大气层概说
天气和大气是密不可分的，所以要讲清楚天气的问题，我们必须从大气入手。
这里所说的大气，就是大气层。大气层又叫大气圈，它是包围在地球周围的一层很厚的气体。大气层的成分是氮气、氧气、氩气、二氧化碳以及少量的稀有气体和水蒸气。按体积计算，氮气约占781％，氧气约占209％，氩气约占093％，二氧化碳、稀有气体和水蒸气约占07%。
大气层的厚度在1000千米以上，但没有明显的界限。大气层中空气的密度随着高度的增加而减小，高度越高空气就越稀薄。随着高度的不同，大气层也表现出不同的特点。根据不同高度的大气层表现出的不同特点，科学家把整个大气层分为5层。这五层从下往上分别是对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。我们平时所见到的阴晴雨雪和风霜雷电等大部分天气变化就发生在对流层中。
对流层位于大气层的最底层，它集中了约75％的大气质量和90％以上的水汽质量。它的下界与地表相接，上界高度随地理纬度和季节而变化。在低纬度地区平均高度为17～18千米，在中纬度地区平均为10～12千米，极地平均为8～9千米，并且夏季高于冬季。在对流层中，气温随高度升高而降低，平均每上升100米，气温约降低065℃。气温随高度升高而降低是由于对流层大气的主要热源是地面长波辐射，离地面越高，受热越少，气温就越低。但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称之为“逆温现象”。
天气概说由于对流层离地表最近，所以受地表影响也最大。我们知道冷空气要比热空气重得多，所以在对流层中，空气总是从上往下有规则地运动着，这就是对流层中的空气垂直运动。但是气象要素（气温、湿度等）在对流层中的水平分布并不均匀。有的地方气温高一些，有的地方气温低一些，所以在对流层中空气的无规则的乱流混合运动也很强烈。空气有规则的垂直运动和无规则的乱流混合运动就导致了对流层中上下层水汽、尘埃、热量发生交换混合。水汽、尘埃和热量等要素的不断交换，就产生了云、雾、雨、雪等天气的变化。这种变化是怎样产生的呢？这就涉及天气系统了。
知识点大气层的结构
天气系统的变化大多在对流层内完成。科学家根据气流和天气现象分布的特点又将对流层分为下层、中层和上层。
下层：下层又称扰动层或摩擦层，其范围一般是自地面到2千米高度。随季节和昼夜的不同，下层的范围也有一些变动，一般是夏季高于冬季，白天高于夜间。在这层里气流受地面的摩擦作用的影响较大，湍流交换作用特别强盛。通常，随着高度的增加、风速增大，以及风向偏转，这层受地面热力作用的影响，气温亦有明显的日变化。由于本层的水汽、尘粒含量较多，因而低云、雾、浮尘等出现频繁。
中层：中层的底界在摩擦层顶，上层高度约为6千米。它受地面影响比摩擦层小得多，气流状况基本上可表征整个对流层空气运动的趋势。大气中的云和降水大都产生在这一层内。
上层：上层的范围是从6千米高度伸展到对流层的顶部。这一层受地面的影响更小，气温常年都在0℃以下，水汽含量较少，各种云都由冰晶和过冷水滴组成。在中纬度和热带地区，这一层中常出现风速等于或大于30米/秒的强风带，即所谓的急流。
为了对大气层和天气的变化有一个比较全面的认识，我们这里对除对流层以外的大气层也做一简单的介绍。
平流层：平流层位于对流层之上。在中低纬度地区，平流层位于离地表10~50千米的高度，而在极地，此层则始于离地表8千米左右。与对流层不同的是平流层上热下冷。平流层之所以与对流层相反，随高度上升气温上升，是因为它的热量主要来自太阳辐射。因为平流层垂直气温分层表现出高温层置上而低温层置下的特点，所以这一层的大气运动较为稳定。正是基于对平流层大气状态相对稳定的认识，商业客机一般都是在离地面10千米的高空飞行的。当然，这一层的大气也不是绝对稳定的，飞机在这一层飞行的时，有时也会遇到强烈的气流，这大多是因为在对流层发生了对流超越现象。
中间层：中间层在平流层之上，又称中层。它的高度一般为离地面50千米到80千米之间。中间层的温度和对流层一样，也是随着高度的上升而降低，但是这一层的大气运动并没有对流层那样强烈。这是因为中间层的空气非常稀薄，几乎无法构成运动的主体。由于中间层在飞机能达到的最高高度和太空飞船的最低高度之间，所以人们对这一层大气的认识非常少。科学家风趣地把这一层称为“忽视层”。
暖层：中间层以上就是暖层，又称热层。它大约距地球表面100~800千米。暖层最突出的特征是当太阳光照射时，太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收，因此温度升高，故称暖层。暖层的特点是，气温随高度增加而增加，在300千米的高度时，气温可达1000℃以上，像铅、锌、锡、锑、镁、钙、铝、银等金属，在这里也会被熔化掉。暖层中的氮、氧和氧原子气体成分，在强烈的太阳紫外线和宇宙射线作用下，已处于高度电离状态，所以也把暖层称为“电离层”。电离层的存在，对反射无线电波具有重要意义。人们在远方之所以能收到无线电波的短波通讯信号，就是和大气层有此电离层有关。
散逸层：散逸层是大气的最外层，它的上面就是星际空间了，所以这一层又被称外层或外逸层。散逸层的温度很高，空气粒子运动很快，又离地心较远，地球引力作用小，所以这一层的大气质点经常散逸至星际空间，故名为散逸层。散逸层位于地表800千米以上，它的空气以电离状态存在，而且非常稀薄，已经接近星际空间了。但是这一层对人类来说也非常重要，因为火箭、卫星和空间站等都在这一区域运行。
天气预报概说
天气对人类的生产、生活和身心健康的影响如此之大，所以人们对它的探索和研究也一直没有停止过，天气预报就是其中最伟大的成就。说起天气预报，我们还是先说说古人预报天气的方法吧。
天气谚语
我们的祖先在与大自然的斗争中对天气的变化进行观测并积累了丰富的经验。早在3000多年前的殷墟甲骨文中就有许多关于气象的记述。春秋战国时期荀子在“天论”中指出“天行有常”，这句话的意思就是说天气气候的变化是有客观规律的。荀子还提出要“制天命而用之”，这就是说人要认识、利用和改造天气和气候。
蚂蚁搬家预示着要下雨了最能说明古代劳动人民对天气认识的就是天气谚语了。东汉时王充在《论衡·变动篇》中说：“故天且雨，蝼蚁徙，蚯蚓出，琴弦缓，痼疾发。”这句话的意思是天要下雨就会有蚂蚁搬家、蚯蚓出洞、琴弦变松，以及人体的一些老毛病复发等现象出现。北魏贾思勰在《齐民要术》中也叙述有天气谚语“天气新晴，是夜必霜”等。时至今日，关于天气的谚语有多少已经没办法查证了。更由于中国地域辽阔，各地天气气候有所差异，因此各地的天气谚语也有所不同。但是天气谚语内容丰富，大多时候都能准确地预报当地的天气。
北起黑龙江，南至南海诸岛，东起东海，西至新疆、西藏，到处都有天气谚语。例如黑龙江有“初冬寒，春雨多”，南海的西沙群岛有不少关于台风的天气谚语，如“古龙晒太阳，不久台风狂”。东海同样有很多关于长、中、短期天气变化的谚语，如舟山群岛的“上灯遇风暴，稻花风吹落”，这句谚语的意思是说：正月十三（上灯）到十八（落灯）如果遇上偏北大风，则预示着6、7月早稻扬花或收割的时候会有台风影响。新疆、西藏也都有不少天气谚语，如新疆南部的“冬雪大，来年春暖多风沙”，西藏的“春天风沙大，夏天雨水少”等等。
天气预报是怎样产生的
虽然人类在很早以前就注意到了天气变化的一些特点和规律，但是现代意义上的天气预报发展却比较晚。天气预报是怎样诞生的呢？这要从一场战争说起。
1853至1856年，为争夺巴尔干半岛，沙皇俄国同英法两国爆发了克里木战争，正是这次战争，导致了天气预报的出现。这是一场规模巨大的海战，1854年11月14日，当双方在欧洲的黑海展开激战时，风暴突然降临，最大风速超过每秒30米，海上掀起了万丈狂澜，使英法舰队险些全军覆没。事后，英法联军仍然心有余悸，法军作战部要求法国巴黎天文台台长勒佛里埃仔细研究这次风暴的来龙去脉。那时还没有电话，勒佛里埃只有写信给各国的天文、气象工作者，向他们收集1854年11月12至16日五天内当地的天气情报。他一共收到250封回信。勒佛里埃根据这些资料，经过认真分析、推理和判断，查明黑海风暴来自茫茫的大西洋，自西向东横扫欧洲，出事前两天，即11月12日和13日，欧洲西部的西班牙和法国已先后受到它的影响。勒佛里埃望着天空飘忽不定的云层，陷入了沉思：“这次风暴从表面上看来得突然，实际上它有一个发展移动的过程。电报已经发明了，如果在欧洲大西洋沿岸一带设有气象站，及时把风暴的情况电告英法舰队，不就可避免惨重的损失吗？”
中央气象台绘制的亚洲天气图
于是，1855年3月16日，勒佛里埃在法国科学院作报告说，假如组织气象站网，用电报迅速把观测资料集中到一个地方，分析绘制成天气图，就有可能推断出未来风暴的运行路径。勒佛里埃的独特设想，在法国乃至世界各地引起了强烈反响。人们深刻认识到，准确预测天气，不仅有利于行军作战，而且对工农业生产和日常生活都有极大的好处。由于社会上各方面的需要，在勒佛里埃的积极推动下，1856年法国成立了世界上第一个正规的天气预报服务系统。
天气预报的发展
那么，什么叫天气预报呢？天气预报就是应用大气变化的规律，根据当前及近期的天气形势，对未来一定时期内的天气状况进行预测。它是根据对卫星云图和天气图的分析，结合有关气象资料、地形和季节特点、群众经验等综合研究后作出的。如中国中央气象台的卫星云图，就是“风云一号”气象卫星摄取的。利用卫星云图照片进行分析，能提高天气预报的准确率。天气预报就时效的长短通常分为3种：短期天气预报（2~3天）、中期天气预报（4~9天）、长期天气预报（10~15天以上）。中国中央电视台每天播放的主要是短期天气预报。
风云二号拍摄的卫星云图
天气预报的主要内容是一个地区或城市未来一段时期内的阴晴雨雪、最高最低气温、风向和风力及特殊的灾害性天气。就中国而言，气象台准确预报寒潮、台风、暴雨等自然灾害出现的位置和强度，就可以直接为工农业生产和群众生活服务。随着生产力的发展和科学技术的进步，人类活动范围空前扩大，对大自然的影响也越来越大，因而天气预报就成为现代社会不可缺少的重要信息。
天气预报的发展可分为3个阶段：
第一个阶段是单站预报。17世纪以前人们通过观测天象、物象的变化，编成天气谚语，据以预测当地未来的天气。17世纪以后，温度表和气压表等气象观测仪器相继出现，地面气象站陆续建立，这时主要根据单站气压、气温、风、云等要素的变化来预报天气。这还不是真正意义上的天气预报，只能说是现代天气预报的雏形。
第二个阶段是天气图预报。1851年，英国首先通过电报传送观测资料，绘制成地面天气图，并根据天气图制作天气预报。20世纪20年代开始，气团学说和极锋理论先后被应用在天气预报中。30年代，无线电探空仪的发明、高空天气图的出现、长波理论在天气预报上的广泛应用，使天气演变的分析，从二维发展到了三维。40年代后期，天气雷达的运用，为降水以及台风、暴雨、强风暴等灾害性天气的预报，提供了有效的工具。
第三个阶段是数值天气预报。20世纪50年代以来，动力气象学原理、数学物理方法、统计学方法等，广泛应用于天气预报。用高速电子计算机求解，简化了的大气流体力学和热力学方程组，可及时作出天气预报。尤其是60年代发射气象卫星以来，卫星的探测资料弥补了海洋、沙漠、极地和高原等地区气象资料不足的缺陷，使天气预报的水平显著提高。
知识点天气系统
天气系统通常是指引起天气变化和分布的高压、低压和高压脊、低压槽等具有典型特征的大气运动系统。
那么，高压和低压是什么呢？高压脊和低压槽又是什么呢？所谓高压，就是“高气压”。它是大气中气压比同高度四周偏高的区域。这种高压在天气图上用规定等高面上的等压线或规定等压面上的等高线来表示，这些等值线把较高的气压值或高度值围在中间。低压与高压相反，它是大气中气压比同高度低的区域。
这里，我们有必要把等压线和等压面的知识向大家介绍一下。所谓等压线就是把在一定时间内气压相等的地点在平面图上连接起来所成的封闭线。而等压面则是压力相等的各点所组成的面，即空间气压相等的各点所组成的面。由于同一高度，各地气压不相等，等压面在空间不是平面，而是像地形一样起伏不平。
三面气压较低而一面气压较高的天气系统，简称脊。高压脊是高压向外伸出的狭长部分，或一组未闭合的等压线向气压较低方突出的部分。在脊中，各等压线弯曲最大处的连线叫脊线。气压沿脊线最高，向两边递减。脊附近的空间等压面，类似山脊。天气图上高压向某个方向伸出去的一部分，略呈“U”型或“n”型的高压区域就叫高压脊。低压槽则与高压脊相反。
各种天气系统都具有一定的空间尺度和时间尺度，而且各种尺度系统间相互交织、相互作用。许多天气系统的组合，构成大范围的天气形势，构成半球甚至全球的大气环流。天气系统总是处在不断新生、发展和消亡过程中，在不同发展阶段有其相对应的天气现象分布。因而一个地区的天气和天气变化是同天气系统及其发展阶段相联系的，是大气的动力过程和热力过程的综合结果。
各类天气系统都是在一定的大气环流和地理环境中形成、发展和演变着，都反映着一定地区的环境特性。比如极区及其周围终年覆盖着冰雪，空气严寒、干燥，这一特有的地理环境成为极区低空冷高压和高空极涡、低槽形成和发展的背景条件。赤道和低纬度地区终年高温、潮湿，大气处于不稳定状态，是对流性天气系统产生、发展的必要条件。中高纬度是冷、暖气流经常交汇地带，不仅冷暖气团你来我往交替频繁，而且其斜压不稳定，是锋面、气旋系统得以形成、发展的重要基础。天气系统的形成和活动反过来又会给地理环境的结构和演变以深刻影响。
天气与人类的关系
生活在大自然中的人类，离不开大气，所以也无法逃避天气变化给生产和生活带来的影响。我们可以说，人们的生产和生活活动无时无刻不受天气的影响。雨雪天气影响人们的出行，风调雨顺保证了农业生产的丰收。这些都是大家非常熟悉，而且有过深切感受的事实，但是天气对生活的影响远远不止这些。天气不但影响人们的生产和生活，也影响着人们的身心健康。
天气与生理健康
近几十年来，许多国家都在研究天气与人类健康的关系。天气与人类健康的关系有什么关系呢？最明显的例子就是天气的转变常会引起人们自我感觉的异样，例如人们感觉到“骨头痛”、“困倦”、“烦躁”时，常常预示着要变天了。患有关节炎的病人，一到阴天下雨的时候，就能提前预知，所以人们风趣地把患有关节炎的人称为“小气象台”。
人们在雪地里戴上墨镜防止雪盲天气对人体的影响不仅是一些感觉上的不适，它还会使一些慢性病复发和加重，这与气象条件影响人体植物神经和内分泌系统的功能有关。冬季易发溃疡病，天气剧烈变化时关节炎、陈旧性骨折和软组织损伤的疼痛加剧，寒流侵袭时冠心病、气管炎、青光眼病症加重，天气骤变导致年老体弱的老人死亡。
气象条件与疾病的关系可以是直接的，也可以是间接的。气象要素作为发病的直接原因如冻伤和中暑，冬天雪地将大量紫外线反射，照射人的视网膜致人雪盲；间接原因，则是作为一个非特异刺激促进疾病复发表明，气象因素可影响人体的抵抗力，因而许多疾病具有明显和季节性，与天气的周期或非周期变化有密切的关系，例如乙脑多发于夏、秋，麻疹、流脑、猩红热流行于冬春，其他一些疾病的发生也有一定的好发季节。医学家经过研究发现了维持身体健康的许多元素都和天气有关，例如血色素在夏季低，冬季高；白细胞在冬季高，12月份最高；血小板3~4月份高，8月份低，等等。
天气与心理健康
天气条件及其变化不仅影响人的生理健康，对人的心理情绪方面的影响也非常明显。有利的天气条件，可使人们情绪高涨、心情舒畅、生活质量和工作效率提高；而不利的天气条件，则使人情绪低落、心胸憋闷、懒惰无力，甚至会导致精神病态和行为异常。研究表明，高温、高湿、阴雨以及一些异常天气事件，都不利于人的心理健康。
世界卫生组织的一份资料表明，1982—1983年的“厄尔尼诺现象”，使得全球大约10万人患上了抑郁症，精神病的发病率上升了8％，交通事故也至少增加了5000次以上。究其原因，是“厄尔尼诺”这种异常气象变化，引起全球范围的气候异常和天气灾难，超越了一部分人的心理承受能力，从而发生坐卧不安、精神迟钝等症，意志薄弱者还会发出歇斯底里的哭叫声。一般来说，低温环境有利于形成较佳的心阴沉的天气给人以压抑和沉闷的感觉理状态，而高温或在温度回升时，人的精神状态则容易产生波动和异常。精神专家研究发现，当气温较高或有暖流入侵时，精神病人起床徘徊、无法入睡、叫喊骂人、摔打东西的情况显著增加，正常人也会有程度不同的情绪变化。由于高温不利于人的心理健康，所以高温环境下的犯罪率也相对较高。1996年奥运会前夕，美国警方曾委派专家作过细致研究，发现亚特兰大的日犯罪事件总数，是随气温的升高而递增的，其中最热的6、7月份，犯罪率最高，偏偏奥运会在这一时段举行；为了减轻人们的恐惧感，奥运会组委会的负责人，一度谎称亚特兰大夏季气温不超过30℃。
其实，中国古代劳动人民也发现了天气和心理健康之间的联系。古人说“天昏昏令人郁郁”，这句话的意思就是在阴雨连绵的季节，人们的精神较懒散，心情也不畅快。这是为什么呢？中国的医疗气象工作者通过深入研究发现，阴雨天气之所以影响人的心理健康，主要是因为阴雨天气下光线较弱，人体分泌的松果激素较多，这样，甲状腺素、肾上腺素的分泌浓度就相对降低，人体神经细胞也就因此“偷懒”，变得不怎么“活跃”，人也就会变得无精打采。
健康天气预报
鉴于天气条件与健康的紧密关系，用气象观测资料结合疾病特征，发布“健康天气预报”，既有利于提醒患者采取积极的预防措施，又有利于医务人员有针对性地做好防治疾病的准备。所以，德国、日本、俄罗斯、美国等国的气象部门已经与医疗部门合作，通过电台、电视台、网络发布“医学气象预报”，让人们提前做好防病准备。中国的一些报刊、电台、电视台、网络也开始了不定期地结合季节性变化介绍有关季节性疾病防治的小常识，这对人们预防气象环境疾病起到了很好的作用。
知识点气象卫星
说起天气预报，就不能不说气象卫星。第一颗气象卫星是由美国在1960年发射升空的。自第一颗气象卫星升空后，近50年来，气象卫星在轨道、星体、观测仪器、资料通信方式等许多方面，与首次飞行的卫星相比，已经没有什么相似之处。气象卫星的应用领域也在迅速扩展，现在不仅气象工作者已经无法离开气象卫星来制作天气预报，林业、农业、防灾救灾等国民经济的许多部门，也依靠气象卫星进行监测、评估。气象卫星正在为国民经济的许多部门提供越来越多的服务。
气象卫星的发展
1960年4月1日，美国发射了第一颗气象卫星。气象卫星成功地获取了包括人迹罕至的高山、沙漠、海洋在内广大地区的大范围云图。云图上的云分布所揭示的天气系统，如温带气旋和台风，与用场地观测资料分析和推断的天气系统模式是如此吻合，使气象工作者大受鼓舞。它吸引了遥感、无线电、通信、计算机等许多专业领域的科学家投身于气象卫星这个事业，也使许多国家的政府竞相投资发展气象卫星。气象卫星在近50年内取得了长足的发展。
第一代气象卫星观测到得数据暂时存储在星载磁带机上，当卫星通过地面中心站时，由中心站指令磁带机回放，将数据发送给中心站。显然，这种工作方式在观测时效上不可能满足气象业务的需求。
第二代极轨气象卫星安装了自动图片发送系统。卫星边观测边向地面发送观测数据。地面上任何地点的接收站，只要有卫星通过，就可以接收到当时从卫星发下的云图。这种云图在实时天气预报业务中发挥了十分重要的作用。第二代极轨气象卫星所发送的云图是模拟资料。在模拟资料中，信号强度与卫星所感应到的辐射能量的强度虽然趋势是一致的，但并不是一一对应的。尤其是由于资料在向地面发送的过程中混入了噪音，不可能根据地面接收到的云图信号，求出星上探测器所感应到的辐射量。所以这种资料只适合于定性应用，而不能满足定量研究的需要。
第三代极轨气象卫星在这方面做了重大改进。在探测器将所感应到的辐射能转变为电信号以后，立即在卫星上将电信号量化成数字。卫星向地面发送观测数据，而不是模拟信号。因为数字信号在传递的过程中有很强的抗干扰能力，从而在地面可以将卫星探测器所感应到的辐射量反推出来。
数字资料的出现给气象卫星的应用带来了质的变化。我们知道辐射在介质的传递过程中，与介质会发生相互作用。这种相互作用使辐射中留下了介质物理和化学性质的烙印。对辐射定量观测的实现，使我们有可能据此反推在辐射路径上与辐射发生过相互作用的介质的属性。于是，一系列的应用成果出现了。
气象卫星的应用
根据气象卫星所观测到的数字资料所制作的大量业务产品，如林火监测、洪水范围、冰雪覆盖、洋面温度、渔场位置、河口泥沙沉积等，在国民经济的许多部门得到了广泛的应用。
例如，气象卫星上设有一个热红外通道。这个通道的观测数据对地表温度的增加非常敏感。利用这个通道的辐射测值，可以探知地面上的着火区。中国1987年5-6月东北大兴安岭所发生的特大森林火灾，就是利用这种技术进行监测的。
气象卫星近红外太阳反射光通道的光谱受地面上植物叶子的反射特别强，而在水体上反射特别弱。利用这个通道的辐射测值数据可以推算地面上植物的长势，并估计地面上水体的范围。用植物长势指数可以进一步估计农作物的产量，这种资料备受农业管理部门和农产品贸易部门的重视。水体范围的监测在发生洪水的时候是估计灾害程度客观有效的手段。1991年中国江淮地区发生了严重的洪涝灾害，用中国风云一号气象卫星计算出的淮河流域各县洪水淹没面积百分率数据成为开展救灾工作的重要依据。
用气象卫星资料还可以用来分析海冰的范围和洋面的温度。这些资料不仅对海上航行和海上石油钻井平台的安全作业有重要意义，还可以用来指导渔业生产。在洋面上温度差别特别大的地方，渔群特别多，到那些地方去捕渔，收获量大。
气象卫星有如此巨大的社会经济效益，许多国家竞相发展气象卫星。自从第一颗气象卫星升空后50多年来，世界上一些国家和组织先后发射了200多颗气象卫星，形成了由极轨气象卫星和地球静止气象卫星组成的全球卫星观测系统。由于它具有探测资料多、范围广、时效快，直观性强，不受时空和自然条件的限制等特点，它的探测资料已广泛应用于地球环境监视、军事安全、多种学科（如气象学、海洋学、水文学、农学、环境科学）的研究，特别是在减灾防灾和保障人民生命财产安全等方面发挥了重要作用。
中国气象卫星
中国气象卫星的发展一直受到党和国家领导人的重视和支持。早在1969年，周恩来总理就提出，要发展中国自己的气象卫星。经过多年艰苦的努力，中国第一颗和第二颗极轨气象卫星风云一号A和B分别于1988年和1990年发射成功。风云一号A气象卫星获取了高质量的可见光云图，经过改进的风云一号B红外云图也获得成功。1997年6月，中国第一颗静止气象卫星风云二号发射成功，获取了可见光、红外、水汽三种图像，其中特别是红外和水汽图像在观测动态范围、图像的层次、清晰度等诸多方面都达到了很高的水平。
2008年5月27日，我国首颗新一代极轨气象卫星风云三号在太原卫星发射中心成功发射。风云三号安装有可见光红外扫描辐射仪、红外分光计、微波温度计、微波成像仪等十余种具有国际先进水平的探测仪器，探测性能比仅有可见光一种手段的第一代极轨气象卫星风云一号有质的提高，可在全球范围内实施三维、全天候、多光谱、定量探测，获取地表、海洋及空间环境等参数，实现中期数值预报。
世界气象组织已将风云三号纳入新一代世界极轨气象卫星网，卫星的观测数据不仅在国内实现共享，也将为世界各国气象观测服务。风云三号卫星将在监测大范围自然灾害和生态环境，研究全球环境变化、气候变化规律和减灾防灾等方面发挥重要作用。同时，也可为航空、航海等部门提供全球气象信息。
风云三号代表了当前世界上气象卫星发展的最高水平。在观测动态范围、图像的层次、清晰度诸多方面都达到了很高的水平。
气团和锋概说
在前几节里，我们已经介绍了天气系统的形成、天气与生活的关系以及天气预报等方面的知识。从这一节开始，我们将详细地介绍和天气相关的一些概念以及具体的天气现象，如气团、锋、锋面、风、降水等。
什么是气团
气团是指在水平方向上温度、湿度和稳定度等物理属性比较均匀的大块空气团。气团的水平范围由数千米到数万米，垂直范围由数千米到十余千米甚至伸展到对流层顶。那么，气团是怎样形成的呢？气团形成需要具备两个条件：
一是要有大范围性质比较均匀的下垫面。如辽阔的海洋、无垠的大沙漠、冰雪覆盖的大陆和极区等都可成为气团形成的源地。下垫面向空气提供相同的热量和水汽，使其物理性质比较均匀，因而下垫面的性质决定着气团属性。在冰雪覆盖的地区往往形成冷而干的气团；在水汽充沛的热带海洋上常常形成暖而湿的气团。
二是必须有使大范围空气能较长时间停留在均匀的下垫面上的环流条件，以使空气能有充分时间和下垫面交换热量和水汽，取得和下垫面相近的物理特性。例如，亚洲北部西伯利亚和蒙古等地区，冬季经常为移动缓慢的高压所盘据，那里的空气从高压中心向四周流散，使空气性质渐趋一致，形成干、冷的气团，成为中国冷空气的源地。又如中国东南部的广大海洋上，比较稳定的太平洋副热带高压，是形成暖湿热带海洋气团的源地。较长时间静稳无风的地区，如赤道无风带或热低压区域，风力微弱，大块空气也能长期停留，就能形成高温高湿的赤道气团。
在上述条件下，通过诸如辐射、乱流和对流、蒸发和凝结以及大范围的垂直运动等物理条件，才能将下垫面的热量和水分输送给空气，使空气获得与下垫面性质相适应的比较均匀的物理性质，形成气团。这些过程有的是发生于大气与下垫面之间的，有的是发生于大气内部。
气团的变性
气团在源地形成后，要离开它的源地移到新的地区，随着下垫面性质以及大范围空气的垂直运动等情况的改变，它的性质也将发生相应的改变。例如，气团向南移动到较暖的地区时，会逐渐变暖；而向北移动到较冷的地区时，会逐渐变冷。气团在移动过程中性质的变化，称为气团的变性。
不同气团，其变性的快慢是不同的，即使是同一气团，其变性的快慢还和它所经下垫面性质与气团性质差异的大小有关。一般说来，冷气团移到暖的地区变性较快。在这种情况下，冷气团低层变暖，趋于不稳定，乱流、对流容易发展，能很快地将低层的热量传到上层。相反，暖气团移到冷的地区则变冷较慢，因为低层变冷趋于稳定，乱流和对流不易发展，其冷却过程主要靠辐射作用进行。从大陆移入海洋的气团容易取得蒸发的水汽而变湿，而从海洋移到大陆的气团，则要通过凝结及降水过程才能变干，因此气团的变干过程比较缓慢。所以，我们可以这样认为：冬季影响中国的冷空气，都已不是原来的西伯利亚大陆气团，而是变性了的大陆气团。
气团在下垫面性质比较均匀的地区形成，又因离开源地而变性。气团总是在或快或慢地运动着，它的性质也总是在或多或少地变化着，气团的变性是绝对的，而气团的形成只是在一定条件下获得了相对稳定的性质而已。由于中国大部分地区处于中纬度，冷暖空气交替频繁，缺少气团形成的环流条件，同时地表性质复杂，很少有大范围均匀的下垫面作为气团的源地，因而活动在中国境内的气团，严格说来都是从其他地区移来的变性气团。
气团的分类方法
为了分析气团的特征、分布移动规律，气象学家常常对地球上的气团进行分类。分类的方法大多采用热力分类法和地理分类法2种。
热力分类法
气团按其热力特性可分为冷气团和暖气团2大类。凡是气团温度低于流经地区下垫面温度的，叫冷气团；相反，凡是气团温度高于流经地区下垫面温度的，叫暖气团。这里所谓冷、暖均是比较而言，至于温度低到多少度才是冷气团，温度高到多少度才是暖气团，则没有绝对的数量界限。一般形成在冷源地的气团是冷气团，形成在暖源地的气团是暖气团。
地理分类法
根据气团形成源地的地理位置，对气团进行分类，称为气团的地理分类。按这种分类法气团分成北极气团、温带气团、热带气团、赤道气团4大类。由于源地地表性质不同，又将每种气团（赤道气团除外）分为海洋性和大陆性两种。这样，总共分为7种气团。
什么是锋
两个性质不同的气团相遇时，它们中间就有一个过渡区域，当这个过渡区域相当狭小时，就叫做“锋”。锋是冷暖气团之间的狭窄、倾斜过渡地带。因为不同气团之间的温度和湿度有相当大的差别，而且这种差别可以扩展到整个对流层。当性质不同的两个气团，在移动过程中相遇时，它们之间就会出现一个交界面，叫做锋面。锋面与地面相交而成的线，叫做锋线。一般把锋面和锋线统称为锋。所谓锋，也可理解为两种不同性质的气团的交锋。由于锋两侧的气团性质上有很大差异，所以锋附近的空气运动十分活跃。空气在锋中有强烈的升降运动，气流极不稳定，常造成剧烈的天气变化。因此，锋是重要的天气系统之一。
锋是三维空间的天气系统。它并不是一个几何面，而是一个不太规则的倾斜面。它的下面是冷空气，上面是暖空气。由于冷空气比暖空气重，因而，它们的交接地带就是一个倾斜的交接地区。这个交接地区靠近暖气团一侧的界面叫锋的上界，靠近冷气团一侧的界面叫锋的下界。上界和下界的水平距离称为锋的宽度。它在近地面层中宽约数十千米，在高层可达200～400千米。而这个宽度与其水平长度相比（长达数百至数千千米）是很小的。因此，人们常把它近似地看成一个面，称为锋面。
锋的特点
经过长期的观察和研究，气象学家发现锋有以下几个特点：
（1）锋面有坡度：锋面在空间向冷区倾斜，具有一定坡度。锋在空间呈倾斜状态是锋的一个重要特征。锋面坡度的形成和保持是地球偏转力作用的结果，但是一般锋面的坡度都很小。由于锋面坡度很小，锋面所遮掩的地区必然很大。如坡度为1%，锋线长为1000千米、高为10千米的锋，其掩盖的面积可达100万平方千米；由于有坡度，可使暖空气沿倾斜面上升，为云雨天气的形成提供有利条件。
（2）气象要素有突变：气团内部的温、湿、压等气象要素的差异很小，而锋两侧的气象要素的差异很大。
①温度：气团内部的气温水平分布比较均匀，通常在100千米内的气温差为1℃，最多不超过2℃。而锋附近区域内，在水平方向上的温度差异非常明显，100千米的水平距离内可相差近10℃，比气团内部的温度差异大5~10倍。在垂直方向上，气团中温度垂直分布是随高度递减的，然而锋区附近，由于下部是冷气团，上部是暖气团，锋面上下温度差异比较大。
②气压场：锋面两侧是密度不同的冷、暖气团，因而锋区的气压变化比气团内部的气压变化要大的多。锋附近区域气压的分布不均匀，锋处于气压槽中，等压线通过锋面有指向高压的折角，或锋处于两个高压之间气压相对较低的地区，等压线几乎与锋面平行。
③锋附近的风：风在锋面两侧有明显的逆向转变，即由锋后到锋前，风向呈逆时针方向变化。
（3）锋面附近天气变化剧烈：由于锋面有坡度，冷暖空气交替，暖空气可沿坡上升或被迫抬升，且暖空气中含有较多的水汽，因而，空气绝热上升，水汽凝结，易形成云雨天气。由于锋面是各种气象要素水平差异较大地区，能量集中，天气变化剧烈。所以，锋是天气变化剧烈的地带。
锋的分类方法
根据锋面两侧冷暖气团的移动方向及结构状况，气象学家把锋分为下列4种：
（1）冷锋：冷气团向暖气团方向移动的锋。暖气团被迫而上滑，锋面坡度较大。冷暖两方中，冷气团占主导的地位。
（2）暖锋：是暖气团向冷气团方向移动的锋。暖气团沿冷气团向上滑升，锋面坡度较小，冷暖两方中，暖空气占据主导地位。
（3）准静止锋：是冷暖气团势力相当，使锋面呈来回摆动，这种锋的移动速度很小，可近似看作静止。
（4）锢囚锋：是冷锋追上暖锋，将地面空气挤至空中，地面完全为冷空气所占据，造成冷锋后面冷空气与暖锋前部的冷空气相接触的锋面。如果前面的冷气团比较暖湿，后面的冷气团比较寒干，则后面的冷气团就楔入前面冷气团的底部，形成冷锋式锢囚锋；如果后面的冷空气不如前面的冷空气那样冷而干，则后面相对暖的冷气团会滑行于前面冷气团之上，形成暖式锢囚锋。
在冷式锢囚情况下，暖锋脱离地面，成为高空暖锋，位在锢囚锋之后面；在暖式锢囚情况下，冷锋离开地面，成为高空冷锋，位在锢囚锋的前面。
不同的锋带来的不同天气
锋给我们带来的影响主要是天气的变化。锋面天气是指锋附近的云、降水、风等气象要素的分布情况。不同类型的锋有不同的天气状况。下面我们就讲一讲不同类型的锋会带来什么样的天气。
冷锋和暖锋及其天气
冷锋天气
冷锋又分为两类：移动慢的叫第一型冷锋或缓行冷锋，移动快的叫第二型冷锋或急行冷锋。
第一型冷锋的锋面处于高空槽线前部，多为稳定性天气。这种锋移动缓慢，锋面坡度不大（约1%），锋后冷空气迫使暖空气沿锋面平稳地上升，当暖空气比较稳定，水汽比较充沛时，会形成与暖锋相似的范围比较广阔的层状云系。只是云系出现在锋线后面，而且云系的分布次序与暖锋云系相反。降水性质与暖锋相似，在锋线附近降水区内还常有层积云、碎雨云形成。降水区出现在锋后，多为稳定性降水。如果锋前暖空气不稳定时，在地面锋线附近也常出现积雨云和雷阵雨天气。夏季，在中国西北、华北等地以及冬季在中国南方地区出现的冷锋天气多属这一类型。
第二型冷锋天气模式是一种移动快、坡度大（1/80~1/40）的冷锋。锋后冷空气移动速度远较暖气团为快，它冲击暖气团并迫使产生强烈上升。而在高层，因暖气团移速大于冷空气，出现暖空气沿锋面下滑现象，由于这种锋面处于高空槽后或槽线附近，更加强了锋线附近的上升运动和高空锋区上的下沉运动。夏季，在这种冷锋的地面锋线附近，一般会产生强烈发展的积雨云，出现雷暴甚至冰雹、飑线等对流性不稳定天气，而高层锋面上，则往往没有云形成。所以，第二型冷锋云系呈现出沿着锋线排列的狭长的积状云带，好似一道宽度约有10千米，高达10多千米的云堤。在地面锋线前方也常常出现高层云、高积云、积云。这种冷锋过境时，往往乌云翻滚，狂风大作，电闪雷鸣，大雨倾盆，气象要素发生剧变。这种天气历时短暂，锋线过后，天空豁然晴朗。在冬季，由于暖气团湿度较小，气温不可能发展成强烈不稳定天气，只在锋线前方出现卷云、卷层云、高层云、雨层云等云系。当水汽充足时，地面锋线附近可能有很厚、很低的云层和宽度不大的连续性降水。地面锋过境后，云层很快消失，风速增大，并常出现大风。在干旱的季节，空气湿度小，地面干燥、裸露，还会有沙暴天气。这种冷锋天气多出现在中国北方的冬、春季节。
冷锋在我国活动范围甚广，几乎遍及全国，尤其在冬半年，北方地区更为常见，它是影响我国天气的最重要的天气系统之一。冬季我国大陆上空气干燥，冷锋大多从俄罗斯、蒙古进入我国北方地区，然后南下。从西伯利亚带来的冷空气与当地较暖的空气相遇，在锋面上很少形成降水。所以，冬季寒潮冷锋过境时，只形成大风降温天气。冬季时多二型冷锋，影响范围可达华南，但移到长江流域和华南地区后，常常转变为一型冷锋或准静止锋。夏季时多一型冷锋，影响范围较小，一般只达黄河流域，我国北方夏季雷阵雨天气和冷锋活动有很大的关系。
暖锋天气
暖锋的坡度很小，约为1/150。由于暖空气一般都含有比较多的水汽，且又是起主导作用，主动上升前进，在冷气团之上慢慢地向上滑升可以达到很高的高度，暖空气在上升过程中绝热冷却，达到凝结高度后，在锋面上便产生云系。如果暖空气滑升的高度足够高，水汽又比较充沛时，暖锋上常常出现广阔的、系统的层状云系。云系序列为：卷云、卷层云、高层云、雨层云。云层的厚度视暖空气上升的高度而异，一般情况下可达几千米，厚者可达对流层顶，而且愈接近地面，锋线云层愈厚。暖锋降水主要发生在雨层云内，是连续性降水，降水宽度随锋面坡度大小而有变化，一般约300~400千米。暖锋云系有时因为空气湿度和垂直速度分布不均匀而造成不连续，可能出现几十千米，甚至几百千米的无云空隙。
在暖锋锋下的冷气团中，由于空气比较潮湿，在气流辐合作用和湍流作用下，常产生层积云和积云。如果从锋上暖空气中降下的雨滴在冷气团内发生蒸发，使冷气团中水汽含量增多，达到饱和时，会产生碎积云和碎层云。如果这种饱和凝结现象出现在锋线附近的地面层时，将形成锋面雾。以上是暖锋天气的一般情况，但是在夏季暖空气不稳定时，也可能出现积雨云、雷雨等阵性降水。在春季暖气团中水汽含量很少时，则仅仅出现一些高云，很少有降水。
明显的暖锋在中国出现得较少，大多伴随着气旋出现。春秋季一般出现在江淮流域和东北地区，夏季多出现在黄河流域。
准静止锋天气
准静止锋两侧冷暖气团往往形成“对峙”状态，暖气团前进，为冷气团所阻，暖气团被迫沿锋面上滑，情况与暖锋类似，出现的云系与暖锋云系大致相同。由于准静止锋的坡度比暖锋还小，沿锋面上滑的暖空气可以伸展到距离锋线很远的地方，所以云区和降水区比暖锋更为宽广。但是，降水强度小，持续时间长，可能造成“霪雨霏霏、连月不开”的连阴雨天气。
准静止锋天气一般分为2类：一类是云系发展在锋上，有明显的降水。例如，中国华南准静止锋，大多是由于冷锋减弱演变而成，天气和第一型冷锋相似，只是锋面坡度更小，云区、降水区更为宽广，其降水区并不限于锋线地区，可延伸到锋面后很大的范围内，降水强度比较小，为连续性降水。由于准静止锋移动缓慢，并常常来回摆动，使阴雨天气持续时间长达十天至半个月，甚至一个月以上，“清明时节雨纷纷”就是江南地区这种天气的写照。这种阴雨天气，直至该准静止锋转为冷锋或暖锋移出该地区或锋消失以后，天气才能转睛。初夏时，如果暖气团湿度增大，低层升温，气层可能呈现不稳定状态，锋上也可能形成积雨云和雷阵雨天气。
另一类是主要云系发展在锋下，并无明显降水的准静止锋。例如，昆明准静止锋，它是南下冷空气为山所阻而呈静止状态，锋上暖空气干燥而且滑升缓慢，产生不了大规模云系和降水，而锋下的冷空气沿山坡滑升和湍流混合作用，在锋下可形成不太厚的雨层云，并常伴有连续性降水。
中国准静止锋主要出现在华南、西南和天山北侧，出现时间多在冬半年，对这些地区及其附近天气的影响很大。
锢囚锋天气
锢囚锋是由冷锋赶上暖锋或两条冷锋相遇，把暖空气抬到高空，由原来锋面合并形成的新锋面。它的天气保留着原来锋面天气的特征，例如锢囚锋是由具有层状云系的冷、暖锋并合而成，则锢囚锋的云系也是层状云，并分布在锢囚点的两侧。如果原来冷锋上是积状云，那么锢囚后，积状云与暖锋的层状云就会相连。锢囚锋的降水不仅保留着原来锋段降水的特点，而且由于锢囚作用，上升运动进一步发展，暖空气被抬升到锢囚点以上，使云层变厚、降水增加、降水区扩大。锢囚点以下的锋段，根据锋是暖式或冷式锢囚锋而出现相应的云系。锢囚锋过境时，出现与原来锋面相联系而更加复杂的天气。
中国锢囚锋主要出现在锋面频繁活动的东北、华北地区，以春季最多。东北地区的锢囚锋大多由蒙古、俄罗斯移来，多属冷式锢囚锋。华北锢囚锋多在本地生成，属暖性锢囚锋。
知识点锋
锋由两种性质不同的气团相接触形成，其水平范围与气团水平尺度相当，长达几百千米到几千千米。水平宽度在近地面层一般为几十千米，窄的只有几千米，宽者也不过几百千米，到高空增宽，可达200～400千米，甚至更宽些。
锋区是指冷、暖气团间狭窄的过渡地带；由于锋区的宽度同气团宽度相比显得很狭窄，因而常把锋区看成是一个几何面，称为锋面。锋面与地面的交线称为锋线。
锋面和锋线统称锋。
风的概说
一年四季，我们几乎每天都在和风打交道，有和煦的春风，也有刺骨的寒风。那么，你知道风究竟是怎样来的吗？
风是怎样产生的
如果给风下一个简单的定义，可以这样说：空气在水平方向上的流动就叫做风。风是由于空气受热或受冷而导致的从一个地方向另一个地方产生移动的结果。
我们知道，太阳照射着地表的不同区域，空气受阳光的照射后，就造成了有的地方空气热，有的地方空气冷。热空气比较轻，容易向高处飞扬，就上升到了周围的冷空气之上；而冷空气比较重，会向空气比较轻的地方流动，于是空气就发生了流动现象，空气流动现象就是风。下面我们就详细地讲一讲风的形成和风带。
影响风的因素
在赤道和低纬度地区，太阳高度角大，日照时间长，太阳辐射强度强，地面和大气接受的热量多、温度较高；而高纬度地区太阳高度角小，日照时间短，地面和大气接受的热量小，温度低。这种高纬度与低纬度之间的温度差异，形成了南北之间的气压梯度，使空气作水平运动，风应沿水平气压梯度方向吹，即垂直与等压线从高压向低压吹。地球在自转，使空气水平运动发生偏向的力，称为地转偏向力。这种力使北半球气流向右偏转，南半球向左偏转。所以，地球大气运动除受气压梯度力外，还要受地转偏向力的影响，大气的真实运动是这两力综合影响的结果。
实际上，地面风不仅受这两个力的支配，而且在很大程度上受海洋、地形的影响。山隘和海峡能改变气流运动的方向，还能使风速增大。丘陵、山地却因摩擦大，使风速减少，孤立山峰却因海拔高，使风速增大。因此，风向和风速的时空分布较为复杂。
风向和风力
那么，人们是怎样来区分风的大小和风的方向的呢？天气预报中的风向指的是风吹来的方向。例如北风，就是风从北方吹来，向南行就顺风省力，朝北走则顶风费劲儿。天气预报中的风向，一共分八个方向，它们是北风、东北风、东风、东南风、南风、西南风、西风、西北风。气象中观测风的大小，就是测定空气在1秒钟内平均沿平行地面的方向运动了多少米，叫做风速，米数大就是风大，米数小就是风小。风速和天气预报中的风力有关系。例如0级就是无风，烟囱冒的烟一直向上升，风速是0～02米／秒；1级，叫软风，烟能随风飘，可测出风向，风速03～15米／秒；8级，叫大风，风速172～207米／秒，能折断树枝，人若顶风行走感觉阻力很大。
风的类型
气象学家一般把风分为五个类型，它们分别是：
海陆风
海陆风是指发生在沿海地区的、白天吹海风、夜间吹陆风、以一日为周期的周期性风系。
海陆风示意图
海陆风是由于海陆的热力性质的差异引起的，但影响的范围仅限于沿海地区。在沿海地区，白天陆地增温快，陆面气温高于海面，近地面空气上升形成低压，气流从海洋流向陆地，形成海风；夜间相反，陆地降温快，陆面气温低于海面，形成陆风。
海陆风对沿海地区的天气和气候有着明显的影响：白天，海风携带着海洋水汽输向大陆沿岸，使沿海地区多雾多低云，降水量增多，同时还调节了沿海地区的温度，使夏季不致过于炎热，冬季不过于寒冷。
高原季风
高耸挺拔的大高原，由于它与周围自由大气的热力差异所形成的冬夏相反的盛行风系，称为高原季风。其中，以青藏高原季风最为典型。冬季高原面上出现冷高压，气流从高原向四周流动；夏季高原面上出现热低压，气流从四周流向高原。
高原季风对环流和气候的影响很大，尤其在东亚和南亚季风区。高原形成的强季风环流，破坏了低纬行星风系，冬季出现了与哈德莱环流圈相一致的经圈环流。夏季则出现与哈德莱环流相反的经圈环流即季风环流。同时，在冬夏不同的季节，高原季风环流的方向与东亚地区因海陆热力性质差异所形成的季风的方向完全一致，两者叠加起来，使得东亚地区的季风势力特别强盛，厚度特别大。
山谷风
在山区，白天从谷地吹向山坡、夜间从山坡吹向谷地，以一日为周期的周期性风系，称为山谷风。山谷风示意图山谷风的形成原理跟海陆风类似。白天，山坡接受太阳光热较多，成为一只小小的“加热炉”，空气增温较多。而山谷上空，同高度上的空气因离地较远，增温较少。于是山坡上的暖空气不断上升，并在上层从山坡流向谷地，谷底的空气则沿山坡向山顶补充，这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环流。下层风由谷底吹向山坡，称为谷风。到了夜间，山坡上的空气受山坡辐射冷却影响，“加热炉”变成了“冷却器”，空气降温较多。而谷地上空，同高度的空气因离地面较远，降温较少。于是山坡上的冷空气因密度大，顺山坡流入谷地，谷底的空气因汇合而上升，并从上面向山顶上空流去，形成与白天相反的热力环流。下层风由山坡吹向谷地，称为山风。
谷风的平均速度约每秒2～4米，有时可达每秒7～10米。谷风通过山隘的时候，风速加大。山风比谷风风速小一些，但在峡谷中，风力加强，有时会吹损谷地中的农作物。谷风所达厚度一般约为谷底以上500～1000米，这一厚度还随气层不稳定程度的增加而增大，因此一天之中，以午后的伸展厚度为最大。山风厚度比较薄，通常只及300米左右。
在晴朗的白天，谷风把温暖的空气向山上输送，使山上气温升高，促使山前坡岗区的植物、农作物和果树早发芽、早开花、早结果、早成熟；冬季可减少寒意。谷风把谷地的水汽带到上方，使山上空气湿度增加，谷地的空气湿度减小，这种现象，在中午几小时内特别的显著。如果空气中有足够的水汽，夏季谷风常常会凝云致雨，这对山区树木和农作物的生长很有利。夜晚，山风把水汽从山上带入谷地，因而山上的空气湿度减小，谷地空气湿度增加。在生长季节里，山风能降低温度，对植物体营养物质的积累，块根、块茎植物的生长膨大很有好处。
焚风
焚风是出现在山脉背面，由山地引发的一种局部范围内的空气运动形式，即通过山顶的气流在背风坡下沉而变得干热的一种地方性风。焚风往往以阵风形式出现，从山上沿山坡向下吹。
焚风示意图
焚风效应对山地自然环境的局部差异有重要意义，对植被类型的形成及生态特征、土壤的类型和形成过程都有一定的影响。焚风现象在中国西南峡谷区表现最为明显，如云南怒江谷地呈现出热带和亚热带稀树草原特征的自然环境，与焚风带来的效应是分不开的。
“城市热岛”和“城市风”
城市人口集中，工业发达，居民生活、工业生产及交通工具每天释放出大量的人为热，导致城市热力过程的总效应为：城市的温度一般高于周围的郊区和农村，城市犹如一个温暖的岛屿，称为“城市热岛”。这主要是城市上空通过乱流扩散，从暖的建筑物得到余热，并且吸收城市表面和污染层放出的长波辐射的结果。
由于热岛效应的存在，城市的年平均温度要比郊区高05～1℃。一般情况下，热岛效应对最低温度的影响最为明显，可以使城市的最低温度比周围的郊区和农村高5～6℃。有些大城市，在夜间天空少云、清晨几小时无风时，这个差别甚至可达到6～8℃。城市热岛效应在降水性质上有非常直接的表现，如在同一时间，城市周围的农村正在降雪，但对应着的城市内部降落的却是雨夹雪或雨。据观测，热岛效应对最高温度的影响也极为显著，并且随着城市的发展，热岛效应越来越明显。
城市风示意图例如，1997年6月6日是该年上海入夏后最热的一天，龙华气象站测得市区最高气温达371℃，而据反映郊区气温情况的宝山气象台观测，最高温度仅为326℃，市区比城郊竟高出45℃。来自上海市气象局的统计资料显示：1961—1990年的30年间上海夏季市区平均最高气温比郊区高09℃，而1992—1996年，市区与城郊的最高气温差达到2℃。城市热岛效应日益加剧，使上海市区夏季高温酷暑时间拉长，给人们的工作和生活带来很大不便。
由于城市热岛的存在，当大气环流较微弱时，常常引起空气在城市地区上升、郊区下沉，使得城市和郊区之间形成了一个小型的热力环流。这个小型的热力环流被气象学家称为“城市风”。
霜、雾、云与降水概说
降水是怎么回事呢？降水分为哪些形式呢？为什么下雨之前天空中总会有乌云出现呢？为什么有时候下雨，有时候下雪，有时候还会有冰雹呢？霜是怎样产生的？雾又是怎样产生的呢？我们将在本节内容中详细解释这些问题。
水的凝结
霜、雾的产生以及降水都和大气运动分不开。大气从海洋、湖泊、河流以及潮湿土壤的蒸发中或者从植物的蒸腾作用中获得水分。水分进入大气以后，由于它本身的分子扩散和气流的传递而散布于整个大气之中。在一定条件下，水汽会发生凝结，产生云、雾等许多天气现象，并且以雨、雪等形式重新回到地面。地球的水分就是通过蒸发、凝结和降水等物理过程循环不已，这些物理过程对地—气系统的热量平衡以及天气变化起着非常重要的作用。
水循环示意图
在一定的温度下，空气中能容纳的水汽量是有限度的。当空气中的水汽量达到这个限度时，叫做“饱和状态”，超过这一限度时叫做“过饱和状态”。水汽过饱和时，如果温度高于0℃，多余的水汽会析出凝结成水滴；如果温度低于0℃，多余的水汽会直接凝华为冰晶。
饱和状态下空气中所能容纳的最大水汽量与温度的高低有很大关系。在同样体积的空气里，温度高时所能容纳的水汽量要比温度低时要大。
在一般情况下，大气中水汽的过饱和以及水滴和冰晶的形成大都是由空气冷却引起的。因此，空气变冷是大气中发生凝结和凝华过程的主要条件。
但是仅仅具备这个条件是不够的，要形成水滴和冰晶，还需要有凝结核。因为空气中如果没有任何杂质，即使已达到过饱和状态，水汽分子也无从依附。水汽分子偶尔相互合并成微小水滴，也会因其很微少而迅速蒸发掉，而凝结核在大气中到处都存在，如盐粒、烟粒、尘埃等。
因此，当大气中的水汽达到过饱和时，多余的水汽就以这些微粒为核心凝结或凝华成小水滴或小冰晶，并逐渐增大。大气中的水滴和冰晶就是这样形成的。
霜是怎样形成的
水的凝结现象最直观的是露和霜。傍晚或夜间，地面或地物由于辐射冷却，使贴近地表面的空气层也随之降温，当其温度降到零点以下，即空气中水汽含量过饱和时，在地面就会有水汽的凝结物。如果此时的温度在0℃以上，在地面或地物上就出现微小的水滴，称为露。
露的形成条件是：贴地空气湿度要大，地面不利于传导热量，而易于发生凝结，如疏松的土壤表面，植物的叶面；有利于辐射冷却的天气条件，如晴朗微风的夜晚。
草上的露在晴朗微风的夜晚有利于辐射冷却是由于微风可使辐射冷却在较厚的气层中充分进行，而且可使贴地空气得到更换，保证有足够多的水汽供应凝结。而无风时可供凝结的水汽不多，风速过大时由于湍流太强，又会使贴地空气与上层较暖的空气发生强烈混合，导致贴地空气降温缓慢，不利于露和霜的生成。
在温带地区夜间露的降水量约相当于01~03毫米的降水层。在许多热带地区就更加可观了，多露之夜可有相当于3毫米的降水量，平均约1毫米。露的量虽有限，但对植物很有利，尤其在干燥地区和干热天气，夜间的露常有维持植物生命的功用，例如在埃及和阿拉伯沙漠中，虽数月无雨，植物还可以依赖露水生长发育。
如果温度在0℃以下，则水汽直接在地面或地物上凝结成白色的冰晶，称为霜。霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚。
霜是一种白色的冰晶，多形成于夜间。少数情况下，在日落以前太阳斜照的时候也能开始形成。通常，日出后不久霜就融化了，但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方，霜也能终日不消。
霜的形成和当时的天气条件有关。当物体表面的温度很低，而物体表面附近的空气温度却比较高，那么在空气和物体表面之间有一个温度差。如果物体表面与空气之间的温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的，则在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却，达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如果温度在0℃以下，则多余的水汽就在物体表面上凝结为冰晶，这就是霜。因此，霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。
另外，云对地面物体夜间的辐射冷却是有妨碍的，天空有云不利于霜的形成，因此，霜大都出现在晴朗的夜晚，也就是地面辐射冷却强烈的时候。
此外，风对于霜的形成也有影响。有微风的时候，空气缓慢地流过冷物体表面，不断地供应着水汽，有利于霜的形成。但是，风大的时候，由于空气流动得很快，接触冷物体表面的时间太短，同时风大的时候，上下层的空气容易互相混合，不利于温度降低，从而也会妨碍霜的形成。大致说来，当风速达到3级或3级以上时，霜就不容易形成了。
中国北方地区的霜
霜的形成也与地面物体的属性有关。霜是在辐射冷却的物体表面上形成的，所以物体表面越容易辐射散热并迅速冷却，在它上面就越容易形成霜。同类物体，在同样条件下，假如质量相同，其内部含有的热量也就相同。如果夜间它们同时辐射散热，那么，在同一时间内表面积较大的物体散热较多，冷却得较快，在它上面就更容易有霜形成。这就是说，一种物体，如果与其质量相比，表面积相对大的，那么在它上面就容易形成霜。草叶很轻，表面积却较大，所以草叶上就容易形成霜。另外，物体表面粗糙的，要比表面光滑的更有利于辐射散热，所以，在表面粗糙的物体上更容易形成霜，如土块。
霜的消失有两种方式：一是升华为水汽，一是融化成水。最常见的是日出以后因温度升高而融化消失。霜所融化的水，对农作物有一定好处。
雾是怎么回事
雾和云则是水汽在空中凝结形成的。由大量小水滴、小冰晶或两者混合构成的可见集合体，高悬于空中的称为云；飘浮于近地面，使水平能见度小于1千米的称为雾。雾和云都是由浮游在空中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物，只是雾生成在大气的近地面层中，而云生成在大气的较高层而已。
雾形成的有利条件是近地面空气中水汽充足，有使水汽发生冷却过程，有凝结核。雾既然是水汽凝结物，因此应从造成水汽凝结的条件中寻找它的成因。大气中水汽达到饱和的原因不外两个：一是由于蒸发，增加了大气中的水汽；另一是由于空气自身的冷却。对于雾来说冷却更重要，当空气中有凝结核时，饱和空气如继续有水汽增加或继续冷却，便会发生凝结。凝结的水滴如使水平能见度降低到1千米以内时，雾就形成了。
因此，凡是在有利于空气低层冷却的地区，如果水汽充分，风力微和，大气层稳定，并有大量的凝结核存在，便最容易生成雾。一般在工业区和城市中心形成雾的机会更多，因为那里有大量的凝结核存在。
雾的分类方法
根据空气达到过饱和的具体条件不同，通常把雾分为以下几种：辐射雾、平流雾、蒸气雾、上坡雾、锋面雾等。
（1）辐射雾：由地面辐射冷却使贴地气层变冷而形成，多见于秋冬季无云的夜间。
这种雾是空气因辐射冷却达到过饱和而形成的，主要发生在晴朗、微风、近地面、水汽比较充沛的夜间或早晨。这时，天空无云阻挡，地面热量迅速向外辐射出去，近地面层的空气温度迅速下降。如果空气中水汽较多，就会很快达到过饱和而凝结成雾。
另外，风速对辐射雾的形成也有一定影响。如果没有风，就不会使上下层空气发生交换，辐射冷却效应只发生在贴近地面的气层中，只能生成一层薄薄的浅雾。如风太大，上下层空气交换很快，流动也大，气温不易降低很多，则难以达到过饱和状态。在1～3米／秒的微风时，有适当强度的交流，既能使冷却作用伸展到一定高度，又不影响下层空气的充分冷却，因而最利于辐射雾的形成。
辐射雾出现在晴朗无云的夜间或早晨，太阳一升高，随着地面温度上升，空气又回复到未饱和状态，雾滴也就立即蒸发消散。因此早晨出现辐射雾，常预示着当天有个好天气。“早晨地罩雾，尽管晒稻谷”、“十雾九晴”指的就是这种辐射雾。
（2）平流雾：由于暖湿空气流到冷的下垫面上，冷却降温，水汽发生凝结形成。一般地说，平流雾比辐射雾平流雾范围广，厚度大，持续时间长，多见于沿海地区、海面、冷暖流交汇处。
形成平流雾的天气条件有：下垫面与暖湿空气的温差大；暖湿空气的湿度大；适宜的风向（由暖向冷）和风速（2～7米/秒）。
只要有适当的风向、风速，雾一旦形成，就常持续很久。如果没有风，或者风向转变，暖湿空气来源中断，雾也会立刻消散。
（3）蒸气雾：如果水面是暖的，而空气是冷的，当它们温差较大的时候，水汽便源源不断地从水面蒸发出来，闯进冷空气，然后又从冷空气里凝结出来成为蒸气雾。
一般在南方的暖洋流进到极地区域时，极地的冷空气覆盖在暖水面上而形成蒸汽雾。例如，北大西洋上就有一股强大的墨西哥湾流的暖洋流，经常突入北极的海洋上，造成北极洋面上大规模的蒸汽雾。有时候，北极的冷空气停留在冰面上，在冰面裂开的地方，冰下较暖的水就露出来，形成局部的蒸汽雾，蒸汽雾大都出现在高纬度的北极地区，所以人们常称它为“北极烟雾”。
除了极地区域外，冷空气覆盖暖水面的情形还常出现在内陆湖滨地区。夜间湖水面比陆面暖，当夜间陆风吹到暖的湖面上时，在湖面上就会形成一层比较浅薄的蒸汽雾。秋、冬季节，每当冷空气南下以后，在天睛风小的早晨，暖水面还来不及冷却时，就弥漫着这种蒸汽雾。
（4）上坡雾：这是潮湿空气沿着山坡上升，绝热冷却使空气达到过饱和而产生的雾。这种潮湿空气必须稳定，山坡坡度必须较小，否则形成对流，雾就难以形成。
（5）锋面雾：经常发生在冷、暖空气交界的锋面附近。锋前锋后均有，但以暖锋附近居多。锋前雾是由于锋面上面暖空气云层中的雨滴落入地面冷空气内，经蒸发，使空气达到过饱和而凝结形成。而锋后雾，则由暖湿空气移至原来被暖锋前冷空气占据过的地区，经冷却达到过饱和而形成的。
云和云的分类方法
云是气块上升过程绝热冷却降温，使水汽达到饱和或过饱和和发生凝结而形成的。绝热冷却是指任一气块与外界无热量转换时的状态变化过程。
水汽从蒸发表面进入低层大气后，这里的温度高，所容纳的水汽较多。如果这些湿热的空气被抬升，温度就会逐渐降低，到了一定高度，空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升，积雨云就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0℃，则多余的水汽就凝结成小水滴；如果温度低于0℃，则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时，就是云了。
根据形成云的上升气流的特点，云可分为对流云、层状云和波状云三大类。对流云包括淡积云、浓积云、秃积雨云和鬃积雨云，卷云也属于对流云；层状云包括卷层云、高层云、雨层云和层云；波状云包括层积云、高积云、卷积云。
降水
从云中降到地面上液态或固态水，称为降水，常见的有雨、雪、冰雹、霰等。降水的多少用降水量表示。降水量指降落到地面上的雨和融化后的雪、冰雹等未经蒸发、渗透、流失而集聚在水平面上的水层厚度。降水量的单位是毫米。
冰雹降水和热量一样，是地球表面一切生命过程的基础，是塑造自然地理环境和影响人类活动的重要因素。
降水是云中水滴或冰晶增大的结果。从雨滴到形成降水需具备两个基本条件：一是雨滴下降速度超过气流上升速度；二是雨滴从云中降落到地面前不被完全蒸发。降水的形成，必须经历云滴增大为雨滴、雪花及其他降水物的过程。云滴增长主要有两个过程：
（1）云滴的凝结（凝华）增长。在云的发展阶段，云体上升绝热冷却，或不断有水汽输入，使云滴周围的实际水汽压大于其饱和水汽压，云滴就会因水汽凝结或凝华而逐渐增大。当水滴和冰晶共存时，在温度相同的条件下，冰面水汽压小于水面水汽压，水滴将不断蒸发变小，而冰晶则不断凝华增大这种过程称为冰晶效应。
（2）云滴的冲并增长。云滴大小不同，相应具有不同的运动速度。云滴下降时，个体大的云滴落得快，个体小的慢，于是大云滴“追上”小云滴，碰撞合并成为更大的云滴，这个过程就是云滴的冲并增长。
地球上最大年降水量出现在印度乞拉朋齐。1861年，乞拉朋齐曾降水23000毫米。平均年降水量以夏威夷考爱岛的迎风坡最多，达12040毫米。日最大降水量出现在印度洋的留民旺岛，1952年3月，那里日降水量竟然达到1870毫米，比中国台湾的火烧寮还多出200毫米。
最少的降水量出现在沙漠上。撒哈拉年降水量大都不到50毫米。埃及的阿斯旺和阿尔及利亚的英沙拉，多年平均降水量都是零。中亚沙漠年降水量也在50毫米以下，如中国新疆且末县只有94毫米，若羌县也只有169毫米。
雷电
说起降水，不能不说一说雷电。一说起降水，大家都会想到雷电；同样，一说起电闪雷鸣，大家往往会想起暴风雨，可见雷电是与云雨有关系的。其实闪电是云层和云层之间或云层与地面之间的一雷电种放电现象，而放电时所发出的巨大声响就是打雷。
雷电一般出现在积雨云里。积雨云常常是由于上下层空气发生强烈的对流运动而产生的。就像夏天午后，近地面的空气被太阳烤得很热，热空气上升在高空遇到冷空气就容易产生积雨云。在积雨云中或云块之间存在着大量的正负电荷。空气对流得愈厉害，云翻滚得愈猛烈，云的上下部聚集的电荷就愈多，在云块之间或云与大地之间就会产生很强的电场和电位差。当电场强度很大时，就能把阻隔在云之间或云与大地之间的空气击穿而产生放电现象，发出耀眼的光芒，这就是闪电。在闪电经过的通道上，能使空气温度猛然剧增到20000℃，空气受热和水滴汽化后会猛烈膨胀，发出巨响，这就是打雷。
说来奇怪，这种现象除与空气对流速度有关外，还与植物有关。地球上生长着大量芳香植物，每年可向大气散发15亿吨左右的芳香物质。当它们迎着阳光飞散时，每一滴芳香物质都带有正电荷，它们以自己为核心，把大气中的水分吸到自己周围，形成水汽层。并逐渐积累扩展，最后形成可以发生电闪雷鸣的大块乌云。到了冬季，北方的芳香植物大部分死亡，有些处于休眠状态。因此，在这些地区，虽然时常下起纷纷扬扬的大雪，却极少听到雷声。两极地区和沙漠地带难得有雷雨天气，也是缺少芳香植物的缘故。
你可能要问，那海洋上空为什么雷电也很少？那是因为海洋中虽有大量水生植物，它们虽然也能产生许多芳香物质，但大部分被溶解在水中，没有机会进入空气。
雷电是一种天气现象。它虽然不像暴雨和干旱那样，造成大面积的灾害，但是有时会给人带来危险；闪电能击倒房屋，击毁电器设备，引起森林火灾，有时还会击中行人，例如有三个法国士兵在树下躲雨，雨停后，三人还不动，有人跟他们打招呼，三名士兵也不答话，一摸立刻倒地，化成灰烬，原来他们被闪电击毙了。闪电还常制造一些怪事，有的闪电火球在飞机机舱中滚来滚去，却不伤一人；有的闪电把冰箱变成了烤箱，把箱中的生食变成熟品；有的雷电将一群羊中黑色的全部击毙，而白色的却安然无恙；有的雷电将盲人复明，使聋人闻声。
闪电的颜色多种多样，有红色、绿色、白色、黄色。闪电的形状也变化莫测，有球状、枝状、串珠状。
人们最关心的是怎样躲避雷电。一般地说，遇到雷阵雨时，应待在室内，并关好门窗；如在野外，不要靠近高大的物体，如旗杆和大树等；在空旷的地方要蹲在地上，仅用双脚触地；避免接近金属物体；人群要及时散开；游泳者和划船者要尽快离开水面；要关闭电器，拔掉插销；不要打电话。工厂企业、大型室外电器设备、高大建筑物如水塔、烟囱等要安装避雷针。
知识点人工降雨
人工降雨，是根据不同云层的物理特性，选择合适时机，用飞机、火箭向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂，使云层降水或增加降水量，以解除或缓解农田干旱、增加水库灌溉水量或供水能力，或增加发电水量等。中国最早的人工降雨试验是1958年在吉林省进行的，这年夏季吉林省遭受到60年未遇的大旱，人工降雨获得了成功。1987年在扑灭大兴安岭特大森林火灾中，人工降雨也发挥了重要作用。
气象灾害概说
什么是气象灾害
气象灾害，一般包括天气、气候灾害和气象次生、衍生灾害。天气、气候灾害，是指因台风、暴雨雪、雷暴、冰雹、大风、沙尘、龙卷风、大雾、高温、低温、连阴雨、冻雨、霜冻、结冰、寒潮、干旱、热浪、洪涝、积涝等因素直接造成的灾害。
被洪水浸泡的福州大学气象次生、衍生灾害，是指因气象因素引起的山体滑坡、泥石流、风暴潮、森林火灾、酸雨、空气污染等灾害。
泥石流示意图
气象灾害有20余种，主要有以下种类。
（1）暴雨：山洪暴发、河水泛滥、城市积水；（2）雨涝：内涝、渍水；
（3）干旱：农业、林业、草原的旱灾，工业、城市、农村缺水；（4）干热风：干旱风、焚风；
（5）高温、热浪：酷暑高温、人体疾病、灼伤、作物逼熟；（6）热带气旋：狂风、暴雨、洪水；
（7）冷害：由于强降温和气温低造成作物、牲畜、果树受害；（8）冻害：霜冻，作物、牲畜冻害，水管、油管冻坏；（9）冻雨：电线、树枝、路面结冰；
龙卷风（10）结冰：河面、湖面、海面封冻，雨雪后路面结冰；（11）雪害：暴风雪、积雪；
（12）雹害：毁坏庄稼、破坏房屋；
（13）风害：倒树、倒房、翻车、翻船；
（14）龙卷风：局部毁坏性灾害；
（15）雷电：雷击伤亡；
（16）连阴雨（淫雨）：对作物生长发育不利、粮食霉变等；（17）浓雾：人体疾病、交通受阻；
（18）低空风切变：（飞机）航空失事；
（19）酸雨：作物等受害。
影响中国的气象灾害有哪些
气象灾害是自然灾害中最为频繁而又严重的灾害。中国是世界上自然灾害发生十分频繁、灾害种类甚多、造成损失十分严重的少数国家之一。每年由于干旱、洪涝、台风、暴雨、冰雹等灾害危及人民生命和财产的安全，国民经济也受到了极大的损失。而且，随着经济的高速发展，自然灾害造成的损失亦呈上升发展趋势，直接影响着社会和经济的发展。那么，影响中国的气象灾害主要有哪些呢？
北方的冬旱常常造成小麦枯死影响中国的气象灾害主要有以下几种。
（1）干旱：干旱是在足够长的时期内，降水量严重不足，致使土壤因蒸发而水分亏损，河川流量减少，破坏了正常的作物生长和人类活动的灾害性天气现象。干旱的结果造成农作物、果树减产，人民、牲畜饮水困难及工业用水缺乏等灾害。干旱是影响中国农业最为严重的气象灾害，造成的损失相当严重。据统计，中国农作物平均每年受旱面积达2000万公顷，成灾面积达800万公顷，每年因旱减产平均达100亿~150亿千克，每年由于缺水造成的经济损失达2000亿元。目前，全国420多个城市存在干旱缺水问题，缺水比较严重的城市有110个。全国每年因城市缺水影响产值达2000亿~3000亿元。
（2）暴雨：暴雨是短时内或连续的一次强降水过程，在地势低洼、地形闭塞的地区，雨水不能迅速排泄造成农田积水和土壤水分过度饱和给农业带来灾害。暴雨甚至会引起山洪暴发、江河泛滥、堤坝决口，给人民和国家造成重大经济损失。中国气象部门规定，24小时降水量为50毫米或以上的雨称为“暴雨”。长江流域是暴雨、洪涝灾害的多发地区，其中两湖盆地和长江三角洲地区受灾尤为频繁。1983、1988、1991、1998和1999年等都发生过严重的暴雨洪涝灾害。
南方冰雪灾害：大雪覆盖着葱绿的树木
（3）台风：台风是一种热带气旋。热带气旋是在热带海洋大气中形成的中心温度高、气压低的强烈涡旋的统称。造成狂风、暴雨、巨浪和风暴潮等恶劣天气，是破坏力很强的天气现象。近年来，因其造成的损失年平均在百亿元人民币以上，像2004年在浙江登陆的“云娜”，一次造成的损失就超过百亿元人民币。
（4）冰雹：冰雹灾害是指在对流性天气控制下，积雨云中凝结生成的冰块从空中降落而造成的灾害。冰雹常常砸毁大片农作物、果园，损坏建筑物，威胁人类安全，是一种严重的自然灾害，通常发生在夏、秋季节里。中国冰雹灾害发生的地域很广，据统计，1993年农业因冰雹受灾面积达9900多万亩，1994年达5600多万亩。
（5）低温冷冻：低温冷冻灾害主要是冷空气及寒潮侵入造成的连续多日气温下降，致使作物损伤及减产的农业气象灾害。严重冻害年如1968、1975、1982年因冻害死苗毁种面积达20％以上。1977年10月25—29日强寒潮使内蒙古、新疆积雪深05米，草场被掩埋，牲畜大量死亡。
（6）雪灾：长时间大量降雪造成大范围积雪成灾的自然现象。雪灾的危害主要有严重影响甚至破坏交通、通讯、输电线路等生命线工程，对人民生产、生活影响巨大。2008年1月，中国南方地区出现百年罕见的大雪，湖南、贵州、湖北、安徽、江西、江苏、浙江等南方省份大范围受灾，造成的直接经济损失竟达1516亿元之多。
洪水
先说一说我们的祖先是如何跟洪水展开斗争的。在传说中夏代以前人们还生存在原始部落，当时有三代领袖：尧、舜、禹。尧把部落领袖的位置传让给舜，舜又传让给禹。舜在位时，夜间有五颗大星出现，看上去像珠子一样连成一串。舜就召来一些长者，请他们断定吉凶。长者们说：“从前在北极之外，又有大海，水浪滔天，把太阳都淹没了。海里有大鱼和巨龙，一吐气整个世界都昏暗了，一摇尾巴三山五岳都晃荡。巨龙上天时，河海的水都被搅得漫出来，这就是要发大水啊！”
这些长者说的没错，从尧在位时就发大水，给人们造成巨大灾难。尧就命令鲧去领导治水。鲧偷了天帝的土来堵埋洪水，结果越堵越厉害，九年也没取得成功。尧下令处死鲧，鲧就在羽渊这个地方溺水而死。
大禹像鲧的儿子叫禹，尧又命禹继续领导治水。到舜当首领以后，禹领着人们冒着寒风，顶着酷暑，年复一年地在地上挖大沟，凿通山川。他汲取了鲧的教训，不再用土掩水，而要用沟渠把水导走。为了凿通龙关山，从几百里外的积石山开始直到龙门要凿出一个大空穴来。禹亲自探察地形，他进入一个大山穴，里面一点光亮也没有，禹就点上火把一步一步地向前探索。这段时间里，他连昼夜都无法分辨。在他的努力下，终于弄清了地势，凿通了龙门，把河水从这里排泄出去。禹为了致力于治水大业，在丛山峻岭中领着人们一干就是十三年。这期间，他腿上的汗毛都磨光了，脚上长了厚厚的老茧，有三次他路过自己的家门，都顾不上回家去看一眼。他的妻子抱着儿子天天站在山头盼他回家，但他不治好洪水决不回家。最后，他终于让黄河水东流入海，把水利工程从陕西一带一直建设到浙江。为人类树立了不向自然力屈服，合理运用规律进行奋斗，使人类在自然力威胁下顺利生存和发展下来。
后人无限感激和怀念禹，在浙江绍兴会稽山下建了纪念他的庙。禹庙旁边有条石船，一丈（约33米）多长，相传是禹乘坐的。庙中还有铁制的鞋底，相传是禹穿用的。到了三千多年前的商周时代，人们在原始诗歌中歌颂禹的功绩，诗中唱道：“大水向东流，这都是禹的功绩。”还有一首诗唱道：“当茫茫的洪水铺天而来时，是禹治理了它，才又露出了地面的土壤。”
绍兴禹庙
直到现在，有些纪念禹的古迹还可以见到。大禹为人类幸福而献身的精神，永远激励着后来的人们。
从科学的角度上看，禹是有史记载的人类第一次同洪水搏斗，以维护人类的生存环境和条件的人，也是人类第一次化水害为水利，运用自然规律治水的人。虽然我们已经无法考证鲧和禹传说的确切性，但这些传说足以证明从远古时期起，我们的祖先就已经在争取生存的斗争中逐步摸索和掌握治洪治涝的方法，就已经开始兴建自己的水利设施了。无论是堵掩也好，还是疏浚也好，都是治理水患的最基本方法。今天世界上巨大的防波堤，拦河大坝，都是“堵”的方法的现代发展，而挖运河，疏通河道，又都是“疏”的方法的具体运用。
台风
讲完了我们的祖先和洪水搏斗的故事，我们再来看看影响我国最为严重的风灾——台风。台风大多产生在对流性云团中，因而初生台风附近有块状云团，随着台风的不断加深发展，形成了围绕台风眼区的特有的近于团环形的浓厚云区。
依据台风的卫星云图和雷达回波，气象学家发现发展成熟的台风云系由外向内有：
（1）外螺旋云带。由层积云或浓积云组成，以较小的角度旋向台风内部。
（2）内螺旋云带。一般由数条积雨云或浓积云组成的云带直接卷入台风内部。
（3）云墙。是由高耸的积雨云组成的围绕台风中心的同心圆状云带，云顶高度可达12千米以上，好似一堵高耸的云墙。
（4）台风眼区。因气流下沉，晴空无云。如果低层水汽充沛，逆温层以下也可能产生一些层积云和积云，但垂直发展不盛，云隙较多，台风区内水汽充沛，气流上升强烈，往往能造成大量降水（200～300毫米，甚至更多），降水属阵性，强度很大，主要发生在垂直云墙区以及内螺旋云带区，眼区一般无降水。
那么台风是怎样形成的呢？热带海洋上的空气因受热而对流上升，四周较冷的空气流入补充，然后再受热上升，如此循环往复，形成了热带低压。在夏秋季节，西南季风与东北信风相遇时造成扰动产生旋涡。这种扰动与对流作用相辅相成，使已形成的热带低压的旋涡继续加深，也就是使四周空气流动得更快，风速加大，于是就演变成热带风暴→强热带风暴→台风。
台风示意图
台风形成的基本条件是低空存在一个热带扰动，造成辐合流场，这是热带气旋发展的基础。有广阔的高温洋面，蒸发大量水汽到空中凝结，提供台风形成所需的巨大潜热。有一定的地转偏向力，使扰动气流渐变为气旋性旋转的水平涡旋。基本气流的风速垂直切变要小，使潜热不扩散，形成、保持暖心结构及加强对流运动。
什么地方能同时具备这些条件呢？只有在热带的海洋上。那里气温非常高，又是地球上水汽最丰富的地方。据统计，产生台风的海洋，主要有菲律宾以东的海洋、中国南海、西印度群岛以及澳洲东海岸等。这些地方海水温度比较高，也是南北两半球信风相遇的区域，因此台风就很容易产生。
产生在海洋上的台风是怎样对中国沿海地区造成影响的呢？这就要从台风的路径说起了。台风路径尽管是千变万化的，但是在相似形势和条件的影响下，还是有其共同的特征。根据它们的主要特点，可以将西太平洋台风的基本路径概括为以下三类。
第一类为西移路径：台风从菲律宾以东海面一直向西移动，经中国南海，在华南沿海和海南岛、越南沿海一带登陆。这条路径的台风对中国华南地区影响较大。
第二类为西北移路径：台风自菲律宾以东海面向西北方向移动，横穿中国台湾和台湾海峡，在闽、粤一带登陆；或者穿过琉球群岛，在江、浙沿海登陆。这条路径的台风常常侵袭中国大陆，对华东、华南均有很大的影响，所以有人称之为“登陆型台风路径”。
第三类为转向路径：台风在菲律宾以东海面先向西北方向移动，以后转向东北，呈抛物线状，是最多见的路径。如台风在远海转向，主要袭击日本或在海上消失；如台风在近海转向，大多向东北方向移动，影响朝鲜，但有一小部分在北上的后期会折向西北行，登陆于中国辽鲁沿海。冬季这类台风的转向点很偏南，有可能影响菲律宾和中国台湾一带。
台风移动路径随季节而异。一般说来，夏季台风多属路径第二类，其他季节则多属路径第一和第三类。其中从东向西的西进型路径，自冬至夏是从低纬向高纬慢慢迁移，自夏至冬又返回低纬。据统计，1—4月台风多在10°N以南西移，5—6月多在10°～15°N之间西移，7—8月主要路径显著北移，在15°～25°N之间西移影响中国。9—10月开始南退，多在15°～20°N之间西移，11—12月台风路径南退到10°～15°N之间西移。至于转向台风，各月平均转向点亦随季节变化，自冬至夏很有规律地从低纬向高纬移，盛夏达到最北，而且转向点从东向西移；自夏至冬则转向点从高纬移向低纬，从西移向东。
以上台风路径是多年平均得出的典型路径，反映了台风移动的一般规律。但实际上，在历史上台风从来没有出现过两次完全相同的路径，有些台风甚至会出现打转、摆动、准静止甚至倒退等异常路径。至于南海台风有的还会向西南，或东南方向移动。
天气预报员在预报台风的时候，总说台风“某某”会在未来多长时间内在我国东南沿海地区登陆。这是怎么回事呢？原来人们给台风起了名字。根据世界台风委员会第31届会议的决议，从2000年1月1日起，采用具有亚洲风格的名字对西北大西洋和南海生成的热带气旋进行命名，旨在帮助人们对热带气旋提高警觉，增强警报效果。
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