气象学（第3版）/全国高等农林院校“十三五”规划教材·普通高等教育农业部“十三五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　《气象学（第3版）/全国高等农林院校“十三五”规划教材·普通高等教育农业部“十三五”规划教材》分4大部分：部分是绪论，主要论述气象学和农业气象学的定义、研究对象、研究任务、学科发展概况，探讨气象与社会、经济之间的关系。第二部分是气象学基础知识及其应用部分，分5章，系统介绍地球大气概况和辐射、温度、大气水分、气压、风等大气基本要素的概念、物理学基础、时空变化特征及其在农业上的应用。第三部分是基础理论及其应用部分，也分5章，全面阐述大气环流、天气系统和天气过程、气候、气候变化、气象灾害及其防御等方面的现代气象学基本理论，并简要分析这些理论的相关应用。第四部分为应用气象部分，分5章，主要针对目前我国高等院校非气象类本科专业设置，紧密结合与社会、经济和生活等有关的资源和生态环境问题，论述农业生物与气象、资源气象、环境气象、城市气象、交通气象的一些基本概念和理论，并剖析其应用。
　　《气象学（第3版）/全国高等农林院校“十三五”规划教材·普通高等教育农业部“十三五”规划教材》不仅适用于全国高等院校非气象类各相关专业的本科、专科课程教学，也可供从事相关专业研究和工作的科技人员参考。

内页插图

目录

第三版前言
第一版前言
第二版前言
绪论
第一节 气象与气象学
一、气象与气象学的定义
二、气象学的研究对象和内容
三、气象学与社会经济发展的关系
四、气象学的主要分支学科
第二节 气象学的历史、现状及发展趋势
一、世界气象学的发展历史和现状
二、中国气象科学的发展历史、现状和趋势
三、世界气象学的发展趋势
第三节 农业气象学及其发展概况
一、农业生产与气象条件
二、农业气象学的定义及研究对象
三、农业气象学的研究方法与研究内容
四、农业气象学的发展概况
复习思考题

第一章 地球大气
第一节 大气的组成
一、干洁大气
二、水汽
三、大气气溶胶粒子
第二节 大气的铅直结构
一、大气的热力学分层
二、大气的其他分层方法及大气上界
第三节 大气的物理性质
一、大气质量及其铅直分布
二、气体状态方程
三、气象要素
第四节 大气中的光学现象、电学现象和声学现象
一、大气中的光学现象
二、大气中的电学现象
三、大气中的声学现象
复习思考题

第二章 辐射
第一节 辐射的基本知识
一、辐射及其特性
二、辐射的基本定律
第二节 太阳辐射
一、太阳辐射强度和太阳常数
二、太阳高度角、太阳方位角和昼长
三、大气对太阳辐射的减弱
四、到达地面的太阳辐射强度
五、太阳辐射光谱
第三节 地面有效辐射和辐射差额
一、地面辐射
二、大气辐射
三、地面有效辐射
四、大气温室效应和阳伞效应
五、地面辐射差额
第四节 太阳辐射与农业生产
一、辐射波谱与农业生产
二、光照与农业生产
三、光能利用与农业生产
第五节 太阳能综合利用简介
一、太阳能的热利用
二、太阳能发电
三、太阳能的光化利用
复习思考题

第三章 温度
第一节 下垫面和近地气层温度变化的成因
一、物质热传递的方式
……

第四章 大气中的水分
第五章 气压与风
第六章 大气环流
第七章 天气系统和天气过程
第八章 气侯
第九章 气侯变化
第十章 气象灾害及其防御
第十一章 农业生物与气象
第十二章 资源气象
第十三章 环境气象
第十四章 城市气象
第十五章 交通气象

前言/序言

　　近十多年来，世界气象科学发展迅猛，在多个分支学科和相关研究领域出现了重大理论突破和新的技术进展，突出表现在：气候变化研究取得了一系列重大进展，空气质量预报技术有了重大进步，城市气象、交通气象、资源气象、环境气象的理论和技术日益成熟，太阳能和风能利用与评估、设施农业气象等有了一些新方法和新技术。为了适应现代科学技术的发展潮流，及时把气象科学的新成果介绍给高等院校各相关专业的本科和专科学生，我们对原来的普通高等教育“十一五‘’国家级规划教材《气象学》（非气象类专业）和《气象学实习指导》（非气象类专业）进行修订和更新，目的是更好地培养出理论基础扎实、专业素质好、实践水平高、创新能力强的新一代大学生。
　　本书为普通高等教育农业部”十二五“规划教材、全国高等农林院校”十二五“规划教材和”十二五“江苏省高等学校重点教材，也是今后5～10年全国高等院校”大气科学概论“、”气象学“、”基础气象学“、”农业气象学“等课程教学的核心教材。它包括绪论和课程理论体系两大部分。绪论部分对一些内容做了部分更新，介绍了气象学的研究对象、主要研究内容、气象与社会经济发展的关系、分支学科概况，简要回顾与分析了世界和中国气象学的发展历史和研究现状，展望了未来发展趋势，阐明了农业气象学的主要理论基础、研究方法和研究内容。课程理论体系部分包含15章内容，第十四章和第十五章为新增内容，第十四章城市气象，主要介绍了城市中日照、辐射、温度、风场、湿度、云雾、能见度、降水等气象要素的时空分布特征，分析了城市热岛效应和城市空气污染的成因，提出了相应的减缓和防治对策；第十五章交通气象，简要分析了公路、铁路、水运、航空等交通运输业中经常出现的不利交通气象条件和重大交通气象灾害，并以高速公路交通气象为重点介绍了我国的交通气象业务。从第一章到第十三章，每章都有一些新增和更新的内容，其中新增内容较多的章节主要有：第二章第五节太阳能综合利用简介、第十一章第六节设施农业气象、第十二章第四节风能利用与评估、第十三章第三节污染气象。

气象学概论：地球大气的脉动与规律 内容提要： 本书旨在系统、全面地介绍现代气象学的基础理论、基本概念、观测方法、分析技术以及数值预报的基本原理。全书内容涵盖了大气物理学、大气动力学、天气学、气候学等核心分支，力求为读者构建一个完整、深入且与时俱进的大气科学知识体系。通过对大气运动、能量转换、水汽循环及天气现象成因的深入剖析，读者将能理解地球大气系统的复杂性、内在的物理定律以及驱动其变化的主要机制。本书特别强调基础理论的严谨性与实际应用的结合，辅以丰富的实例和图表，旨在培养读者运用气象学知识分析和解决实际问题的能力。 --- 第一章 导论：气象学在现代社会中的地位与范畴 本章首先界定了气象学的研究对象——地球大气圈的物理状态、运动规律及其随时间、空间的变化。阐述了气象学作为一门自然科学的历史沿革，从早期的经验观察发展到如今高度依赖物理学、数学模型和信息技术的现代科学。重点讨论了气象学在农业、航空、航海、水利、能源以及国防安全等国民经济各个领域中不可替代的关键作用。 明确了气象学与其他相关学科（如大气化学、气候学、地球物理学）之间的联系与区别。介绍了气象学的主要分支，包括：大气物理学（研究大气的热力学和辐射过程）、大气动力学（研究大气的运动机制）、天气学（研究天气系统的发生、发展和预报）以及气候学（研究气候的形成、特征和演变）。 最后，概述了现代气象观测网络的构成，包括地面观测、高空探测（探空气球、雷达）和卫星遥感技术，为后续章节深入探讨观测数据的使用奠定基础。 第二章 大气物理基础：热力学与辐射过程 本章聚焦于大气的微观和宏观热力学性质。详细阐述了气压、温度、密度等基本变量的物理意义及其在垂直方向上的分布规律，重点分析了标准大气模型及其偏离的原因。 大气热力学核心内容： 1. 气体定律与湿空气热力学： 深入探讨理想气体定律、静力平衡方程，并引入湿空气的概念。详细解析了水汽凝结、蒸发过程中的潜热释放与吸收，这是理解云和降水形成的关键。 2. 绝热过程与不稳定： 阐述干绝热递减率和湿绝热递减率，解释大气稳定度（对流层）的概念，包括对流性、条件性不稳定等，这是判断天气系统发展潜力的基础。 3. 大气中的水： 详尽描述水的三相变化过程，探讨露点、相对湿度、比湿等关键参数的计算与物理意义。重点分析了云的形成机制、云的分类（依据国际标准）及其微物理过程——云滴的增长和降水的形成。 大气辐射与能量平衡： 本部分解析了太阳辐射在地球-大气系统中的作用。讨论了大气对短波辐射的吸收、反射和散射，以及地球表面和大气自身发出的长波辐射。通过能量平衡的概念，解释了温室效应的物理机制，这是理解地球气候系统能量收支的核心。 第三章 大气动力学导论：空气的运动规律 大气动力学是理解天气系统形成和演变的核心理论框架。本章将物理定律应用于流体（空气）运动，构建描述大气运动的数学方程组。 1. 基本运动方程： 从牛顿第二定律出发，推导出描述空气运动的动力学方程，包括动量方程（考虑了压力梯度力、地转力、科里奥利力、离心力和摩擦力）。 2. 气压梯度力与科里奥利力： 详细解析压力梯度力的方向与大小，重点解释科里奥利力（地转偏向力）的产生机制、方向特征及其对大尺度环流的影响。 3. 理想化的平衡运动： 介绍地转风（Geostrophic Wind）和梯度风（Gradient Wind）的概念，阐明在高空等压面和等压面上气流如何趋于与等压线/等高线保持平行，这是天气图分析的基础。 4. 大气环流与大规模运动： 探讨热力因子和动力因子如何驱动全球尺度的大气环流，如三圈环流模型（哈德里环流、费雷尔环流、极地环流）的建立与维持。 第四章 气象观测与数据处理 本章系统介绍现代气象业务所依赖的观测技术与数据采集、质量控制流程。 1. 地面观测系统： 描述标准气象站的配置，包括温度、湿度、气压、风速风向的测量仪器及其规范。重点解析气象要素的时间和空间代表性问题。 2. 高空探测技术： 详细介绍探空气球携带探空仪（Radiosonde）进行垂直探测的原理、数据获取与质量控制。探讨气象雷达（包括多普勒雷达）在探测降水、风场和风暴结构中的应用及其基本原理。 3. 遥感技术： 介绍气象卫星（极轨和静止）的工作原理，重点阐述红外、可见光、水汽通道的遥感信息如何用于云的识别、温度的估算和风场的反演。 4. 数据同化与预报模型基础： 简要介绍气象数据同化技术的概念，即如何将离散的观测数据与大气动力学模型结合，以生成初始场，为数值天气预报做铺垫。 第五章 天气学分析与天气系统 本章将前述物理和动力学原理应用于实际天气现象的分析和识别。 1. 中尺度天气系统： 重点分析锋面（暖锋、冷锋、锢囚锋、锢结锋）的结构、运动特征及其带来的天气变化。讨论气旋和反气旋（高压系统）的形成机制、垂直结构和生命周期。 2. 中纬度天气系统： 深入探讨中纬度气旋的生成、发展（如锋生、涡度）和消亡过程，介绍主要的环流背景——中纬度波动（Rossby波）。 3. 热带天气系统： 详细描述热带气旋（台风/飓风）的结构、强度变化（快速增强与减弱）、触发机制以及对流层内不对称环流的特点。 4. 强对流天气： 分析雷暴、冰雹、龙卷风的形成条件（高CAPE值、强垂直风切变），以及中尺度对流复合体（MCC）的特征。 第六章 数值天气预报导论 本章概述现代天气预报的核心技术——数值天气预报（NWP）的基本流程和挑战。 1. NWP的基础模型： 介绍大气运动方程组在计算机上的离散化过程，说明数值模型的组成部分（物理参数化方案、动力框架、边界条件等）。 2. 模型的分类与应用： 区分全球模式、区域模式（中尺度模式）的应用范围和分辨率差异。讨论集合预报（Ensemble Forecasting）的概念，解释如何通过多模式、多初始场来量化和减小预报的不确定性。 3. 预报结果的解释： 指导读者如何解读数值预报产品，包括等压面图、垂直剖面图、模式输出的物理量场，并认识到模式在模拟复杂地形和微物理过程时的局限性。 第七章 气候学基础：长期大气状态的描述 气候学从统计学的角度研究气象要素的长期平均状态、变化规律及其影响因子。 1. 气候要素与气候统计： 定义气候的统计学意义，介绍气候要素（如平均温度、降水量、日照时数）的计算方法和极值分析。 2. 全球气候因子： 分析影响区域气候的主要地理因素，包括纬度、海陆分布、洋流、地形（特别是山脉的抬升效应）。 3. 全球环流与气候系统： 介绍ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）、季风系统等重要的海气相互作用现象，及其对全球和区域气候的调制作用。 4. 气候变化科学概览： 简要介绍过去气候的变率和当前全球气候变暖的观测证据、潜在影响及人为因素的主导性。 --- 本书特色： 本书内容深度适中，平衡了经典理论的严谨性与现代气象技术的实用性。配有大量清晰的图示和表格，有助于读者直观理解复杂的物理过程。通过对多个经典天气个例的分析，帮助学习者将抽象的理论知识转化为实际的天气诊断和预报思维。本书不仅适合作为高等院校气象学专业的基础教材，也为环境科学、地理信息科学、农业工程等相关专业学生提供了坚实的跨学科知识基础。