大学气象学第三章 习题

第三章空气温度和土壤温度
一、名词解释：
1、热容量；
2、导热率；
3、导温率；
4、土壤热通量；
5、温度日较差；
6、温度年较差；
7、感热通量；
8、干绝热递减率；
9、湿绝热递减率；10、大气稳定度；11、活动积温；12、有效积温；13、逆温。

二、填空题：
1、空气温度日变化规律是：最高温度出现在时，最低温度出现时。

年变化是最热月在，最冷月在月。

2、土温日较差，随深度增加而，极值(即最高，最低值)出现的时间，随着深度的增加而。

3、水的热容量(C)比空气的热容量。

水的导热率(λ)比空气。

粘土的热容量比沙土的要，粘土的导热率比沙土。

4、干松土壤与紧湿土壤相比： C干松土 <C紧湿土；λ干松土 <λ紧湿土土壤的春季增温和秋季的降温比较：沙土春季升温比粘土，秋季降温，沙土比粘土，沙土温度日较差比粘土要。

5、土壤温度的日铅直分布的基本型有：白天为型；夜间为型；上午
为型；傍晚为型。

6、在对流层中，若1000米的温度为16.5℃，气温铅直梯度是0.65℃/百米，到2000米处，温度应是℃。

7、温度的非周期性变化，常由而造成。

多发生在季节。

8、当rd =1℃/100米，r =0.9℃/100米，则此时的大气层结对干空气是的。

9、我国气温年较差随纬度的升高而。

10、土、气日较差，以土温，气温。

11、某地某月1～6日的日均温分别是10.2，10.1，9.9，10.5，10.0，10.2℃，若某一生物的生物学下限温度为10℃，则其活动积温为℃，有效积温为℃。

三、判断题：
1、对流层中气温随高度升高而升高。

2、我国气温的日较差，年较差都是随纬度升高而升高。

3、寒冷时期，灌水保温，是因为水的热容量大。

4、紧湿土壤，春季升温和秋季降温均比干松土壤要慢。

5、干绝热直减率：rd =0.5℃/100米；湿绝热直减率：rm=1.0℃/100米。

6、因为太阳辐射先穿进大气，再到达地面，所以地面上最高温度出现的时刻比空气的要稍后。

7、气温随高度升高而升高的气层，称为逆温层。

8、正午前后，土温随深度加深而升高。

四、选择题：
1、某时刻土壤温度的铅直分布是随着深度的增加而升高，它属于( ) 。

A、早上过渡型
B、受热(日射)型
C、放热(辐射)型
D、傍晚过渡型
2、地面温度最高时，则是( )时。

A、地面热量收支差额等于零
B、地面热量收支差额小于零
C、地面热量收支差额大于零
D、地面热量收支差额不等于零
3、由于水的热容量、导热率均大，所以灌溉后的潮湿土壤，白天和夜间的温度变化是( )。

A、白天升高慢，夜间降温快
B、白天升高快，夜间降温慢
C、白天和夜间，升温、降温都快
D、白天升高慢，夜间降温慢
五、简答题：
1、地面最高温度为什么出现在午后(13时左右)？
2、试述什么是逆温及其种类，并举例说明在农业生产中的意义。

3、离地面200米高处的气温为20℃。

此高度以上气层的气温垂直递减率平均为0.65℃/100米，试求离地面1200米高处的气温。

若1200米处空气是未饱和状态，当气块从此高度下沉至地面，其温度为多少？
4、何谓绝热变化？
5、何谓大气稳定度？如何判断大气的稳定度？
6、已知500m、1000m和2000m高处的气温分别为12.0℃，8.0℃和2.0℃，试判断500m～1000m和1000m～2000m这两层空气的稳定度。

7、通常，地气之间热量交换的方式有哪些？
8、何谓温度的铅直梯度？它和干绝热直减率、湿绝热直减率有什么不同？
参考答案
一、名词解释
1、单位体积的物质温度每变化1℃所吸收或放出的热量称为容积热容量，简称热容量。

2、指1m深度的土壤，温差为1℃，1s钟通过1m2横截面的热通量。

3、单位体积的物体，由于流入（或流出）数量为λ的热量后，温度升高（或降低）的数值。

4、单位时间、单位面积上的土壤热交换量，就是土壤热通量。

5、一日中最高温度与最低温度之差。

6、一年中最热月平均温度与最冷月平均温度之差。

7、地面与大气间，在单位时间内，沿铅直方向通过单位面积流过的热量称为感热通量。

8、这种在干绝热升降运动中气块温度随高度的变化率称为干绝热递减率，以r
表示。

d
9、这种在湿绝热升降运动中气块温度随高度的变化率称为湿绝热递减率，以r
表示。

m
10、大气稳定度是指气层稳定的程度。

11、活动积温是作物或林木某一生长发育组或整个学长发育期内全部活动温度的总和。

12、有效积温是作物或林木某一生长发育期或整个生长发育期内全部有效温度的总和。

13、气温随高度升高而升高的现象。

二、填空
1、14时，日出前后， 7月， 1月；
2、减小，推迟；
3、大，大，大，大；
4、快，快，大；
5、日射型，辐射型，上午过渡型，傍晚过渡型；
6、10℃，
7、天气突变及大规模冷暖空气入侵，春夏和秋冬之交； 8、稳定；
9、大； 10、最大，次之；
11、51℃， 1℃。

三、判断
1、错；
2、错；
3、对；
4、对；
5、错；
6、错；
7、对； 8、错。

四、选择
1、C；
2、A；
3、D。

五、简答
1、正午时虽然太阳辐射强度最强，但地面得热仍多于失热，地面热量贮存量继续增加，因此，温度仍不断升高，直到午后13时左右，地面热收入量与支出量相等，热贮存量不再增加，此时地面热贮存量才达到最大值，相应地温度才出现最高值。

2、气温随着高度升高而升高的气层，称为逆温层。

逆温的类型有辐射逆温、平流逆温、下沉逆温和锋面逆温。

农业生产中，常利用逆温层内气流铅直运动弱的特点，选择上午喷洒农药和进行叶面施肥以提高药效及肥效。

逆温层对熏烟防
霜冻也有利。

特别是晴天逆温更显著，贴近地面温度，可比2米上的气温低3～5℃，故冬季对甘薯、萝卜等晒干加工时，为防冻应将晒制品搁放在稍高处。

3、已知Z
1 =200米， Z
2
=1200米， t
1
=20℃ r=0.65℃/100米 r
d
=1℃
/100米
设1200米处气温为t
2，气块下沉至地面时的温度为t。

(1) (t
2－t
1
)/(Z
2
－Z
1
)=－r
t
2 =t
1
－r(Z
2
－Z
1
)=20°－0.65℃/100米×(1200－200)米=13.5℃
(2) (t
2－to )/Z
2
=r
d
t
o =t
2
+r
d
Z
2
=13.5℃＋1℃/100米×1200米=25.5℃
4、地面受热不均或在外力推动下，可引起空气块的铅直运动。

如气块在铅直运动中与外界不发生热量交换，也就是既无热量输入，也无热量输出，则称气块运动是绝热的。

在绝热条件下，上升的气块因外界气压减低，体积膨胀，此时气块对外作功，作功所消耗的能量以气块内能减少来补尝，从而使气块温度降低，这种气块因绝热上升而降温的现象称为绝热冷却；反之，当气块作绝热下降运动时，由于外界气压增大，气块体积被压缩，外界空气对气块作功，从而使气块内能增加温度升高，这种气块因绝热下降而增温的现象称为绝热增温。

气块在铅直运动中所发生的绝热冷却和绝热增温的变化称为空气的绝热变化，这个变化过程称为绝热过程。

实际上，气块在作铅直运动时都不是绝热的，但是在短时间内，铅直运动的气块与外界空气间的热量交换远小于气块内能的变化，所以可近似看成是绝热的。

5、大气稳定度是指气层稳定的程度。

它与气层中温度随高度的分布，即大气的温度层结有密切的关系，是空气铅直运动或对流是否发展的内因和判据，并和许多天气现象的发生有关。

大气中某高度上的气块，当它受到外力作用向上或向下运动时，如果气块逐渐减速并有返回原高度的趋势，这时大气是稳定的；如果气块加速运动并有远离原高度的趋势，这时大气是不稳定的；如果气块被外力推到任意高度，并在该处停止下来，这时大气处于中性状态。

当 r<r
m <r
d
时，不论空气是否饱和，大气都是稳定的，称为绝对稳定。

当 r>r
m >r
d
时，不论空气是否饱和，大气都是不稳定的，称为绝对不稳定。

当 r
d >r>r
m
时，未饱和空气是稳定的，对饱和空气是不稳定的，称为条件
性不稳定。

当 r=r
d
时，大气层结为中性平衡。

6、由公式r=—dt/dz 可知 500—1000m的r=—dt/dz=—（8-12）/500=0.8/100m
1000—2000m的r=—dt/dz=—（2-8）/1000=0.6/100m
再进行比较判断：γ
d ＝1℃/100米而γ<γ
d
∴在500～1000米的
气层和1000～2000米中，对干空气块是稳定状态。

若为湿空气块γ
m
＝
0.5℃/100米而γ>γ
m
∴在500～1000米的气层和1000～2000米中，对湿空气块是不稳定状态。

综合起来看为条件性不稳定。

7、在土壤和空气中，存在着多种形式的热量过程。

除分子热传导、辐射和对流这三种方式外，还存在着平流、乱流和因水的相变而引起的热量转移形式。

这些过程对土壤和空气层热状况的形成起着决定性作用。

8、温度的铅直梯度是指在垂直方向上，高度每增加100米，温度的改变值。

它与干湿绝热递减率的区别为：定义不同在干（湿）绝热升降运动中气块温度
随高度的变化率称为干（湿）绝热递减率，以r
d 、r
m
表示。

r为气块周围环境大
气层的温度变化，是一变量，针对空气块而言的。

r
d 、r
m
为空气块的温度变化，
是一常量，针对气层而言的。