气象学习题(有答案)

第一章大气

一、名词解释题：

1. 干洁大气：除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气，称为干洁大气。

2. 下垫面：指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。

3. 气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。

二、填空题：

(说明：在有底线的数字处填上适当内容)

1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是：

(1) 、(2) 、氩和(3) 。

2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的(4) 。

3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收(5) 辐射。

4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上(6) ，夏天比冬天(7) 。

5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。

6. 根据大气中(9) 的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。

7. 在对流层中，温度一般随高度升高而(10) 。

8. 大气中对流层之上的一层称为(11) 层，这一层上部气温随高度增高而(12) 。

9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高(13) 千米。

答案：(1)氮(2)氧(3)二氧化碳(4)紫外线(5)长波(6)低(7)低(8)水汽(9)温度(10)降低(11)平流

(12)升高(13)1200

三、判断题：

(说明：正确的打“√”，错误的打“×”)

1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中，它可以吸收太阳辐射中的紫外线。

2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。

3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。

4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季。

5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。

6. 平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运动。

7. 热成层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。

答案：1.对，2.错，3.错，4.对，5.错，6.对，7.对。

四、问答题：

1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化？

答：大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。植物在太阳辐射的作用下，以二氧化碳和水为原料，合成碳水化合物，因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳；同时，由于生物的呼吸，有机物的分解以及燃烧化石燃料等人类活动，又要产生大量的二氧化碳。这样就存在着消耗和产生二氧化碳的两种过程。一般来说，消耗二氧化碳的光合作用只在白天进行，其速度在大多数地区是夏半年大，冬半年小；而呼吸作用等产生二氧化碳的过程则每时每刻都在进行。所以这两种过程速度的差异在一天之内是不断变化的，在一年中也随季节变化，从而引起二氧化碳浓度的日变化和年变化。

在一天中，从日出开始，随着太阳辐射的增强，植物光合速率不断增大，空气中的二氧化碳浓度也随之不断降低，中午前后，植被上方的二氧化碳浓度达最低值；午后，随着空气温度下降，光合作用减慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗减少；日落后，光合作用停止，而呼吸作用仍在进行，故近地气层中二氧化碳浓度逐渐增大，到第二天日出时达一天的最大值。

在一年中，二氧化碳的浓度也主要受植物光合作用速率的影响。一般来说，植物夏季生长最旺，光合作用最强，秋季最弱。因此二氧化碳浓度秋季最小，春季最大。

此外，由于人类燃烧大量的化石燃料，大量的二氧化碳释放到空气中，因而二氧化碳浓度有逐年增加的趋势。

2. 对流层的主要特点是什么？

答：对流层是大气中最低的一层，是对生物和人类活动影响最大的气层。对流层的主要特点有：

(1)对流层集中了80%以上的大气质量和几乎全部的水汽，是天气变化最复杂的层次，大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气层内；

(2) 在对流层中，气温一般随高度增高而下降，平均每上升100米，气温降低0.65℃，在对流层顶可降至－50℃至－85℃；

(3) 具有强烈的对流运动和乱流运动，促进了气层内的能量和物质的交换；

(4) 温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀，这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的

不均匀性而产生的。

五、复习思考题：

1. 臭氧在大气中有什么作用？它与平流层温度的铅直分布有什么关系？

2. 二氧化碳的日年化、年变化和长期变化的特点如何？为什么会有这样的变化？

3. 为何气象学中将大气中含量并不太大的水汽看作是一种重要的成分？

4. 大气在铅直方向上分层的依据是什么？

5. 大气在铅直方向上可分为哪几层？其中最低的一层有什么特点？

6. 根据气体的状态方程，说明当一块空气的温度比同高度上周围空气温度高或低时，这块空气在铅直方向上的运动情况。

7. 根据状态方程，比较同温同压下干、湿空气密度的差异。

第二章辐射

一、名词解释题：

1. 辐射：物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由辐射所传输的能量称为辐射能，有时把辐射能也简称为辐射。

2. 太阳高度角：太阳光线与地平面的交角。是决定地面太阳辐射通量密度的重要因素。在一天中，太阳高度角在日出日落时为0，正午时达最大值。

3. 太阳方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的交角。以正南为0，从正南顺时钟向变化为正，逆时针向变化为负，如正东方为－90°，正西方为90°。

4. 可照时间：从日出到日落之间的时间。

5. 光照时间：可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光照射的时间之和。

6. 太阳常数：当地球距太阳为日地平均距离时，大气上界垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度。其值为1367瓦•米-2 。

7. 大气质量数：太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气铅直厚度的比值。

8. 直接辐射：以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射。

9. 总辐射：太阳直接辐射和散射辐射之和。

10. 光合有效辐射：绿色植物进行光合作用时，能被叶绿素吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成分。

11. 大气逆辐射：大气每时每刻都在向各个方向放射长波辐射，投向地面的大气辐射，称为大气逆辐射。

12 . 地面有效辐射：地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，即地面净损失的长波辐射。

13. 地面辐射差额：某时段内，地面吸收的总辐射与放出的有效辐射之差。

二、填空题：

1. 常用的辐射通量密度的单位是(1) 。

2. 不透明物体的吸收率与反射率之和为(2) 。

3. 对任何波长的辐射，吸收率都是1的物体称为(3) 。

4. 当绝对温度升高一倍时，绝对黑体的总辐射能力将增大(4) 倍。

5. 如果把太阳和地面都视为黑体，太阳表面绝对温度为6000K，地面温度为300K，则太阳表面的辐射通量密度是地表面的(5) 倍。

6. 绝对黑体温度升高一倍时，其辐射能力最大值所对应的波长就变为原来的(6) 。

7. 太阳赤纬在春秋分时为(7) ，冬至时为(8) 。

8. 上午8时的时角为(9) ，下午15时的时角为(10) 。

9. 武汉(30°N)在夏至、冬至和春秋分正午时的太阳高度角分别为(11) ，(12) 和(13) 。

10. 冬半年，在北半球随纬度的升高，正午的太阳高度角(14) 。

11. 湖北省在立夏日太阳升起的方位是(15) 。

12. 在六月份，北京的可照时间比武汉的(16) 。

13. 在太阳直射北纬10°时，北半球纬度高于(17) 的北极地区就出现极昼。

14. 由冬至到夏至，北半球可照时间逐渐(18) 。

15. 光照时间延长，短日照植物的发育速度就会(19) 。

16. 在干洁大气中，波长较短的辐射传播的距离比波长较长的辐射传播距离(20) 。

17. 随着太阳高度的降低，太阳直接辐射中长波光的比(21) 。

18. 地面温度越高，地面向外辐射的能量越(22) 。

19. 地面有效辐射随空气湿度的增大而(23) ，随地面与空气温度之差的增大而(24) ，随风速的增大而(25) 。

20. 地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差称为(26) 。

答案：(1)瓦.米－2 ；(2)1；(3)绝对黑体；(4)15；

(5)160000；(6)二分之一；(7)0°；(8)－23°27'；

(9)－60°；(10)45°；(11)83°27'；(12)36°33'；

三、选择题：

(说明：在四个答案中，只能选一个正确答案填入空格内。)

1. 短日照植物南种北引，生育期将________。

A. 延长；

B.缩短；

C. 不变；

D.可能延长也可能缩短。

2. 晴朗的天空呈蓝色，是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光________较多的结果。

A. 吸收；

B. 散射；

C. 反射；

D.透射。

3. 对光合作用有效的辐射包含在________中。

A. 红外线；

B. 紫外线；