气象学复习题(2012年)

第一章地球大气（8分）1、大气是由干洁大气、水汽和液态和固态微粒组成的混合物。2、什么是干洁大气：指除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒的整个混合气体；干洁大气的主要成分是氮、氧和氩。3、高层大气中的臭氧主要是在太阳紫外辐射作用下形成的，大气中臭氧浓度最大的高度是20~30km。4、大气中的臭氧的作用：1）吸收太阳紫外辐射中全部的紫外C和部分的紫外B，保留对地面生物有利的紫外A；2）同时影响大气温度的垂直分布。5、大气中二氧化碳浓度白天、晴天、夏季比黑夜、阴天、冬季小。大气中的二氧化碳的作用：1）二氧化碳是绿色植物进行光合作用不可缺少的原料；2）二氧化碳能够强烈吸收和放射地面和大气长波辐射，对地面和空气有增温效应。6、列举大气中水汽的重要作用：1）天气、气候变化的主角；2）直接影响地面和空气的温度；3）自然界中水分由海洋向陆地转移的使者；4）影响动植物的生长发育。7、列举大气中气溶胶粒子的重要影响：1）吸收太阳辐射，削弱到达地面的太阳辐射；2）吸收地面长波辐射并放射大气逆辐射，缓冲地面的辐射冷却；3）降低大气能见度；4）充当水汽凝结核，对成云致雨有重要作用。8、根据大气物理性质的垂直分布，可将大气从低到高依次分为对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。9、对流层大气的主要特点：1）集中了3/4以上的大气质量和几乎全部的水汽，是天气变化最为复杂的层次；2）温度随高度升高而降低；3）空气具有强烈的对流和乱流运动；4）气象要素的水平分布不均匀。第二章辐射（16分）1、名词解释辐射强度：单位时间内垂直投射于单位面积上的太阳辐射能称为太阳辐射强度，以S表示，单位W/m2光照度：阳光在物体表面的照度，大小决定于可见光的强弱（P56）太阳常数：当日地距离为平均值时，在被照亮的半个地球的大气上界，垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度称为太阳常数，以S0表示，通常采用1382W/m2太阳高度角：太阳平行光线与地表水平面之间的夹角称为太阳高度角，用h表示（00=h=900）可照时数：不受任何遮蔽时每天从日出到日落的总时数，以小时、分为单位（即昼长）日照百分率：是实照时数与可照时数的百分比，它的大小说明阴晴情况，数值大说明晴天多光照时间：可照时数与暮曙光的总称（日出前和日出后的一段时间内，高空大气的散射辐射仍能投射到地面，称为暮曙光，持续时间高纬长于低纬，夏季最长，冬季最短）大气质量数：指太阳辐射路径上单位截面积空气柱的质量（在标准状况下，太阳光垂直投射到地面所经过的路径中，单位截面积空气柱的质量称为一个大气质量数，是无量纲量）地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差，称为地面有效辐射地面净辐射：在单位时间内，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差，称为地面净辐射，亦称地面辐射差额光合有效辐射：能被植物吸收用于光合作用、色素合成、光周期现象和其他生理现象的太阳辐射波谱区（在这个波谱区内量子能量使叶绿素分子呈激发状态，并将自身能量消耗在形成有机化合物上），这段波普称光合有效辐射2、基尔霍夫定律、斯蒂芬-波尔兹曼定律和维恩位移定律的内容和应用（P36——38）3、太阳高度角的影响因素：1）一年中太阳直射纬度的位置；2）一天中太阳直射点的位置。正午太阳高度角的计算(P39)自己看书4、北半球昼长的变化规律：1）相同纬度，昼长随季节变化，冬短夏长，春秋介于二者间；2）夏季昼长随纬度升高而加长，冬季昼长随纬度升高而缩短，春、秋分昼长不随纬度变化，全球各纬度上均昼夜平分北半球日出日落太阳方位角的变化规律：除北极外，春分日和秋分日，日出正东，日落正西；夏半年，日出东偏北，日落西偏北；冬半年，日出东偏南，日落西偏南。5、大气对太阳辐射的减弱作用有吸收、散射和反射。影响大气对太阳辐射减弱作用的因素有大气质量数和大气透明系数。6、大气对太阳辐射的吸收具有选择性的特性，其吸收光谱主要是紫外线和红外线。7、分子散射的特点：只改变辐射的方向，使原来传播方向上的太阳辐射减弱；解释晴朗的天空呈蓝色，旭日和落日呈橘红色，阴天天空呈灰色的原因：当晴朗无云、大气干洁时，被散射的光线以波长较短的蓝光为主，故天空呈现蔚蓝色；而阴天，质点半径＞10000nm时，入射光的各种波长具有同等散射能力，散射系数不再随波长改变，称之为漫射，故呈灰白色；而清晨和傍晚时，波长较长的红光则被散射减弱得较少而蓝紫光散射损失较多，加之大气对红橙光透明度大，大气对红橙光透过得较多而对蓝紫光则透过得较少，这就是旭日及落日时因为通过的大气量大，蓝紫光被散射殆尽，遂呈现红色的原因。P448、到达地面的太阳总辐射强度取决于太阳高度角、大气质量数和大气透明系数。太阳高度角如何影响到达地面的太阳辐射强度：太阳高度角愈小，阳光穿透的大气量愈多，太阳直接辐射愈低，故太阳总辐射低；高海拔地区太阳辐射强度大的原因：海拔愈高，大气柱愈短，大气稀薄且含水量和尘粒少，太阳直接辐射愈强，散射辐射愈弱，则地面接收的太阳总辐射愈强P479、太阳辐射能主要集中在波长0.15~4μm之间，其中，可见光区的能量占总能量的50%，红外线占43%，紫外线占7%。直接辐射和散射辐射光谱与太阳高度角的关系：随着太阳高度角降低，太阳直接辐射光谱中，波长较长的部分逐渐增加，波长较短的部分逐渐减少；太阳高度角增大，散射辐射中波长较短的部分逐渐增大，波长较长的部分逐渐减少P48-4910、温室气体：指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体；大气中的温室气体主要有CO2、H2O、CH4等。11、影响地面有效辐射的因素有地面温度、空气温度、空气湿度、云况、风力、海拔、地面状况和植被等。为什么多云的夜间地面温度比晴朗的夜间高：云多云厚时，放射辐射受阻，大气逆辐射显著增强，从而地面有效辐射就减弱，地面降温慢P5112、植物光合作用中最有效的光谱成分是红橙光和蓝紫光。光合有效辐射的波长范围是380~710nm。高山地区植物矮小和花色艳丽的原因。P5313、根据植物对白昼长短的反应，植物可分为长日照植物、短日照植物和日中性植物。长、短日照植物的光周期特性及其代表植物：P55长日照植物：在植物发育前期，要在较长白昼条件下，才能进入开花结实的植物，如小麦、大麦、燕麦、马铃薯、油菜、甜菜等短日照植物：在植物发育前期，要在较短白昼条件下，才能进入开花结实的植物，如水稻、玉米、高粱、棉花、大豆、烟草、甘薯等日中性植物：对日照长短不敏感，如荞麦、茄子、黄瓜等根据长日照植物和短日照植物的开花结实与光照时间的关系，分析中纬度地区长、短日照植物的开花结实时间。（找不到..）第三章温度(13分)1、名词解释导热率（热导率）：单位时间单位面积上所传递的热量，用λ表示，单位J/（℃*cm*s）温度年较差:指一年中最热月和最冷月的平均温度之差P68干绝热变化：指干空气或未饱和湿空气团的绝热变化P77湿绝热变化：饱和湿空气团的绝热变化（气块温度随高度的变化率称为湿绝热直减率）大气稳定度：当空气团受到垂直方向上的扰动后，大气层结（温度和湿度的垂直分布）使其具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度，称为大气稳定度P79逆温：气温随高度增高而升高的现象（出现逆温的气层称为逆温层）活动温度（积温）：指作物在某时期内活动温度（高于生物学下限的日平均温度）的总和P84有效温度（积温）：指作物在某时期内有效温度（日平均温度与生物学下限温度之差）的总和三基点温度：最高温度、最适温度、最低温度（生物学零度）P832、影响土壤热容量、导热率的主要因素是：土壤孔隙度和土壤含水量，两者均随土壤孔隙度增多而减小，随土壤含水量增多而增大。解释潮湿紧密土壤温度日较差小于干燥疏松土壤的原因？P60-623、热量收支的主要方式有辐射热交换、传导热交换、流体流动热交换和潜热交换。其中，地面与近地气层之间热量交换的主要方式是辐射热交换，土壤中热交换的主要方式是传导热交换，大气中以流体流动热交换为主。4、一天中，一般地面温度的最高值出现在什么时间？为什么？P68-69一天中最高温度在地面累积热量最多时出现，一般为午后13时左右；因为在12时以后，太阳辐射开始减弱，但地面吸收的太阳辐射，与通过其他方式所得的热量之和，仍比支出的热量多，地面贮存热量还在增加，低温继续升高。到了午后一定时间以后，地面热量收支差额就会由于太阳辐射的进一步减弱和随着地面其他方式失热的增多，地面累积热量由正值变为负值，这时地面温度就开始下降。于是地面最高温度就出现在地面热量收支相抵的这个时刻5、土壤温度的垂直分布类型有日射型、辐射型、清晨过渡型和傍晚过渡型。各类型的代表时间分别是13时、01时、07时和19时。6、分析水面温度的变化比土壤表面要小得多的原因：水的如容量很大，约比土壤大一倍，热量收支相同的情况下，水面升温和降温幅度比土壤小一倍；水是半透明体，太阳辐射可透入相当深的水层中，所以水面升温比土壤表面小得多；水面消耗于蒸发的热量大于陆面，水面升温因而缓和；水是流体，具有流体的特性，它传递热量的主要方式是乱流和对流，通过乱流和对流，能将水面的热量迅速传递到相当厚的水层中；另外，水体中还有平流运动，造成热量的水平输送。因此，使水面温度的变化比土壤表面要小得多。P72-737、一天中，通常气温最高值出现在13~15时，最低值出现在日出前后。（因为地面热量传递给空气需要一定的时间，故最高、最低温度出现时间落后土壤2h左右）8、气温日较差大小受哪些因素（1-5）的影响？有何特点？P751）纬度随纬度的增大而减小2）季节一般夏季大于冬季，一年中春季最大3）地形凸出地形比平地小，低凹地形比平地大，山谷（盆地）大于山坡4）下垫面性质陆地大于海洋，干燥疏松土壤大于潮湿紧密土壤5）天气状况晴天大于阴天，大风时气温日较差小特点：一般小于土温日较差，随着距地面高度增加而减小，位相也不断落后。9、简述绝热增温和绝热冷却过程。P781）绝热增温：当气块在下降过程中，因外界气压增大，外界对气块做功，在绝热的条件下，所做的功只能用于增加气块的内能，因而气块温度升高；2）绝热降温：当气块在上升过程中，因外界气压减小，气块体积膨胀对外界做功，在绝热的条件下，做功所需的能量只能由其本身内能来负担，因此气块降温。10、大气稳定度分为稳定、不稳定和中性三种情况。如何判断大气稳定度（ϒ-温度直减率；ϒd-干绝热直减率；ϒm-湿绝热直减率）：P80-811）ϒ越大，大气越不稳定2）当ϒϒm时，气层绝对稳定3）当ϒϒd时，气层绝对不稳定4）当ϒmϒϒd时，对未饱和气团是稳定的，对饱和气团是不稳定的“头重脚轻”气层容易发生对流运动的原因。某地在200米处气温为19.9℃，在1300米处气温为7.8℃。试求200～1300米气层中干空气块的大气稳定度。（哥也不会！！！！）11、按形成原因，逆温可分为辐射逆温、平流逆温、湍流逆温和下沉逆温等。辐射逆温的特点:冬季比夏季强，山区比平原强P8212、三基点温度是指最高温度、最适温度和最低温度。13、积温在农业中的应用：1）农业气候热量资源的分析2）作物引种的科学依据3）农业气象预报服务P87第四章大气中的水分（13分）1、名词解释水汽压：空气中由水汽所产生的分压强称为水汽压饱和水汽压：水汽含量恰好达到该温度条件下的最大限度，这时的空气称为饱和空气，此时的水汽压称为饱和水汽压相对湿度：空气中实际水汽压与同温下饱和水汽压的比值称为相对湿度，用百分数表示露点温度：在空气中水汽含量不变和气压一定的条件下，通过降低温度而使空气达到饱和时的温度称为露点温度，简称露点露：当地面或地物表面经辐射冷却，使贴地层温度下降到露点温度以下时，如果露点在0℃以上，水汽凝结成水滴，即露（露点在0℃以下，水汽凝华成疏松结构的白色冰晶，为霜）雾：当近地气层的温度下降到露点温度以下，空气中的水汽凝结成小水滴或凝华成冰晶，弥漫在空气中，使水平能见度小于1km的现象即为雾辐射雾：夜间由于地面辐射冷却，使近地气层温度降低到露点温度以下而形成的雾称为辐射雾（“雾罩晴天”即是指辐射雾）P100降水量：自云中降落到地面的固态或液态水，未经蒸发、渗透和流失，