气象学复习题2012(完整版)

第一章地球大气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？干洁大气的主要成分是氮、氧和氩。

干洁大气是除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。

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、大气中的臭氧具有什么作用？大气中的臭氧对紫外线有着极其重要的调控作用，能够强烈吸收太阳紫外辐射。

1）从气象的角度来看臭氧吸收太阳紫外辐射对高层大气有明显的增温作用，形成了平流层逆温，在25km 以上气温随高度增加而显著升高，在50km附近形成了一个暖区；2）从地面生物的角度来看，大气臭氧层有着极为重要的保护作用，避免大量紫外线到达地面而对地面生物造成伤害，而透过少量紫外线则能够对植物形成有利的影响并杀灭一些有害病菌。

5、大气中二氧化碳浓度白天、晴天、夏季比黑夜、阴天、冬季小。

大气中的二氧化碳具有什么作用？1）对紫外线有着极其重要的调控制作用；2）对高层大气有明显的增温作用；3）绿色植物进行光合作用不可缺少的原料；4）强烈吸收长波辐射（地面辐射、大气辐射），使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。

6、列举大气中水汽的重要作用。

水是实际大气中唯一能在自然条件下发生气、液、固三态相变的成分，故在天气、气候变化中扮演了十分重要角色。

水汽的相变会引起云、雾、雨、雪、霜、露等一系列的天气现象产生，并伴随热能的释放和吸收，导致地表和大气内部的水分和热量的输送和交换，进而在世界各地形成各种各样的天气和气候。

同时，水汽还能能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对对地面存在保温效应。

因此，大气中水汽含量的多少对地面和大气的温度状况有着重要的影响。

7、列举大气中气溶胶粒子的重要影响。

1）吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射；2）缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量；3）降低大气透明度，影响大气能见度；4）充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。

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、对流层大气有哪些主要特点？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，主要天气现象均发生在此层；2）温度随高度升高而降低；（平均高度每升高100m，气温下降0.65℃。

）3）空气具有强烈的直运动和不规则的乱流运动；4）各种气象要素的水平分布不均匀。

第二章辐射1、名词解释太阳辐射强度、可照时数、光照时间、太阳常数、太阳高度角、地面有效辐射、地面净辐射、光合有效辐射太阳辐射强度：单位时间内投射到单位面积上的太阳辐射能量，单位W〃m-2可照时数：不受任何遮蔽时每天从日出到日落的总时数。

光照时间/昼长：日出至日末的时数。

太阳常数：当地球位于日地平均距离时(约为1.496×108km)，在地球大气上界投射到垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度。

以S0表示，目前我国采用的数值为1382W/m2太阳高度角：太阳光线与地表水平面之间的最小夹角。

(0°≤h≤90° h大于90 °取补角) 地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。

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，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，称生理辐射（PAR）。

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，故这段波普称光合有效辐射。

2、太阳高度角的影响因素。

正午太阳高度角的计算。

太阳高度角的影响因素：1）一年中太阳直射纬度的位臵；2）一天中太阳直射点的位臵。

正午太阳高度角的计算：课本(P39),分别计算春分日、夏至日和冬至日广州、上海和北京的正午太阳高度角。

（广州：23N，上海：31N，北京：40N）3、北半球昼长的变化规律。

北半球日出日落太阳方位角的变化规律。

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。

4、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。

5、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。

6、分子散射的特点，分子散射造成的大气现象有哪些。

解释晴朗的天空呈蓝色，旭日和落日呈橘红色的原因。

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；晴朗的天空呈蓝色，旭日和落日呈橘红色的原因：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。

P447、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？太阳总辐射与太阳高度呈正相关关系。

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；8、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P48-499、什么是温室气体？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。

10、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，地面辐射受阻，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。

11、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 。

第三章温度1、名词解释导热率、温度年较差、干绝热变化、湿绝热变化、大气稳定度、逆温导热率（热导率）：指物体在单位厚度间、保持单位温度差时，其相对的两个面在单位时间内通过单位面积的热流量，用λ表示，单位J/（m·S·℃）(或Ｗ/（m·℃）)温度年较差：指一年中最热月和最冷月的平均温度之差干绝热变化：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：处在静力平衡状态中的大气，空气因受外力因子的扰动后，大气层结（温度和湿度的垂直分布）有使其返回或远离原来平衡位置的趋势或程度，称之为大气静力稳定度P79 逆温：在一定条件下，气温随高度的增高而增加，气温直减率为负值的这种现象称为逆温。

（出现逆温的气层称为逆温层）γ＜02、影响土壤热容量、导热率的主要因素是什么？解释潮湿紧密土壤温度日较差小于干燥疏松土壤的原因。

影响土壤热容量、导热率的主要因素是土壤含水量和土壤孔隙度，它随随土壤含水量增多而增大，导致潮湿土壤表层昼夜温差变化比较小；它土壤孔隙度增加而减小，导致孔隙度大的的干燥土壤昼夜温差大。

故潮湿紧密土壤温度日较差小于干燥疏松土壤。

3、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时左右原因：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。

水的热容量很大，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。

8、气温日较差大小受哪些因素的影响？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，这种因气块下沉而使温度上升的现象，称为绝热增温。

；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，这种因气块绝热上升而使温度下降的现象，称为绝热冷却。

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？“头重脚轻”气层容易发生对流运动的原因。

（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ϒ<ϒm时，气层绝对稳定3）当ϒ>ϒd时，气层绝对不稳定4）当ϒm<ϒ<ϒd时，对未饱和气团是稳定的，对饱和气团是不稳定的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。