气象学与生活（原书第版）
本书从科学探索的角度和物理学原理出发，详细介绍了气象学的基本概念和原理，包括：地球主要组成圈层、大气组成、物理性质、空间结构、要素变化；大气运动各种过程的物理原因；地球上各种天气和气候现象、形形色色的云和降水的形成原因；气压和风、气团、气旋和锋面天气的形成；强对流、雷暴、龙卷风和飓风（台风）等灾害性天气；人工影响天气的各种途径、天气分析和预报的方法、卫星在天气预报中的应用；空气污染及其原因；气候变化与气候系统、人类对全球气候的影响、全球变暖的可能后果、世界气候和气候分类及大气中各种奇特的光学现象和形成的原理等。本书内容丰富、概念清楚、深入浅出、图文并茂。可以作为对气象学感兴趣的人们学习了解大气变化奥秘的入门读物，也可作为高等院校非大气科学专业学生的通识课程参考教材，并可供气象学相关专业人员作为参考书和工具书。
作者简介
陈星，博士，南京大学大气科学学院教授、博士生导师。毕业于南京大学，主要从事气候学和气候变化相关的研究和教学工作。FredLutgens和EdTarbuck是伊利诺伊中央学院的退休教授，他们自1970年开始成为好朋友、好同事，有超过60年的地理科学的本科生教学经验，都引各自在教学封面的出色表现获得多种荣誉。他们自1976年开始出版第一本大学教材——地球科学，获得教材与专著作者协会的McGuffy奖。1983年开始，绘图作者DennisTasa加入他们的作者团队，三人一起合作了超过25个地理科学方面的教材项目。
目 录
第1章大气概述1
1.1大气——天气和气候2
1.1.1美国的天气2
1.1.2气象学、天气和气候2
1.2大气灾害：来自自然的袭击5
1.3科学探索的本质7
知识窗1.1从外空看地球7
1.3.1假设8
1.3.2理论8
1.3.3科学方法8
1.4地球圈9
1.4.1地质圈10
1.4.2大气圈11
1.4.3水圈11
1.4.4生物圈12
1.5地球是一个复杂系统13
1.5.1地球系统科学13
1.5.2地球系统14
知识窗1.2地球的子系统之一的碳循环14
1.6大气的组成16
1.6.1大气的主要成分16
知识窗1.3地球大气的形成与演变17
1.6.2二氧化碳18
1.6.3变化的大气成分19
1.7臭氧减少——一个全球性问题20
1.7.1南极臭氧洞20
1.7.2臭氧减少的效应21
1.7.3蒙特利尔议定书22
1.8大气层的垂直结构22
1.8.1气压变化22
1.8.2温度变化23
1.9大气成分的垂直变化25
1.9.1电离层26
1.9.2极光26
第2章地球表面和大气加热过程27
2.1日地关系28
2.1.1地球的运动28
2.1.2季节是怎样形成的28
2.1.3地球的朝向30
2.1.4两至点和两分点31
知识窗2.1季节变化31
2.2能量、温度和热量34
2.2.1能量的形式34
2.2.2温度35
2.2.3热量35
2.3热量传输机制35
2.3.1传导35
2.3.2对流36
2.3.3辐射37
2.3.4辐射定律38
知识窗2.2辐射定律38
极端灾害性天气2.1紫外线指数39
2.4太阳入射辐射41
2.4.1反射与散射41
2.4.2太阳辐射的吸收43
2.5大气圈中各种气体的作用44
2.5.1加热大气44
2.5.2温室效应45
2.6地球的热量收支46
2.6.1年能量平衡46
知识窗2.3太阳能47
2.6.2热量平衡的纬度分布48
第3章温度49
3.1气温记录资料50
3.1.1基本计算方法50
3.1.2等温线50
3.2影响气温的因素51
3.2.1海陆分布52
知识窗3.1北美最热和最冷的地方54
3.2.2洋流55
3.2.3海拔高度56
3.2.4地理位置57
3.2.5云量和反照率58
极端灾害性天气3.1热浪59
3.3温度的全球分布61
知识窗3.2纬度与温度较差63
3.4气温变化的周期64
3.4.1气温日变化65
知识窗3.3城市热岛效应：城市是如何影响温度的？66
3.4.2温度日变化幅度68
3.4.3温度的年变化68
3.5气温的测量68
3.5.1机械式温度计69
3.5.2电子温度计70
3.5.3百叶箱70
3.6温标71
知识窗3.4气温资料的用途72
3.7炎热和风寒：人体不舒适指数74
3.7.1炎热——高温高湿74
3.7.2风寒——大风降温作用75
第4章水分和大气稳定度76
4.1大气中水的运动77
4.2水：独特的物质78
4.3水的相变79
4.3.1冰、液态水和水汽79
4.3.2潜热80
4.3.3蒸发和凝结80
4.4湿度：空气中的水汽82
4.5水汽压与饱和83
4.6相对湿度85
知识窗4.1干空气的相对湿度是100%吗？85
4.6.1相对湿度如何变化？85
知识窗4.2增湿器和除湿器87
4.6.2相对湿度的自然变化87
4.7露点温度88
4.8如何测量湿度？89
4.9绝热温度变化90
4.9.1绝热冷却和凝结90
4.10空气抬升过程91
4.10.1地形抬升92
知识窗4.3降水记录和山地地形92
知识窗4.4山地效应：迎风坡降水和背风坡无雨带93
4.10.2锋面楔入94
4.10.3辐合95
4.10.4局地对流抬升96
4.11恶劣天气的起因：大气稳定度96
4.11.1稳定度类型97
4.11.2稳定度和每日天气99
4.11.3稳定度如何变化？100
4.11.4温度变化和稳定度100
4.11.5空气垂直运动和稳定度101
第5章凝结和降水类型102
5.1云的形成103
5.1.1高空凝结103
5.1.2云滴的增长103
5.2云的分类104
5.2.1高云105
5.2.2中云105
5.2.3低云107
5.2.4垂直发展型云（直展云）107
5.2.5云的形态变化107
知识窗5.1飞机航迹和云量108
5.3雾的类型109
5.3.1冷却雾109
5.3.2蒸发雾111
5.4降水的形成112
知识窗5.2科学与意外发现113
5.4.1冷云降水：伯杰龙过程114
5.4.2暖云降水：碰并过程115
5.5降水的类型116
5.5.1雨116
5.5.2雪118
5.5.3雨夹雪和冻雨118
5.5.4冰雹119
5.5.5雾凇120
极端灾害性天气5.1最糟糕的冬天120
5.6降水的观测122
5.6.1标准雨量计122
5.6.2降雪测量122
5.6.3天气雷达测量降水123
5.7人工影响天气124
5.7.1人工增雨（雪）124
5.7.2人工驱云消雾125
5.7.3人工消雹126
5.7.4预防霜冻127
第6章气压和风129
6.1风和气压130
6.2气压的测量131
6.3气压随海拔高度变化133
6.4气压变化的原因133
6.4.1温度对气压的影响133
知识窗6.1气压与航空134
6.4.2水汽对气压的影响135
6.4.3气流和压力135
6.5影响风的因素135
6.5.1气压梯度力136
6.5.2科里奥利力（地球自转偏向力、科氏力）137
6.5.3摩擦力139
6.6高空风140
6.6.1地转流140
6.6.2曲线流和梯度风142
知识窗6.2棒球在丹佛的库尔斯球场真的会飞得更远吗？142
6.7地面风143
6.8风与空气的垂直运动144
6.8.1气旋和反气旋的垂直气流145
6.8.2影响垂直气流的因子146
6.9风的观测147
知识窗6.3风能：一种潜在的替代能源148
第7章大气环流151
7.1大气运动的尺度152
7.1.1小尺度环流和大尺度环流152
知识窗7.1尘卷风153
7.1.2风场结构154
7.2局地风155
7.2.1海陆风155
7.2.2山谷风155
7.2.3钦诺克风（焚风）156
7.2.4下坡风（下降风）157
7.2.5乡村风157
7.3全球环流157
7.3.1单圈环流模型157
极端灾害性天气7.1圣安娜风（干热风）与山火158
7.3.2三圈环流模型159
7.4气压带与风160
7.4.1理想的纬向气压带160
7.4.2半永久性气压系统：真实大气161
7.5季风162
7.5.1亚洲季风163
7.5.2北美季风163
7.6西风带164
7.6.1为什么存在西风带？165
7.6.2西风带的波动165
7.7急流166
7.7.1极地急流166
7.7.2副热带急流168
7.7.3急流和地球热量收支168
7.8全球风场和洋流169
7.8.1洋流的重要性169
7.8.2洋流和涌升流170
7.9厄尔尼诺、拉尼娜和南方涛动170
7.9.1厄尔尼诺的影响171
7.9.2拉尼娜的影响173
7.9.3南方涛动173
7.10全球降水分布174
7.10.1降水的纬向分布175
7.10.2陆地上的降水分布176
知识窗7.2假想大陆上的降水季节特征176
第8章气团178
8.1什么是气团179
8.1.1气团的源地180
8.1.2气团的分类181
8.1.3气团的变性181
8.2北美气团的特征182
8.2.1极地大陆（cP）气团和北极大陆（cA）气团182
8.2.2湖泊效应降雪：暖水上的冷空气183
极端灾害性天气8.1西伯利亚寒流185
8.2.3极地海洋（mP）气团186
8.2.4热带海洋（mT）气团187
极端灾害性天气8.2湖泊效应产生的暴风雪190
极端灾害性天气8.32011年1月12日，一次典型的东北风暴191
8.2.5热带大陆（cT）气团192
第9章中纬度气旋193
9.1锋面天气194
9.1.1暖锋195
9.1.2冷锋197
9.1.3静止锋199
9.1.4锢囚锋199
9.1.5干线201
9.2中纬度气旋与极锋理论201
9.3中纬度气旋的生命周期202
9.3.1形成：两个气团的碰撞202
9.3.2气旋流的发展203
9.3.3中纬度气旋的成熟阶段203
9.3.4锢囚：消亡的开始（消亡阶段）203
9.4理想的中纬度气旋天气204
知识窗9.1预报的工具——风205
9.5高空气流与气旋形成207
9.5.1气旋性和反气旋性环流207
9.5.2高空辐散与辐合207
9.6中纬度气旋的形成区域209
9.6.1气旋移动类型209
9.6.2高空气流与气旋移动210
9.7反气旋天气与大气阻塞211
9.8中纬度气旋个例研究212
极端灾害性天气9.12008年和1993年美国中西部大洪涝215
9.9现代观点：传送带模型217
第10章雷暴与龙卷风219
10.1名称的含意220
10.2雷暴221
10.3气团雷暴222
10.3.1发展阶段222
10.3.2发生区域224
10.4强雷暴224
10.5超级单体雷暴225
10.5.1飑线226
10.5.2中尺度对流复合体227
极端灾害性天气10.1突发洪水——雷暴雨的头号杀手228
10.6闪电和雷声229
极端灾害性天气10.2下击暴流230
10.6.1闪电发生的原因232
10.6.2雷击232
10.6.3雷声233
10.7龙卷风234
10.7.1龙卷风的发生与形成236
10.7.2龙卷风气候学237
极端灾害性天气10.3强龙卷风后的幸存238
10.7.3龙卷风的特征239
10.8龙卷风的破坏性240
10.8.1龙卷风强度241
10.8.2死亡率242
10.9龙卷风预报243
10.9.1龙卷风监视和警报243
10.9.2多普勒雷达244
第11章飓风246
11.1飓风概况247
知识窗11.1角动量守恒250
11.2飓风的形成与消亡250
11.2.1飓风的形成251
11.2.2飓风消亡252
11.3飓风的破坏性252
11.3.1萨菲尔-辛普森分级253
11.3.2风暴潮253
作者简介
陈星，博士，南京大学大气科学学院教授、博士生导师。毕业于南京大学，主要从事气候学和气候变化相关的研究和教学工作。FredLutgens和EdTarbuck是伊利诺伊中央学院的退休教授，他们自1970年开始成为好朋友、好同事，有超过60年的地理科学的本科生教学经验，都引各自在教学封面的出色表现获得多种荣誉。他们自1976年开始出版第一本大学教材——地球科学，获得教材与专著作者协会的McGuffy奖。1983年开始，绘图作者DennisTasa加入他们的作者团队，三人一起合作了超过25个地理科学方面的教材项目。
目 录
第1章大气概述1
1.1大气——天气和气候2
1.1.1美国的天气2
1.1.2气象学、天气和气候2
1.2大气灾害：来自自然的袭击5
1.3科学探索的本质7
知识窗1.1从外空看地球7
1.3.1假设8
1.3.2理论8
1.3.3科学方法8
1.4地球圈9
1.4.1地质圈10
1.4.2大气圈11
1.4.3水圈11
1.4.4生物圈12
1.5地球是一个复杂系统13
1.5.1地球系统科学13
1.5.2地球系统14
知识窗1.2地球的子系统之一的碳循环14
1.6大气的组成16
1.6.1大气的主要成分16
知识窗1.3地球大气的形成与演变17
1.6.2二氧化碳18
1.6.3变化的大气成分19
1.7臭氧减少——一个全球性问题20
1.7.1南极臭氧洞20
1.7.2臭氧减少的效应21
1.7.3蒙特利尔议定书22
1.8大气层的垂直结构22
1.8.1气压变化22
1.8.2温度变化23
1.9大气成分的垂直变化25
1.9.1电离层26
1.9.2极光26
第2章地球表面和大气加热过程27
2.1日地关系28
2.1.1地球的运动28
2.1.2季节是怎样形成的28
2.1.3地球的朝向30
2.1.4两至点和两分点31
知识窗2.1季节变化31
2.2能量、温度和热量34
2.2.1能量的形式34
2.2.2温度35
2.2.3热量35
2.3热量传输机制35
2.3.1传导35
2.3.2对流36
2.3.3辐射37
2.3.4辐射定律38
知识窗2.2辐射定律38
极端灾害性天气2.1紫外线指数39
2.4太阳入射辐射41
2.4.1反射与散射41
2.4.2太阳辐射的吸收43
2.5大气圈中各种气体的作用44
2.5.1加热大气44
2.5.2温室效应45
2.6地球的热量收支46
2.6.1年能量平衡46
知识窗2.3太阳能47
2.6.2热量平衡的纬度分布48
第3章温度49
3.1气温记录资料50
3.1.1基本计算方法50
3.1.2等温线50
3.2影响气温的因素51
3.2.1海陆分布52
知识窗3.1北美最热和最冷的地方54
3.2.2洋流55
3.2.3海拔高度56
3.2.4地理位置57
3.2.5云量和反照率58
极端灾害性天气3.1热浪59
3.3温度的全球分布61
知识窗3.2纬度与温度较差63
3.4气温变化的周期64
3.4.1气温日变化65
知识窗3.3城市热岛效应：城市是如何影响温度的？66
3.4.2温度日变化幅度68
3.4.3温度的年变化68
3.5气温的测量68
3.5.1机械式温度计69
3.5.2电子温度计70
3.5.3百叶箱70
3.6温标71
知识窗3.4气温资料的用途72
3.7炎热和风寒：人体不舒适指数74
3.7.1炎热——高温高湿74
3.7.2风寒——大风降温作用75
第4章水分和大气稳定度76
4.1大气中水的运动77
4.2水：独特的物质78
4.3水的相变79
4.3.1冰、液态水和水汽79
4.3.2潜热80
4.3.3蒸发和凝结80
4.4湿度：空气中的水汽82
4.5水汽压与饱和83
4.6相对湿度85
知识窗4.1干空气的相对湿度是100%吗？85
4.6.1相对湿度如何变化？85
知识窗4.2增湿器和除湿器87
4.6.2相对湿度的自然变化87
4.7露点温度88
4.8如何测量湿度？89
4.9绝热温度变化90
4.9.1绝热冷却和凝结90
4.10空气抬升过程91
4.10.1地形抬升92
知识窗4.3降水记录和山地地形92
知识窗4.4山地效应：迎风坡降水和背风坡无雨带93
4.10.2锋面楔入94
4.10.3辐合95
4.10.4局地对流抬升96
4.11恶劣天气的起因：大气稳定度96
4.11.1稳定度类型97
4.11.2稳定度和每日天气99
4.11.3稳定度如何变化？100
4.11.4温度变化和稳定度100
4.11.5空气垂直运动和稳定度101
第5章凝结和降水类型102
5.1云的形成103
5.1.1高空凝结103
5.1.2云滴的增长103
5.2云的分类104
5.2.1高云105
5.2.2中云105
5.2.3低云107
5.2.4垂直发展型云（直展云）107
5.2.5云的形态变化107
知识窗5.1飞机航迹和云量108
5.3雾的类型109
5.3.1冷却雾109
5.3.2蒸发雾111
5.4降水的形成112
知识窗5.2科学与意外发现113
5.4.1冷云降水：伯杰龙过程114
5.4.2暖云降水：碰并过程115
5.5降水的类型116
5.5.1雨116
5.5.2雪118
5.5.3雨夹雪和冻雨118
5.5.4冰雹119
5.5.5雾凇120
极端灾害性天气5.1最糟糕的冬天120
5.6降水的观测122
5.6.1标准雨量计122
5.6.2降雪测量122
5.6.3天气雷达测量降水123
5.7人工影响天气124
5.7.1人工增雨（雪）124
5.7.2人工驱云消雾125
5.7.3人工消雹126
5.7.4预防霜冻127
第6章气压和风129
6.1风和气压130
6.2气压的测量131
6.3气压随海拔高度变化133
6.4气压变化的原因133
6.4.1温度对气压的影响133
知识窗6.1气压与航空134
6.4.2水汽对气压的影响135
6.4.3气流和压力135
6.5影响风的因素135
6.5.1气压梯度力136
6.5.2科里奥利力（地球自转偏向力、科氏力）137
6.5.3摩擦力139
6.6高空风140
6.6.1地转流140
6.6.2曲线流和梯度风142
知识窗6.2棒球在丹佛的库尔斯球场真的会飞得更远吗？142
6.7地面风143
6.8风与空气的垂直运动144
6.8.1气旋和反气旋的垂直气流145
6.8.2影响垂直气流的因子146
6.9风的观测147
知识窗6.3风能：一种潜在的替代能源148
第7章大气环流151
7.1大气运动的尺度152
7.1.1小尺度环流和大尺度环流152
知识窗7.1尘卷风153
7.1.2风场结构154
7.2局地风155
7.2.1海陆风155
7.2.2山谷风155
7.2.3钦诺克风（焚风）156
7.2.4下坡风（下降风）157
7.2.5乡村风157
7.3全球环流157
7.3.1单圈环流模型157
极端灾害性天气7.1圣安娜风（干热风）与山火158
7.3.2三圈环流模型159
7.4气压带与风160
7.4.1理想的纬向气压带160
7.4.2半永久性气压系统：真实大气161
7.5季风162
7.5.1亚洲季风163
7.5.2北美季风163
7.6西风带164
7.6.1为什么存在西风带？165
7.6.2西风带的波动165
7.7急流166
7.7.1极地急流166
7.7.2副热带急流168
7.7.3急流和地球热量收支168
7.8全球风场和洋流169
7.8.1洋流的重要性169
7.8.2洋流和涌升流170
7.9厄尔尼诺、拉尼娜和南方涛动170
7.9.1厄尔尼诺的影响171
7.9.2拉尼娜的影响173
7.9.3南方涛动173
7.10全球降水分布174
7.10.1降水的纬向分布175
7.10.2陆地上的降水分布176
知识窗7.2假想大陆上的降水季节特征176
第8章气团178
8.1什么是气团179
8.1.1气团的源地180
8.1.2气团的分类181
8.1.3气团的变性181
8.2北美气团的特征182
8.2.1极地大陆（cP）气团和北极大陆（cA）气团182
8.2.2湖泊效应降雪：暖水上的冷空气183
极端灾害性天气8.1西伯利亚寒流185
8.2.3极地海洋（mP）气团186
8.2.4热带海洋（mT）气团187
极端灾害性天气8.2湖泊效应产生的暴风雪190
极端灾害性天气8.32011年1月12日，一次典型的东北风暴191
8.2.5热带大陆（cT）气团192
第9章中纬度气旋193
9.1锋面天气194
9.1.1暖锋195
9.1.2冷锋197
9.1.3静止锋199
9.1.4锢囚锋199
9.1.5干线201
9.2中纬度气旋与极锋理论201
9.3中纬度气旋的生命周期202
9.3.1形成：两个气团的碰撞202
9.3.2气旋流的发展203
9.3.3中纬度气旋的成熟阶段203
9.3.4锢囚：消亡的开始（消亡阶段）203
9.4理想的中纬度气旋天气204
知识窗9.1预报的工具——风205
9.5高空气流与气旋形成207
9.5.1气旋性和反气旋性环流207
9.5.2高空辐散与辐合207
9.6中纬度气旋的形成区域209
9.6.1气旋移动类型209
9.6.2高空气流与气旋移动210
9.7反气旋天气与大气阻塞211
9.8中纬度气旋个例研究212
极端灾害性天气9.12008年和1993年美国中西部大洪涝215
9.9现代观点：传送带模型217
第10章雷暴与龙卷风219
10.1名称的含意220
10.2雷暴221
10.3气团雷暴222
10.3.1发展阶段222
10.3.2发生区域224
10.4强雷暴224
10.5超级单体雷暴225
10.5.1飑线226
10.5.2中尺度对流复合体227
极端灾害性天气10.1突发洪水——雷暴雨的头号杀手228
10.6闪电和雷声229
极端灾害性天气10.2下击暴流230
10.6.1闪电发生的原因232
10.6.2雷击232
10.6.3雷声233
10.7龙卷风234
10.7.1龙卷风的发生与形成236
10.7.2龙卷风气候学237
极端灾害性天气10.3强龙卷风后的幸存238
10.7.3龙卷风的特征239
10.8龙卷风的破坏性240
10.8.1龙卷风强度241
10.8.2死亡率242
10.9龙卷风预报243
10.9.1龙卷风监视和警报243
10.9.2多普勒雷达244
第11章飓风246
11.1飓风概况247
知识窗11.1角动量守恒250
11.2飓风的形成与消亡250
11.2.1飓风的形成251
11.2.2飓风消亡252
11.3飓风的破坏性252
11.3.1萨菲尔-辛普森分级253
11.3.2风暴潮253
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