南京信息工程大学大气物理学期末复习题库

1.大气气溶胶：含有分散、悬浮的固态和液态粒子的大气称为大气气溶胶。2.大气窗：大气中主要吸收气体对长波辐射的吸收有明显的选择性，在某些波段有强的或较强的吸收带，二者这些吸收带之间有些很弱的准透明区，称为“大气窗”，为8-12微米波段。地面发生的长波辐射可以透过大气射向太空。3.位温：位于任意温压状态（P，T）下的空气，干绝热移动到P=1000hpa处具有的温度称为位温。4.梯度风：在水平面上沿曲线运动的空气，在水平气压梯度力、科里奥利力和离心力的平衡下的风称为梯度风。5.以表示大气上界在日地平均距离d0时，与日光垂直平面上的太阳分光辐照度，此时的太阳积分辐照度称为太阳常数。6.辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能，单位为W.m-2。7.由于云和气溶胶（特别是火山灰）对太阳辐射的强散射作用，导致到达地面的太阳辐射能减少，称为阳伞效应或反射效应。8.焚风效应：潮湿的气流经过山脉时被强迫抬升，达到凝结高度后水汽就凝结而形成云。气流继续上升后其温度将按假绝热减温率变化，凝结出的水分部分或甚至全部降落。气流越过山顶以后，由于水分已全部降落或部分降落，将干绝热下沉或先湿绝热下沉待剩余水分蒸发完后再干绝热下沉。因此，在山前山后的同一高度上，气流的温度、湿度都不同，背风面出现了温度高、湿度小的干热风。9.假相当位温：空气由原来的状态沿干绝热过程上升，到达抬升凝结高度LCL后再沿假绝热过程上升到水汽全部凝结脱离，再按干绝热过程下降到1000hPa处所具有的温度。10.大气透明窗：在地气辐射中的8~12um波段，大气的吸收作用很弱，地面长波辐射可以透过此窗口发送到宇宙空间。11.光学厚度：沿辐射传输路径，单位截面上所有吸收和散射物质产生的总削弱。是无因次量。'00llexexkdlkdl12.抬升凝结高度：未饱和湿空气块被外力强迫抬升时，因为上升速度快，可以认为是绝热的。此时气块内的水汽压随着环境气压的减小而减小，与此对应，露点也降低。气块上升时的干绝热减温率远大于它的露点递减率，气块的温度和露点将逐渐接近，在某一高度达到饱和并发生凝结。这个湿空气块因绝热抬升而达到饱和的高度称为抬升凝结高度。13.维恩位移定律：1893年维恩从热力学理论推导出黑体辐射光谱极大值对应的波长λmax和温度的乘积为一常数。由此可知，若黑体温度越高，则λmax愈小，故称维恩位移定律。14.相对大气质量的准确定义，是指日光自角倾斜入射时与自天顶入射时的光学厚度之比。15.若要把漫射辐射当作平行辐射处理，应当将其光学厚度加大1.66倍。其原理是清楚的，因为(0)是这一层大气的垂直光学厚度，垂直方向辐射的光学路径最短，而其它方向的路径都要加长，其吸收当然也增加了。作为对各个方向的积分，其最终效果是加大1.66倍，因此也有人把β称为漫射因子。16.散射效率因子是粒子的散射截面与粒子几何截面之比。17.湿空气定压降温达到饱和时的温度称为露点Td。18.假绝热过程：如果在饱和气块上升过程中，凝结物一旦形成便全部从气块中降落，在气块下沉时必然会沿着干绝热过程变化，无法再回到原来的状态。这是一个开放,0S0S系的不可逆过程，称为假绝热过程。19.大气压强：某高度的大气压强是指在该高度单位截面积的垂直空气柱的重量；20.露点温度：在水汽含量不变的条件下，使湿空气等压冷却到相对于平的纯水面为饱和时的温度。21.静力能：气快的焓与重力位势之和。即静力能=h+Φ=CpT+gz。22.干洁大气：不含水汽和悬浮颗粒物的大气称为干洁大气23.标准大气：所谓标准大气，就是能够粗略地反映出周年、中纬度状况的，得到国际上承认的，假定的大气温度、压力和密度的垂直分布。24.净辐射：系统或物体收入辐射能与支出辐射能的差值25.比湿：水汽与湿空气的质量比。26.多元大气：气温随高度线性变化的大气。27.瑞利（Rayleigh）散射：分子散射的光的强度（决定于体积散射系数）与波长的4次方成反比。波长短的光散射多，波长长的波散射少。28.混合比：水汽与干空气的质量比。29.霜点：湿空气在水汽含量不变的条件下，等压降温达到相对于纯冰平面饱和的温度。30.光学质量：辐射传输路径上单位截面气柱内所包含吸收或散射气体的质量。31.行星反照率：地球-大气系统的反照率称为行星反照率，它表示射入地球的太阳辐射被大气、云及地面反射回宇宙空间的总百分数。32.海陆风：在晴朗小风的气象条件下，海岸边界层内常观测到向岸风和离岸风的交替变化。白天边界层下部的气流来自海面，称为海风；夜间则风向相反，称为陆风。33.辐射通量：是指单位时间内通过某曲面的辐射能，单位为W34.大气逆辐射：大气辐射一部分向上进入太空，一部分向下到达地面，向下到达地面的大气辐射称为大气逆辐射35.散射：是指微粒把入射到其上的辐射重新向各方向辐射出去的一种现象。36.地面有效辐射：地面辐射和地面所吸收的大气逆辐射之差。37.平流雾：由暖湿空气平流到冷的下垫面上，经冷却而形成的雾38.虚温：虚温是关于温度、水汽压和压强的函数。为了能在湿空气状态方程中使用Rd，并且使其与干空气状态方程具有类似的简单形式所引入的参量。定义式为VeT=T(1+0.378)p39.位势高度：重力位势与标准重力加速度的比值。40.干绝热温度直减率：气块在干绝热升降过程中，其温度随高度的变化率-dT/dz称为干绝热递减率。41.辐射平衡：物体的辐射收入与支出相等。42.湿绝热过程：有相变发生的绝热过程。43.地面总辐射：到达地面的太阳直接辐射与散射辐射之和称为地面总辐射。44.均质大气：密度不随高度变化的大气。45.酸雨：pH值小于5.6的降水46.光化学烟雾：由汽车、工厂等排放的碳氢化合物和氮氧化合物等一次污染物在阳光的作用下发生复杂的光化学反应，生成臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物混合形成有害的光化学烟雾。47.大气流体静力平衡：大气处于静止时垂直气压梯度力与重力相平衡。48.热岛效应：城市地区由于人口稠密，工业集中，造成温度高于周围地区的现象。一、简答题1.请简述水成云降水形成的机制。水成云中，云滴的增长主要通过凝结过程和重力碰并过程来完成。水成云形成之后，水汽在凝结核上凝结成云滴并继续由凝结过程增大，但其增长速度随着云滴增大而变慢。当云滴长大到10μm以上时，凝结过程基本就不起作用了。这是重力碰并过程开始启动，而且随着云滴的长大，其增长速度越来越快。当云滴增大到一定程度，上升气流无法托住云滴时，大云滴就会脱离云滴而降落成雨。2.什么是气旋？什么是反气旋？在我国境内通常有哪几种气旋？他们对我国天气有何影响？在北半球的低气压区附近，空气围绕低气压中心成反时针方向流动（旋转），称为气旋。而在高气压区附近空气围绕高压中心成顺时针方向旋转，称为反气旋。在我国境内通常有华北气旋、东北低压、江淮气旋和西南低涡。它们常常带来大风、降水等天气。3.锋面定义：（1）冷、暖两种不同性质气团之间的狭窄过渡带。（2）大气热力学场和风场具有显著变化的狭窄倾斜带。锋面分为：冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋。他们是根据峰在移动过程中冷、暖气团所占有的主次地位来划分的。在锋面移动过程中，如果冷气团起主导作用，冷气团推动暖气团向暖气团一侧移动，这类锋面称为冷锋。如果锋面移动过程中，暖空气团起主导作用，暖气团推动冷气团向冷气团一侧移动，这类锋面称为暖锋。当冷、暖气团的势力相当时，锋面的移动十分缓慢或相对静止，这种锋面称为准静止锋。有冷锋赶上暖锋或者两条冷锋迎面相遇叠并而成的锋面称为锢囚锋。4.在天空有卷层云时，有可能观测到晕。因为卷层云中有大量的冰晶，太阳（或月亮）的光通过冰晶时会发生折射而产生色散，使得地面上的观测者看到日（月）周围出现以日（月）为中心的彩色光圈、光弧、光柱或光斑。这就是晕。5.对臭氧洞成因的研究目前主要在两个方面：（1）大气动力学原因：南极冬季环极涡旋的作用。大气动力学过程本身不会破坏臭氧，但它能将臭氧重新分布；另外，特殊的气象条件（极涡、严寒、平流层云等）能促进化学原因对臭氧的破坏。（2）大气化学原因：氟氯烃(CFC)等化合物对臭氧的破坏作用。大气污染物质如氟氯烃(CFC)和溴化烃(halons)等人造化合物中释放的氯和溴对臭氧有破坏作用。因此平流层云有利于氟氯烃(CFC)化合物对臭氧的破坏过程。6.大气气溶胶概念及气溶胶粒子在大气过程中的作用（1）气溶胶是指悬浮在气体中的固体和(或)液体微粒与气体载体组成的多相体系。（2）气溶胶粒子在云雾降水、大气辐射、大气光、电等大气物理过程中起着重要的作用：在云雾降水中的作用，对大气辐射过程的影响，对大气光学特性的影响，对大气电学特性的影响，在大气化学过程中的作用。7.在绝热过程中，若讨论的是未饱和湿空气（无相变），这样的过程称为干绝热过程。假如在上升过程中是绝热的，全部凝结水都保留在气块内，当气块下沉时凝结的水分又会蒸发，仍然沿着绝热过程回到原来的状态，这个过程就是可逆的,称为可逆的饱和绝热过程或可逆的湿绝热过程，又简称湿绝热过程。与上述情况相反，如果在饱和气块上升过程中，凝结物一旦形成便全部从气块中降落，并带走一些热量（不过此热量极少），在气块下沉时必然会沿着干绝热过程变化，无法再回到原来的状态。这是一个开放系的不可逆过程，严格来说也不是绝热的，所以称为假绝热过程。8.黑体辐射基本定律及其意义：普朗克定律揭示了绝对黑体辐射率随波长变化的函数关系。绝对黑体的辐射光谱对于研究一切物体的辐射规律具有根本的意义。基尔霍夫定律，它将物体的吸收能力和放射能力联系了起来，只要知道了某种物体的吸收率，也就知道了它的比辐射率；特别是它将各种物体的吸收、放射能力与黑体的放射能力联系了起来，这是很有意义的。维恩位移定律，在一定温度下，绝对黑体的与辐射本领最大值相对应的波长λ和绝对温度T的乘积为一常数。斯蒂芬波尔兹曼定律，绝对黑体的积分辐出度与其温度的4次方成正比。9.解释天空颜色：大气的散射系数是和波长有关的。分子大气的散射系数和波长的4次方成正比。故大气对波长较短的光的散射能力大于波长较长的光，散射光的峰值波长就比入射光要偏向短波方向，使天空散射光呈蓝色。若空气中的气溶胶含量较多，在构成天空散射光中所起的作用较大时，由于其散射光波长依赖关系较小，天空的蓝色就较淡甚至呈现灰白色。10.按温度的垂直分布，对流层和平流层具有哪些变化特征？对流层1)、温度随高度的增加而降低，气温递减率Γ为6.5℃/km；2)、对流层中的垂直运动显著。3)、集中了80%的大气质量和几乎全部水汽4)、云雾降水均发生在此层5)、受地表影响最强烈，空气属性的水平分布很不均匀平流层1)25km以下温度递减率接近零，25km以上温度随高度明显增加2)平流层气流运动主要以水平运动为主.3)水汽极少，颗粒物极少，能见度极好。4）大气污染物进入平流层后能长期存在11.按温度的垂直分布特点可将地球大气分成哪几层？各层温度随高度如何变化？对流层、平流层、中间层、热层、外层。温度变化：减小---增加---减小---增加---不变。12.图略。大小关系：TswTTse13.什么是压高公式?讨论压高公式时通常使用哪三种模式大气?说出三种模式大气的定义，并画出三种模式大气中气压随高度变化曲线示意图。压高公式：气压与高度的函数关系表达式均质大气：空气密度不随高度变化的大气等温大气：气温（或虚温）不随高度变化的大气多元大气：气温（或虚温）随高度线性变化的大气示意图：均质大气-线性减小，有上界等温大气-指数减小，无上界多元大气-幂函数减小，有上界，高于均质大气的上界14.农业上使用熏烟法防止霜冻，说明其道理。熏烟可以增加大气逆辐射，从而减小地面有效辐射，减小地面降温率，防止夜间地面气温低于霜点，这就是农业上使用熏烟法防止霜冻的道理。15.未饱和湿空气绝热上升时为何会降温？未饱和湿空气绝热上升时为何会发生凝结？气块上升时由于周围大气的气压越来越低，气块为了与周围气压相平衡就不断膨胀对外作功，消耗气块自身的内能，这个过程会使气块降温。气块上升过程中由于绝热