第二节 陆气相互作用
　 　

一. 行星边界层的发展：
　　1. 行星边界层的主要特征：
　　行星边界层的概念；受地表的动力、热力影响十分显著；粘性和湍流在边界层的形成和维持中起着非常重要的作用。
　　2. 大气湍流的产生和维持：
　　3. 动力稳定度参数——理查逊数：

二. 动量交换：
　　扰动相关法、梯度通量法、混合长方法及风廓线、整体空气动力学方法。

三. 感热交换：
　　从本质上讲，计算热量交换的方法与用于计算动量交换的方法相同，可以用扰动相关法，然而，由于估算ω'和T'的困难同估算动量的困难类似，限制了这种方法的应用。
计算湍流垂直热量通量的梯度法、整体空气动力学方法。

四. 水汽交换和蒸发：
　　水是越过地表不断向两个方向上下输送的重要物质。海洋为大气提供了大量的水汽，而水汽通过凝结又以降水的形式返回地表、大陆和海洋。蒸发的重要性不仅在于它是水分循环的一个重要因子，还在于在相变中涉及了大量的能量。
　　蒸发在地球的水表面、土壤以及雪和冰表面不停地进行着，冰雪面上的过程通常称作升华。土壤中的液态水可以被植物吸收并通过蒸腾作用传到大气中。
蒸发一般是用一圆形盂来测量的，因而受局地条件的强烈影响。从盂中蒸发出来的水汽被风刮走并被从盂中蒸发的新鲜空气取代，这将导致过大地估计局地蒸发。实际上，海洋上的空气与水紧密相连并与海洋表面达到某种平衡态，所以蒸发率是有限的。
　　决定蒸发量的一些微气象方法：
　　1） 扰动相关法、梯度通量法及整体传输方法；2） 能量平衡法；3）综合法，Penman公式。

第三节 冰雪覆盖与气候的相互作用

　　冰雪覆盖是气候系统的组成部分之一，它包括季节性雪被、高山冰川、大陆冰盖、永冻土和海冰等。由于它们的物理性质与无冰雪覆盖的陆地和海洋不同，形成一种特殊性质的下垫面。它们不仅影响所在地的气候，而且还能对另一洲，另一半球的大气环流、气温、降水产生显著的影响，并能影响全球海平面的高低。

一. 冰雪表面的辐射特性：
　　冰雪对太阳辐射的反射率很大。这是冰雪致冷的一个重要因素。
　　地面对长波辐射多为灰体，而雪盖则几乎与黑体相似，其长波辐射能力很强。从而使得冰雪表面由于反射率加大而产生的净辐射亏损进一步加大。

二. 冰雪-大气间的能量交换和水分交换：
　　冰雪表面与大气间的能量交换能力很微弱。冰雪对太阳辐射的透射率和导热率都很小。当冰雪厚度达到50cm时，地表与大气之间的热量交换基本上被切断。特别是海冰的隔离效应，有效地削弱了海洋向大气的显热和潜热输送，这又是一个致冷因素。
　　冰雪表面的饱和水汽压比同温度的水面低，冰雪供给空气的水分很少。

三. 冰雪覆盖与气温之间的反馈过程：
　　冰雪－反射率－温度的相互作用是一种正反馈作用：冰雪面积增大——反射率加大——温度降低——冰雪面积进一步增大……

四. 冰雪与大气环流和降水：
　　冰雪覆盖是气候系统的致冷因素，使得气温降低，在冰雪没有全部融化之前，附近下垫面和气温都不可能显著高于冰点温度。因此冰雪又在一定程度上起了使寒冷气候在春夏继续维持稳定的作用。它往往称为冷源影响大气环流和降水。
　　鄂霍茨克海冰雪面积与江淮梅雨；青藏高原冬春积雪与我国华南降水；南极冰雪状况与我国梅雨等。

第四节 生物圈与气候的相互作用

一. 人为热的释放与气候：
　　人为热的来源包括由人类生活和生产活动以及生物新陈代谢所产生的热量。人为热的释放主要集中在人口密度大、工业发达的大城市。
　　人为热以固定源为主，其次为汽车、摩托车等移动源排放的热量，人类和牲蓄新陈代谢所释放的热量是微不足道的。
　　人为热在城市热量平衡中所占的重要性取决于城市所在的纬度、城市的规模、人口密度、每个人所消耗的能量水平、城市的性质以及区域气候条件等，并有明显的季节变化。

二. 生物圈-大气圈之间的物质交换及其气候效应：
　　工农业生产排放大量废气、微尘等污染物质进入大气，主要有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和氟氯烃化合物等。
　　1. 生物圈-大气圈之间的碳循环及其气候效应：
　　二氧化碳虽然在空气中含量很低，但它对大气物理状态和生物过程，尤其是对植物的生长有着显著的影响。
　　大气中的二氧化碳主要通过陆地和海洋中的有机体的生命活动、有机物的腐烂和化石燃料的燃烧进入大气，它们不均匀地分布在大气的低层，随着湍流运动，二氧化碳从源区向四周及上层大气扩散输移。就全球而言，全年从低纬向高纬有少量二氧化碳的净输送，以维持空气中含量的平衡。
地表工业和人口密集的城市是二氧化碳的主要源区，森林地区是其汇区。人类每年向大气层注入60×108t的碳，其中只有一小部分留在大气中，亚洲、北美洲和欧洲的温带森林像一块巨大的海绵，差不多吸收了散发到大气中二氧化碳总量的1/2。
　　2. 生物圈-大气圈之间的其它物质交换及其气候效应：
　　大气与生物圈之间的物质交换对大气中臭氧含量的影响：对流层臭氧含量增多、平流层臭氧含量的减少。臭氧的气候效应。
　　大气与生物圈之间的物质交换对大气中甲烷含量的影响：甲烷也是一种重要的温室气体。它主要由水稻田、反刍动物、沼泽地和生物体燃烧而排放进入大气。观测表明，在距今200年以前直到11万年前，甲烷的含量均很稳定，但是近年来增长很快。
　　一氧化二氮向大气中的排放与农田面积增加和释放氮肥有关，另，平流层的超音速飞行也可能产生一氧化二氮。在工业化前大气中的一氧化二氮含量稳定，以后有明显的增加趋势。一氧化二氮除了引起全球增暖外，还可通过光化学作用在平流层中引起臭氧离解，破坏臭氧层。
　　氟氯烃化合物是致冷工业、喷雾剂、发泡剂中的主要原料。此族中的某些化合物是具有强烈增温效应的温室气体，近年来还认为它是破坏平流层臭氧的主要因子。
　　此外，由于人类活动排放出来的气体中还有大量硫化物、氮化物和人为尘埃，它们能造成大气污染，在一定条件下会形成酸雨，能使森林、鱼类、农作物及建筑物蒙受严重损失。大气中微尘的迅速增加会减弱日射，影响气温、云量和降水。

三. 人类活动对下垫面的改变及其气候效应：
　　砍伐森林的气候效应 1）森林是一种特殊的下垫面，它除了影响大气中二氧化碳含量以外，还能形成独具特色的森林气候，而且能够影响附近相当大范围地区的气候条件。2）森林的气候效应：森林下垫面的能量平衡特征、森林对水分平衡的影响、森林减低风速的作用。3）砍伐森林的气候效应：气候变旱、风沙尘暴加剧、水土流失、气候恶化。
　　海洋石油污染的气候效应 抑制海水蒸发，使海上空气变得干燥；减少海面潜热的转移，导致海水温度的日变化、年变化加大，减弱海洋调节气温的能力，出现“海洋沙漠化效应。”
大型水库的气候效应等。