零基础气象学

为什么会起风？水汽为什么会变成云？同样很热的一天，为什么有时下雷雨、有时没有？ 这本书从这些问题出发。你不需要修过气象学、热力学或流体力学，也不需要先会使用 Cesium。

30 节短课分成六段：先认识空气与能量，再理解水汽、浮力与风，把这些机制组合成天气系统，最后学习观测、预报与证据判断。每节推进一个核心问题，并提供有答案的自检。

这本书怎样照顾零基础

• 先说直觉，再写公式。 新出现的量会交代中文、英文、符号与单位；“气压”“梯度”“绝热”都从头解释。
• 数学按需补。 基本运算、比例、图的横纵轴会在课内说明；用到指数、向量或变化率时给出读法和例子。第一遍可以先读直觉与例子，再回来核对式子。
• 一次只改变一个条件。 六个实验把空气柱、湿度、气块温度、力平衡和预报分歧变成能调节的图，不需要安装软件。
• 区分三件事。 实际观测、用于理解机制的理想模型、拟真合成案例各自标明。某个图看起来像天气，并不意味着它能预报天气。

建议怎样读

从第 1 节：气象学研究什么开始，每次读一到两节，先回答自检，再展开答案。前 15 节的概念会反复使用，建议按顺序读；后面可按兴趣选择天气系统与观测内容。

看到一个公式时，先问三个问题：每个符号是什么？单位是什么？哪个量改变时，结果朝哪个方向变？ 能回答这三个问题，比立即背下公式更有用。

学完后，你应能解释基础天气机制，读懂简单天气图，区分高度层、变量与单位，并在证据不足时保留不确定性。这是一条完整的入门路径；更深入的动力气象学与数值模式推导留在后续学习建议。

01

空气与能量

从身边的空气开始

1. 01气象学研究什么
2. 02单位、比例与模型
3. 03气压是一柱空气的重量
4. 04温度、热量与能量
5. 05太阳辐射与能量收支

02

水汽与垂直运动

理解云和降水的前提

1. 06相对湿度与露点
2. 07蒸发、凝结与潜热
3. 08上升空气为何冷却
4. 09稳定度与浮力
5. 10云滴怎样变成降水

03

风与大气环流

力怎样改变空气的运动

1. 11气压梯度怎样推动空气
2. 12地球自转与科里奥利力
3. 13地转风、摩擦与实际风
4. 14辐合、辐散与涡度
5. 15全球环流与急流

04

天气系统

把局部机制连接成天气

1. 16气团与锋
2. 17温带气旋与天气演变
3. 18对流与雷暴
4. 19热带气旋与季风
5. 20山地、海陆风与局地天气

05

观测与预报

知道图上是什么，也知道缺了什么

1. 21观测怎样代表大气
2. 22阅读地面图与高空图
3. 23阅读探空与垂直结构
4. 24雷达与卫星看到了什么
5. 25数值天气预报如何工作

06

证据与综合应用

带着不确定性解释天气

1. 26集合预报与不确定性
2. 27气象格点、垂直层与变量
3. 28从天气到气候
4. 29用证据解释一场天气
5. 30综合练习与继续学习

随时可用的入口

六个交互实验 · 中英文术语与符号 · 资料与模型说明

学习天气如何发生之后，可以用 Cesium 与 WebGIS 教程理解这些量如何映射到地球和屏幕。