【原】🌍地理2⃣️ A1新学期第二课的补充材料 Wednesday Classes Supplementary

GEO与此同时 2021-05-27

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2017.2.15-2017.5.10

⏳Before the exam, A1 has 85 days to go.

今天距离A1*考试还有：84天

*A1考试内容为“核心地理”，即书本的前六个主题，考试时间为3小时，占A level考试的50%分数，占AS level考试的100%分数。也就是你用来申请大学的A level 地理课程的成绩中的一半分数将在84天后的下午考试，考试内容为教材“核心地理”(core geography)专题内容。

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A1 2.1 atmosphere and weather

Preface
前言

在“大气与天气”这一章，我们先要了解地球的能量收支情况(energy budget)【它包括着进入这个系统的能量总额、离开这个系统的能量总额以及在这期间发生的能量转换。P24】。

本章教学先从某地出发(2.1 local)，拓展到全球(2.2 global)，随后联系到大气圈中对我们人类生活生产影响最大的对流层中大气活动——天气现象（2.3 weather）。最后，人类对大气圈的影响（2.4 human impact) 则从全球变暖和城市的小气候着手来思考解决问题的对策。

2.1 地区能量收支情况 (Local energy budgets)

这一节的“日间能量收支情况”和“夜间能量收支情况”中，有一些术语与物理常识相关，如长波短波（太阳短波辐射、地面长波辐射）、水的三相转化（固气液转变，如液态水转化为水蒸气时需要吸收热量，水蒸气转化为水滴时会释放热量）、不同物质的比热容不同（下垫面是沙漠则增温快，降温也快；水面增温慢，降温也慢，也就是沙石的比热容比水小）。

25页的公式中有提到两种热传递需要进行区分：

P25 地表可获得的能量=入射的太阳辐射-（被反射的太阳辐射+地表吸收的太阳辐射+显热热传*+长波辐射+潜热热传**）

显热热传与潜热热传的差别在于后者存在相态的变化，在白天表现为蒸发(evaporation)，在夜晚表现为凝结(condensation)。

公式中涉及到的术语都是地球上白天能量收支情况的组成部分。图2.3将各个术语组合成图，这也是地理学习过程中重要的一个技能——图解。

因为在实际考试过程中，以及在生活中，当我们想要阐述、解释清楚某种现象时，图文并茂是最生动有效的。

在2014年的考卷中有这样一道题可以用来检验一下你对今天内容的掌握：

With the aid of a diagram, explain why some parts of the earth have an excess of radiation energy and other areas have a deficit of radiation energy. [8]

它的答题要求是辅以图表来解释为什么地球上各个地区太阳辐射能分配不均。

你能够想到哪些因素呢，又能够举出哪些例子呢？

我先在这里给出两个贴士，你想想看该怎么画图？画什么图？

a. 纬度：赤道和两极，太阳光是平行光（直射点）。

b. 地形：拉萨和重庆，青藏高原，海拔高，空气稀薄。

我们在物理上已经学到太阳光是平行光、地球是一个球体，所以太阳直射角在地球上必然存在着从0度到90度不等的入射角度。如果你还不太能理解为什么直射点接受到的太阳辐射能更多，想一想你有没有站在光暖型浴霸下面，是不是比站在侧面要热呢，尽管它照亮了整个房间，整体的温度也都变暖了，但正下方却是最热的。

拉萨和重庆即使你没有去过，也应该在电视里看到过。如果让你想象一个拉萨人的形象和重庆人的形象，前者或许是个脸上有着高原红的藏袍青年，群山环绕的重庆人则可能皮肤更为白皙。为什么会这样呢？我们在第二专题所学的内容就能帮助你更好地理解。今天暂且不表。

我们把太阳辐射能与地球上的大气与地表之间的关系，归结成一句话：

Insolation, albedo&absorption, transfer

太阳暖大地，大气还大地，大地暖大气

太阳暖大地——太阳短波辐射直接被地面吸收，地面增温；（白天）

大气还大地——大气吸收了太阳辐射之后有一部分射向宇宙空间，还有一部分射向地面，被称为散射太阳辐射；（白天，夜间为大气逆辐射，即大气的保温作用）

大地暖大气——地面长波辐射大部分被大气吸收，还有一部分射向宇宙空间。（夜间为主）

随后，这一节涉及到的内容是与收支情况相关的天气现象。如薄雾和浓雾都是近地面的云。薄雾只有在相对湿度(Humidity)超过93%的情况下才会出现。浓雾的出现则需要空气降温冷却、大气中有更多的水汽（即加湿）、有凝结核，分为如下两种：

平流雾

暖而湿的空气作水平运动，经过寒冷的地面或水面，空气中的水蒸汽逐渐受冷液化而形成的雾，气象上叫平流雾；

辐射雾

一种雾是由辐射冷却形成的，多数出现在晴朗、微风、近地面水汽比较充沛且比较稳定或有逆温存在的夜间和清晨，气象上叫辐射雾；

可以看出，能具备这些条件的就是深秋初冬，尤其是深秋初冬的早晨我们常能看见雾。两种原因都有的叫做混合雾，还有其他类型的雾，如山间的谷雾，但我们目前掌握这平流雾、辐射雾就行，对其他的类型感兴趣请看维基百科。

https://en./wiki/Fog#Types

不知道你有没有爬山的经历？或者坐着缆车登上过雪山，有没有觉得越往上越冷？事实上，一般来说海拔高度升高100米，温度下降0.6摄氏度。但有时候也会出现，较高的地方反而温度也较高。这就是我们第一节中的“压轴戏”——逆温现象。

产生逆温现象的原因很多，书本上28页有详述，大概可以归结为两类：

1. 地面辐射冷却：在晴朗无风或微风的夜晚，地面冷却得较快，贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以离地面愈近，降温愈多；离地面愈远，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温。随着地面辐射冷却的加剧，逆温逐渐向上扩展，黎明时达最强。一般日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温便逐渐自下而上消失。夏季夜短，逆温层较薄，消失也快，冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。

【你是否有联想到刚刚过去的冬天很多城市都雾霾围城？夏天是不是没怎么听说有霾呢？】

2. 空气下沉：常发生在山地。山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成的。所以又称为地形逆温。如美国的洛杉矶因周围三面环山，每年有200多天出现逆温现象。

所以逆温只是一个自然现象而已，但随着工业化的发展、城市的建设，它却成为大气污染的“帮凶”。

　　在对流层，一般情况下，大气温度表现为上冷下暖。但是，在有些时候、某些地区、在某种条件下会出现大气温度上暖下冷的反常现象，我们称之为“逆温”。此时，大气的对流运动大大减弱，并非常稳定，这样会使得一些大气污染严重的地区污染物不能扩散，而大量聚集在对流层底部，大大加剧了大气污染的程度，危及人们的健康。例如，美国洛杉矶20世纪以来空气污染日益严重的原因，就是由于其地形、气候、洋流等多种因素的影响，使得该地区每年有200多天会出现逆温现象，当地日益增多的汽车排放的尾气又难以扩散，造成了严重的污染事件。