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。P44

7、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P48-49

9、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 。