包括海洋和大气在内的地壳质量的地壳质量的49.5%49.5%。光合作用：光合作用：nCO2+nH2

11、OCH2On+nO2水汽的水汽的光解作用：光解作用：2H2O2H2+O2（太阳紫外辐射）（太阳紫外辐射）氧的分解作用氧的分解作用：O2+hO+O（短于（短于0.24微米的紫外辐射）微米的紫外辐射）复合作用：复合作用：O+O+MO2+MO2+O+MO3+M臭氧分解作用：臭氧分解作用：O3+hO2+O*（臭氧分子吸收短于（臭氧分子吸收短于0.32微米的紫外辐射）微米的紫外辐射）O3+O*2O2（太阳紫外辐射）（太阳紫外辐射）其中其中M是第三种分子（是第三种分子（N2、O2或其它分子），吸收反应中释放的化学能。或其它分子），吸收反应中释放的化学能。大气中的氧与臭氧大气中的氧与臭氧（oxygenand

12、Ozone）第10页，共52页，编辑于2022年，星期三Theconcentrationofozoneishighlyvariableinspace(latitudeandaltitudeforexample)andtime.Mostozoneisgeneratedanddestroyedbyphotochemicalreactionsinthelayerbetween20kmand60km.Ozonetendstoaccumulateinthelowerstratosphereataltitudesbetween15and25km.Smallamountsofozonearealsoprod

13、ucedbyelectricaldischargesandinphotochemicalsmogovercities.Atthesurface,ozoneisdestroyedrapidlybyreactingwithplantsanddissolvinginwater,whereasinthestratospherethelifetimeisontheorderofmonths.OzonehascharacteristicpronouncedabsorptionatUV,IRandmicrowavewavelengths.TheabsorptionofUVradiationmakeshuma

14、nlifepossibleontheearthssurface.DepletionoftheearthsozonelayerhasbecomeaveryseriousissuefollowingdetailedobservationalandtheoreticalstudieswhichhavefocusedprimarilyontheAntarcticozonehole.臭氧（臭氧（Ozone）第11页，共52页，编辑于2022年，星期三Carbondioxidehasarelativelyconstantmixingratiowithheightintheatmosphere,thatis

15、,itisfairlyevenlydistributedonaverage.Themainsources源源:burningoffossilfuels化石燃料化石燃料,humanandanimalrespiration呼吸呼吸,theoceansandvolcanicactivity火山活动火山活动.Themainsinks汇汇:photosynthesis光合作用光合作用andtheproductionofcarbonates(limestones)intheocean/landsystem.Therateofremovalofcarbondioxide,agreenhousegas,iso

16、bservedtobelessthanthegeneration(fromfossilfuelburning)becausetheconcentrationofcarbondioxideintheatmospherehasbeenrisingsteadilysincetheearlypartofthelastcentury.About99%oftheearthscarbondioxideisdissolvedintheoceans.Thesolubilityistemperaturedependent.Itisestimatedthattheannualamountofcarbondioxid

17、eenteringorleavingtheairbyallmechanismsisaboutonetenthofthetotalcarbondioxidecontentoftheatmosphere.二氧化碳二氧化碳（CarbonDioxide）第12页，共52页，编辑于2022年，星期三硫化合物硫化合物二氧化硫二氧化硫SO2+硫化氢硫化氢H2S占硫化合物总量的占硫化合物总量的80-90%氮化合物氮化合物氮气是大气中最丰富的气体，性质稳定，仅有极少量的氮气是大气中最丰富的气体，性质稳定，仅有极少量的N2能被微生物固定在能被微生物固定在海洋和土壤里，变成有机化合物。气体氮化合物主要有：海洋和土壤

18、里，变成有机化合物。气体氮化合物主要有：氧化亚氮氧化亚氮N2O,一氧化氮一氧化氮NO,二氧化氮二氧化氮NO2,氨氨NH3大气中的其他微量成分大气中的其他微量成分（tracegases）第13页，共52页，编辑于2022年，星期三Atmosphericgasescriticallyaffecttheearthsglobalenergybalance能量平衡能量平衡throughabsorptionandre-emissionandthroughtheroletheyplayinglobalgeophysicalcycles.Solarradiation太阳辐射太阳辐射reachingtheear

19、thssurfaceisdeterminedbyatmosphericgases.ForexampleharmfulUVradiationisblockedbytheozonelayer.Also,“windows”大气窗口大气窗口inwhichatmosphericeffectsareminimalallowground-basedmeasurementsofcelestial(天体天体)objects,andsatellite-basedmeasurementsoftheearthssurfaceorcloudsforremotesensingapplications.第14页，共52页，

20、编辑于2022年，星期三Figure1:(a)Atmosphericabsorptionatgroundlevelfordiffuseterrestrialradiationandforsolarradiation,withazenithangleof50degrees.(b)Sameasinabutforthelayerofatmosphereabove11km.AfterWallaceandHobbs(1977),p332.第15页，共52页，编辑于2022年，星期三Table2:FromSmith(1985),Atmosphericabsorptionfeaturesareshownin

21、Figure1forgroundlevelandatanaltitudeof11km.Regionsofminimalabsorption(windows).第16页，共52页，编辑于2022年，星期三第17页，共52页，编辑于2022年，星期三Figure2:Solarirradianceatthetopandbottomoftheearthsatmosphere,forthesunatthezenith.Shadedareasindicateabsorptionbyatmosphericgases.AfterValley(1965).第18页，共52页，编辑于2022年，星期三5.1.1大

22、气成分大气成分5.1.2描述大气状态的基本参量描述大气状态的基本参量5.1.3大气静力学方程大气静力学方程5.1.4大气压力和密度的垂直廓线大气压力和密度的垂直廓线5.1.5大气温度和湿度的垂直廓线大气温度和湿度的垂直廓线5.1.6大气气溶胶大气气溶胶5.1.7大气水汽大气水汽5.1.8水圈与水文循环水圈与水文循环5.1.9云与降水云与降水第一节第一节大气组成与大气的基本特性大气组成与大气的基本特性第19页，共52页，编辑于2022年，星期三气象要素：气象要素：大气中的物理现象和物理变化过程，可以用气温、气压、大气中的物理现象和物理变化过程，可以用气温、气压、湿度、能见度、风向、风速、云量、日

23、照、辐射强度等物理量来描述。湿度、能见度、风向、风速、云量、日照、辐射强度等物理量来描述。其中气温、气压、湿度和能量等最为重要。其中气温、气压、湿度和能量等最为重要。气象台站的观测场通常设在空旷的平地上，并把温度表放入离地面气象台站的观测场通常设在空旷的平地上，并把温度表放入离地面1.5米的百页箱内，是温度不受阳光的直射，又能保持通风。米的百页箱内，是温度不受阳光的直射，又能保持通风。地面气温地面气温通常通常指百页箱温度。指百页箱温度。物理表面单位面积所受的大气分子的压力称为物理表面单位面积所受的大气分子的压力称为大气压强或气压大气压强或气压。空气可看成是混合气体，压强可写成：空气可看成是混合

24、气体，压强可写成：p=(2/3)*sum(n0iw)w=(3/2)*kT其中其中n为各气体成分的数密度，为各气体成分的数密度，w为分子平均动能，为分子平均动能，k为波尔兹曼常数。为波尔兹曼常数。气压与分子数密度及温度成正比。气压与分子数密度及温度成正比。第20页，共52页，编辑于2022年，星期三饱和水汽压饱和水汽压混合比与比湿混合比与比湿水汽压水汽压水汽密度（绝对湿度）水汽密度（绝对湿度）相对湿度相对湿度露点与霜点露点与霜点虚温虚温湿度参量湿度参量第21页，共52页，编辑于2022年，星期三5.1.1大气成分大气成分5.1.2描述大气状态的基本参量描述大气状态的基本参量5.1.3大气静力学方

25、程大气静力学方程5.1.4大气压力和密度的垂直廓线大气压力和密度的垂直廓线5.1.5大气温度和湿度的垂直廓线大气温度和湿度的垂直廓线5.1.6大气气溶胶大气气溶胶5.1.7大气水汽大气水汽5.1.8水圈与水文循环水圈与水文循环5.1.9云与降水云与降水第一节第一节大气组成与大气的基本特性大气组成与大气的基本特性第22页，共52页，编辑于2022年，星期三空气可以看作是有多种化学成分的混合气体。理想气体的空气可以看作是有多种化学成分的混合气体。理想气体的状态方程为：状态方程为：其中其中p为总压强，为总压强，V是容积，是容积，T为绝对温度，为绝对温度，m为气体的总为气体的总质量，质量，R*为普适气

26、体常数为普适气体常数8.3143X*103J/kmol*K,为平均为平均mol质量。质量。根据气体状态方程和道尔顿分压定律，可定义混合气根据气体状态方程和道尔顿分压定律，可定义混合气体的平均体的平均mol质量为质量为比气体常数为：比气体常数为：干空气的状态方程可以写为：干空气的状态方程可以写为：第23页，共52页，编辑于2022年，星期三5.1.1大气成分大气成分5.1.2描述大气状态的基本参量描述大气状态的基本参量5.1.3大气静力学方程大气静力学方程5.1.4大气压力和密度的垂直廓线大气压力和密度的垂直廓线5.1.5大气温度和湿度的垂直廓线大气温度和湿度的垂直廓线5.1.6大气气溶胶大气气

27、溶胶5.1.7大气水汽大气水汽5.1.8水圈与水文循环水圈与水文循环5.1.9云与降水云与降水第一节第一节大气组成与大气的基本特性大气组成与大气的基本特性第24页，共52页，编辑于2022年，星期三VerticalstructureofpressureanddensityQuantitiessuchaspressure,densityandmeanfreepathvarydramaticallywithheightintheatmosphere.Thevariationcanbeovermanyordersofmagnitudeandisverymuchlargerthanhorizontal

28、ortemporalvariations.Meteorologiststhereforecommonlymakeuseofastandardatmosphereinwhichgeophysicalquantitieshavebeenaveragedhorizontallyandintime,andwhichvaryasafunctionofheightonly.5.1.4大气压力和密度的垂直廓线大气压力和密度的垂直廓线第25页，共52页，编辑于2022年，星期三Figure3:VerticalvariationofpressureinhPa,anddensitying/m3,fortheUSe

29、xtensiontotheICAO(InternationalCivilAeronauticsOrganization国际民用航空组织)standardatmosphere.AdaptedfromWallaceandHobbs(1977),p12.Generally,observedvaluesofatmosphericpressureanddensityarefairlyclosetothestandardatmospherevaluesforthesamelevel.TheICAOstandardatmosphereisspecifiedby:sealevelpressure(p)1013

30、.2hPaSealeveltemperature(T)15degCfixedlapseratesforpandTdry第26页，共52页，编辑于2022年，星期三我国有关部门将此标准与我国我国有关部门将此标准与我国60个台站的个台站的30公里以下部分的气球探空公里以下部分的气球探空资料进行比较后，认为与北纬资料进行比较后，认为与北纬45度的实际大气十分接近，低纬度地区有较度的实际大气十分接近，低纬度地区有较大偏差。大偏差。在建立我国自己的标准大气以前，可使用在建立我国自己的标准大气以前，可使用1976年美国标准大气，取其年美国标准大气，取其30公里以下部分作为国家标准。该模式假定大气是干燥的，

31、在公里以下部分作为国家标准。该模式假定大气是干燥的，在86公里以下是均匀混公里以下是均匀混合物，可以作为理想气体处理，处于静力学平衡和水平成层分布。在给定温度合物，可以作为理想气体处理，处于静力学平衡和水平成层分布。在给定温度-高高度廓线及边界条件后，通过对静力学方程和气体状态方程求积分，就可以得到压力度廓线及边界条件后，通过对静力学方程和气体状态方程求积分，就可以得到压力和密度数值。和密度数值。海平面大气的部分特性如下：海平面大气的部分特性如下：空气空气Mol质量质量 0 028.9644kg/kmol重力加速度重力加速度g g0 09.80665m/s2压强压强P P0 0 101325P

32、a密度密度 0 0 1.2250kg/m3温度温度T T0 0288.15K第27页，共52页，编辑于2022年，星期三Theverticalvariationofpressure(p)withheight(z)maybederivedasapproximately(seeWallaceandHobbs,1977pp12-13):p(z)=p(0)exp(-z/H)wherep(z)isthepressureatheightzabovesealevel,p(0)isthesealevelpressure,andHisaconstantcalledthescaleheight.Pressured

33、ecreasesbyafactorofeinpassingupwardthroughalayerofdepthH.Fortheearthsatmosphere,Hisabout8.4km.Asimilarapproximateexpressionmaybederivedfordensity asfollows:(z)=(0)exp(-z/H)Notethatdensityalsodecreasesrapidlywithheight.Itcanbeshownthathalfofthemassoftheearthsatmosphereisbelowthe500hPaleveloranaltitud

34、eatabout5.5km.Atanaltitudeof50kmthepressure(iemassofparticlesaboveunitareaatthatlevel)isabout1hPasothatonlyabout0.1percentofthemassoftheatmosphereliesabovethatlevel.(Recallthat1millibar=100hectoPascalsandthat1Pascal=1Newton/m2).Similarlybecausethepressureat90kmisabout0.001hPa,onlyaboutonemillionthof

35、themassoftheatmosphereliesabovethatlevel.第28页，共52页，编辑于2022年，星期三5.1.1大气成分大气成分5.1.2描述大气状态的基本参量描述大气状态的基本参量5.1.3大气静力学方程大气静力学方程5.1.4大气压力和密度的垂直廓线大气压力和密度的垂直廓线5.1.5大气温度和湿度的垂直廓线大气温度和湿度的垂直廓线5.1.6大气气溶胶大气气溶胶5.1.7大气水汽大气水汽5.1.8水圈与水文循环水圈与水文循环5.1.9云与降水云与降水第一节第一节大气组成与大气的基本特性大气组成与大气的基本特性第29页，共52页，编辑于2022年，星期三In1962th

36、eWorldMeteorologicalOrganizationadoptedadescriptionoftheatmosphereintermsoffourdistinctlayerscalledthetroposphere（对流层）（对流层）,stratosphere（平流层、同温层）（平流层、同温层）,mesosphere（中性层）（中性层）andthermosphere（热（热层）层）.Thetopsoftheselayersarecalledthetropopause,stratopause,mesopauseandthermopause,respectively.Thelayers

37、arecharacterisedbydistinctmeanvariationsoftemperaturewithaltitude,asdefinedintheICAOStandardAtmosphere:Inthelowerpartofthestandardoraverageatmosphere,whichisassumedtobedry,thetemperaturelapserateis6.5degCperkm,upto11kmaltitude.Fromthereupto20kmaltitudethetemperaturelapserateis0degCperkm,butfromabout

38、20kmto32kmthelapserateis-1.0degCperkm,inwhichcasetheatmospherictemperatureincreaseswithaltitude.5.1.5大气温度和湿度的垂直廓线大气温度和湿度的垂直廓线第30页，共52页，编辑于2022年，星期三Figure4:VerticaltemperatureprofilefortheStandardAtmospherewiththemainatmosphericregionsasindicated.AdaptedfromButleretal(1987),p111.第31页，共52页，编辑于2022年，星期

39、三5.1.1大气成分大气成分5.1.2描述大气状态的基本参量描述大气状态的基本参量5.1.3大气静力学方程大气静力学方程5.1.4大气压力和密度的垂直廓线大气压力和密度的垂直廓线5.1.5大气温度和湿度的垂直廓线大气温度和湿度的垂直廓线5.1.6大气气溶胶大气气溶胶5.1.7大气水汽大气水汽5.1.8水圈与水文循环水圈与水文循环5.1.9云与降水云与降水第一节第一节大气组成与大气的基本特性大气组成与大气的基本特性第32页，共52页，编辑于2022年，星期三Atmosphericaerosolsaresmallairborneparticlesofwidelydifferingchemicalc

40、omposition.Theyareimportantforanumberofreasonsincluding:uscatteringofaerosolswillbeusedbyanumberofnext-generationactiveremotesensinginstrumentsinderivationofgeophysicalparameters;umanyaerosolsactascloudcondensationnucleiandarethereforeimportantintheformationofcloudsandprecipitation;uaerosolcontentaf

41、fectstheearthsalbedoandthereforetheglobalenergybalanceandclimate.5.1.6大气气溶胶大气气溶胶第33页，共52页，编辑于2022年，星期三(a)CompositionMostaerosolparticlesoriginatefromblowingsoil,smoke,volcanoes,andtheoceans.Particlesmadeofsodiumchloride氯化钠氯化钠ormagnesiumchloride氯化氯化镁镁arehygroscopic吸湿的吸湿的andthereforeactasgoodsitesfort

42、hecondensationofwatertoformclouddroplets.(b)ConcentrationsThesevaryconsiderablybutaretypicallyoforder103cm-3overoceans,104cm-3overrurallandand105overcities.Theconcentrationsgenerallydecreasewithaltitude.(c)SizespectrumAerosolparticlesareoftenclassifiedbysizeas:Aitkennuclei(about5x10-3to0.2microns);l

43、argenuclei(about0.2to1.0microns);giantnuclei(largerthan1.0microns).Theconcentrationsofnucleifalloffverysharplywithincreasingsizee.g.thevaluesaretypically103to105cm-3forAitkennuclei,100cm-3forlargenucleiand1orlesscm-3forgiantnuclei.第34页，共52页，编辑于2022年，星期三(d)Effectonsolar,terrestrialandmicrowaveradiati

44、onThescatteringduetoaerosolsdependsonanumberoffactorsincludingthenatureoftheparticles,theirdiametersandthewavelengthofincidentradiation.Thisisdiscussedinmoredetaillater,butforthepresentitisnotedthat:uatvisiblewavelengths,scatteringofsunlightbyaerosolscanbesignificantandisdominatedbylargeparticles0.2

45、to2microns;uatinfraredwavelengths(around10microns),scatteringalthoughpresent,isverysmallcomparedtothatatvisiblewavelengths;uinthemicrowave,scatteringbyaerosolsisnegligible,astheparticlesizeisverysmallcomparedtothewavelength.Thishasveryimportantconsequencesforremotesensing.第35页，共52页，编辑于2022年，星期三Altho

46、ughaerosolsabsorbandscatteronlyasmallfractionofincomingsolarradiationcomparedtocloudsandgases,variationsinglobalaerosolconcentrationcouldaltertheearthsenergybudget.Therearecompetingeffectsinthatabsorptionofradiationwouldraiseairtemperatures,butaerosolstendtodecreasetemperaturesbyscatteringsolarradia

47、tionbackintospace.第36页，共52页，编辑于2022年，星期三5.1.1大气成分大气成分5.1.2描述大气状态的基本参量描述大气状态的基本参量5.1.3大气静力学方程大气静力学方程5.1.4大气压力和密度的垂直廓线大气压力和密度的垂直廓线5.1.5大气温度和湿度的垂直廓线大气温度和湿度的垂直廓线5.1.6大气气溶胶大气气溶胶5.1.7大气水汽大气水汽5.1.8水圈与水文循环水圈与水文循环5.1.9云与降水云与降水第一节第一节大气组成与大气的基本特性大气组成与大气的基本特性第37页，共52页，编辑于2022年，星期三Watervapourisextremelyimportant

48、inradiativeabsorptionandemissionprocessesintheatmosphere.Itsconcentrationishighlyvariable.Althoughalwayspresent,insomelocalitiesitisdifficulttomeasure,butinthetropicsitsconcentrationcanbeashighas3or4percentbyvolume.Watervapourcontentofairisastrongfunctionofairtemperature.Forexampleairat40degCcanhold

49、upto49.8gramsofwaterperkgofdryair,whileat5degCthisreducesto5.5gramsperkgofdryair.5.1.7大气水汽大气水汽（Watervapour）第38页，共52页，编辑于2022年，星期三Thereleaseoflatentheatfromcondensationofwaterintheatmosphereissignificantintheglobalenergybudgetandclimate.Relativelysmallamountsofwatervapourcanproducegreatvariationsinwe

50、ather.Thisislargelyduetochangesinitsconcentrationandinlatentheatrelease,particularlybelowabout6kmwhereahighproportionofmoisturelies.Themajorsourcesofwatervapourareevaporationandtranspirationfromplantlife.Themainsinkiscondensationincloudswithresultingprecipitationoveroceansandland.Onaveragetheconcent