大气物理学题库_答案

大气物理学题库答案二、填空题1.氮气、氧气、氩气（或N2、O2、Ar）2.原始大气、次生大气、现代大气3.基尔霍夫定律、普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩定律。

4. 核化（或填异质核化）、凝结、碰并、连锁；5. 水云、冰云、混合云；6. 色；7. 爱根核，大核，巨核； 8. 增加空气中的水汽、降温。

9. CO2、O3；10. 瑞利散射， 米散射， 几何光学散射；11. 宇宙射线 地壳αβγ射线作用 大气中放射性元素 12. 低气压、高气压、低压槽、高压脊、鞍型气压场 13. Kirchhoff （或基尔霍夫） 14. 紫外光、红外光15. 辐射平衡、热量平衡， 潜热 、感热，太阳辐射，大气 。

16. 高压、低压17. 冷却、增湿、冷却、增湿 18. 日地平均距离大气上界19. 比湿 、 混合比 、 水汽密度 、 露点 、 相对湿度 。

20. 状态（变化）、 层结 。

21. 对流层 、平流层 、 中层、热层 、外层。

22.绝热上升膨胀冷却 、辐射冷却、平流冷却 、 混合冷却 。

（降温过程很多，写出其中四种即可）23.0>∂∂zθ、0<∂∂z se θ 。

24. 大气温度直减率 ，干绝热递减率，湿绝热递减率。

25. TSP 、 降尘 、PM10 。

（任意写出其中的三种）（可在TSP 、降尘、PM10、PM2.5、尘粒、粉尘、灰、飞灰、总灰等中任选三个） 26. 虚温 。

27. 8 ， 等温 。

28.29. 。

30. 31. 太阳散射辐射，瓦/米2 。

32. 行星反照率 。

33. 热流量。

34. 100035. 大气压力是指 单位面积上 直至 大气上界 整个空气柱的 重量 ，是气象学中极其重要的一个物理量。

常用的单位有： Pa 、 hPa 、 毫巴（标准大气压） 等。

标准大气状态下，我们假设海平面气压为 1000hPa ，1.5km 高度气压为 850 hPa ，5.5km 高度气压为 500hPa 。

36. 水汽混合比是指 水汽 的质量与 干空气 的质量比，比湿是指 水汽 的质量与湿空气 的质量比。

37. 绝热过程指系统与外界 没有热量交换 的过程。

干绝热过程指 没有相变发生的的绝热过程。

位温指把空气块 干绝热膨胀 或 压缩 到标准气压时应有的温度。

38. 大气窗区是指 8-12μm 波段的 长波 辐射。

39. 光学厚度是指沿辐射传输路径上， 单位截面积上 所有 吸收和散射物质 产生的总削弱。

40.大气按照温度随高度的变化分为对流层、平流层、中间层、热和外层,其中极光出现在热层。

41.气象要素是表征大气状态和现象的物理量。

例如温度、湿度、气压、风都是常规气象要素。

42.大气静力学方程的导数形式是dp/dz=-ρg ，该方程适用于静止大气大气，和一般大气，不适用于垂直运动强的大气。

43.地面天气图是等高面图，在地图上绘制等压线图；高空天气图是等压面，其上绘制等高线。

（填空选项：等高面，等压面，等高线，等压线）44.位温是气块经过干绝热过程，气压变为1000 时，气块所具有的温度。

45.由于大气对8-12微米的辐射的吸收很弱，因此地面发出的该波段范围的长波辐射可顺利地被发送到宇宙空间。

46.地球表面的辐射差额（净辐射）就是地面所吸收的太阳短波辐射和地面放出的有效辐射之差。

在夜间，表面的辐射差额是负值，则地面降温。

47.谱线增宽的因素有自然增宽、压力增宽、多普勒增宽,其中在实际大气中增宽中压力增宽和多普勒增宽同时存在，在大气低层，谱线的增宽主要由压力增宽决定。

高层的谱线增宽由多普勒增宽。

48.使空气达到饱和的途径有降温、增湿。

在自然界中形成云雾的主要降温过程主要以绝热膨胀降温为主。

49.在讨论大气的压强随高度的变化关系时，根据应用的需要将温度和密度作了一些假设，进而产生了三种具有广泛应用的大气模式，分别为等温大气模式、多元大气模式、均质大气模式。

50.世界气象组织对标准大气的定义是，能够粗略地反映出周年、中纬度状况，得到国际上承认的，假定的大气温度、密度和气压的垂直分布。

51.大气对辐射的吸收具有选择性，吸收长波辐射的主要气体是水汽，其次是二氧化碳和臭氧。

52.按照尺度数可以将散射分为三类，分别是瑞利散射、米散射和几何光学散射，其中气溶胶粒子对可见光的散射属于米散射。

53.在Ｔ－ｌｎＰ中，气块温度随高度的变化曲线称为状态曲线，周围大气温度随高度的变化曲线称为层结曲线。

三、名词解释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.峨眉宝光：在多雾的山上早晨或傍晚，当观测者站在山上，日光从他背后射向他前面的密云或浓雾时，他可能看到云雾幕上出现一个人影，且围绕在人影四周有一圈的彩色光环。

这种光象常出现在四川峨眉山，故称为峨眉宝光。

S,06. 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。

7. 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。

8. 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。

9. 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。

10. 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。

11. 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。

12. 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。

'0llex ex k dl k dl δρ==⎰⎰13. GPS 测湿原理：如果GPS 接收机所在位置是事先测定的，只要知道各颗GPS 星的轨道参数，地面接收机和各卫星之间的直线距离L 是可以算出的，通过计算L 和所测伪距之差即可得到由于大气影响所带来的延迟。

延迟的大小包含有大气结构的信息，可用来作为大气探测的一种方法，尤其是用于测量大气水汽含量。

14. 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。

15. 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。

干绝热过程是可逆过程。

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，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。

16. 湿球温度是在等压绝热蒸发过程中，系统内的液态水蒸发使空气降温，达到饱和时空气所具有的温度，是这个过程中的最低温度。

这是理论上的湿球温度，也称等压湿球温度。

17. 低层大气是一个干绝热气层，此时只要低层有一点扰动，空气就能上升，若水汽含量较大，上升到某一高度就会发生凝结。

这个凝结高度称为对流凝结高度。

18. 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。

19. 相对大气质量的准确定义，是指日光自θ角倾斜入射时与自天顶入射时的光学厚度之比。

20. 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(δ0-δ) 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，0S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。

21.空中如有薄云存在，而且这种云主要由冰晶组成，由于冰晶对日光或月光的折射，就会引起一系列光学现象，统称为晕。

22.散射效率因子是粒子的散射截面与粒子几何截面之比。

23.辐射差额：系统或物体收入辐射能与支出辐射能的差值。

24.湿空气定压降温达到饱和时的温度称为露点Td。

25.气层的温度直减率小于干绝热直减率而大于湿绝热直减率时的状态（γd>Γ>γ s）。

即对未饱和空气，大气层结是稳定的。

26.根据正负面积的大小，可将潜在不稳定型再分成真潜不稳定和假潜不稳定两种。

若大气低层的湿度大，则气块能很快达到凝结高度，并容易被抬升到自由对流高度LFC以上，此时LFC以上的正面积大于LFC以下的负面积，即对流有效位能CAPE 大于对流抑制能量CIN，有利于对流发展甚至雷暴的形成，这是真潜不稳定型。

27.LFC高度以下的负面积区称为对流抑制能量CIN。

CIN的物理意义是：处于大气底部的气块要能到达自由对流高度，至少需从其它途径获得能量的下限。

28.异质核化：水汽在气溶胶粒子和离子上的汽—粒转化。

29.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。

这是一个开放系的不可逆过程，称为假绝热过程。

30.水汽同质核化：在纯净的空气中，靠水汽分子随机碰撞、相互结合而生成云的胚胎，这种过程称为水汽同质核化。

31.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；32.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。

33.假湿球位温:空气由原来的状态A沿干绝热线上升，到达抬升凝结高度C后再沿假绝热线下降到原来的气压处B，则B处的温度即为假湿球温度,从假湿球温度Tsw 沿着假绝热线降到1000hPa处所具有的温度。