气象学复习资料

第一章引论

1.气候与天气的不同有哪些？

天气：一个地方某一瞬间大气状态和大气现象的综合称为天气。

气候：一个地方多年间发生的天气状态，既包括平均状态又包括极端状态。

2.大气垂直分层的依据是什么？各层的主要特点有哪些？

大气垂直分层依据：大气温度铅直分布，扰动分布，电离现象等。

各层特点：

对流层：气温随高度升高而降低。上升100m降低0.65度。

空气具有强烈的对流运动。

温度和湿度水平分布不均。

平流层：平流层下层，气温随高度不变或略有上升；

25-30km，气温升高较快；平流层顶，气温约升至-3~-17度。

空气铅直运动远比对流层弱，以水平运动为主。

气流平稳，天气晴好，适宜飞机飞行。

水汽、尘埃含量极少，基本无云。

中间层：气温随高度又迅速降低。

出现铅直运动。

顶部逆温。

热成层：（热层、暖层、电离层）

空气稀薄

空气处于高度电离状态

随高度增加气温迅速升高。

极光现象

外层：温度高，空气粒子运动速度很快。

地球引力小，因而大气质点不断向星际空间散逸。

3.气温直减率的定义。气温直减率大于零、小于零、等于零分别表示什么？

气温垂直递减率：在垂直方向每变化100M气温的变化值。

气温直减率大于零，气温随高度增加而降低。

气温直减率小于零，气温随高度增加而增高。这时称为逆温层。

气温直减率等于零，气温不随高度变化。这时称为等温层。

4.名词解释

饱和水汽压：在一定温度下，空气中水汽达到最大含量时的水汽压力。

相对湿度：空气中实际水汽压与同温下饱和水汽压的百分比。

露点：当空气中水汽含量不变时，且气压一定时，使气温降低到达水汽饱和时的温度。

饱和差：在某一温度下空气的饱和水汽压与空气中实际水汽压之差。

云：悬浮在大气中的小水滴、冰晶，或两者混合组成的可见聚集体，底部不与地面相接，并有一定厚度。

降水：地面从大气中获得的水汽凝结物，总称为降水。

5.饱和水汽压和温度、相对湿度有何关系？

在气压一定的条件下，饱和水汽压是随温度升高而很快增大的；

当空气饱和时：U=100%；未饱和时： U<100%；过饱和时： U>100%

6.如何用饱和差、露点温度来判断空气距离饱和的程度？

d=ew-e d>0未饱和 d=0已饱和 d<0过饱和

t>td未饱和 t=td已饱和 t

7.已知气温和相对湿度后，如何得出饱和水汽压、水汽压、饱和差、露点温度。

详见课本P8-9 公式1-4 1-5 1-8

露点温度：

第二章第三章

1、名词解释：太阳常数、大气透明度（P）、太阳高度、太阳直接辐射、大气逆辐射、大气之窗。

太阳常数：在日地平均距离条件下，地球大气上界垂直于太阳光线的面上所接受到的太阳辐射通量密度，称为太阳常数，以S0表示。

大气透明度：当太阳在天顶时，即m=1时，到达地面与太阳光直射面上的太阳辐射通量密度S与大气上界太阳常数S0之比，可表示为：P=S/S0

太阳高度：是太阳高度角的简称。太阳高度是太阳光线和观测点

地平线间的夹角，以h表示。

太阳直接辐射：太阳以平行光方式投射到与光线相垂直的面上的辐射，称为太阳直接辐射。

大气逆辐射：大气辐射朝向四方，其中向下的部分，称为大气逆辐射。

大气之窗：地球辐射中波长为8.5-11微米波段的辐射几乎没有为大气所吸收而能全部透过并进入太空,像大气为这个波段长开了一个窗子,故名为"大气之窗"。

2、为什么地面和大气的辐射是长波辐射？为什么说地面辐射是大气的主要能量来源？

（1）长波辐射是波长大于4μm的辐射。由于地面和大气的温度（变化与200—300k）远比太阳温度低，所以地面和大气发射能量的绝大部分（99%）是波长4—40μm范围内的长波辐射。

（2）①对流层大气能吸收的太阳辐射是很少的。

太阳辐射有各种波段，主要集中在紫外线、可见光、红外线，其中被对流层水汽二氧化碳吸收的红外线的辐射能力较弱，紫外、可见的辐射能力较强，但是紫外线大部分被平流层的臭氧吸收，而辐射能力较强的可见光基本能透过大气直接射向地面，使地表增温。

②地面辐射主要是长波辐射，大部分被对流层大气吸收，使大气增温。

所以说地面辐射是对流层大气的直接热源。

3、太阳高度角的计算公式中都包括哪些要素？如何计算到达地

面的直接辐射、总辐射、反射率、大气透明度、地面吸收的总辐射？

太阳高度角的计算公式如下：sinh=sinφ·sinδ+cosφ·cos δ·cosω

φ是维度，δ是赤纬（太阳倾角或日偏角），ω是时角。

Sb=So·pm·cosz

St=Sb+Sd-Sr

r=Sr/St

P=S/So

St=Sb+Sd-Sr

4、影响直接辐、射散射辐射的因子有哪些？

（见第5题）

5、到达地面的太阳总辐射由哪两部分组成？试比较二者的异同。

到达地面的太阳辐射能，由太阳直接辐射和漫射辐射两部分组成。

6、什么叫地面有效辐射？地面有效辐射的概念和公式。有哪些影响因子？

地面有效辐射是地面发射的长波辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，以Ln表示，有Ln=Lo—La 地面有效辐射的大小随地面温度、气温、空气湿度以及云的状况而变化。

7.地面净辐射的概念，地面净辐射的公式和各项的意义。

单位时间，单位面积的水平地表面吸收的辐射能与损失的辐射能之差，称为地面积辐射（B）B=(Sb+Sd)·（1-r）-Ln或B= Sb+Sd-Sr- Lo+La

其中Sb代表太阳直接辐射通量密度，Sd代表漫射辐射通量密度，r是反射率，Sr地面反射的太阳直接辐射通量密度，Ln是地面有效辐射（地面发射的长波辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，即Lo-La）。

8.土壤温度的铅直变化类型有哪些？画图并说明。

有两种基本型和两种过度型，基本型是日射型和辐射型，过渡型是早上过渡型和傍晚过渡型。如图