大气物理学题库答案

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大气物理学试题及答案

大气物理学试题及答案

大气物理学试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 大气中水汽含量的增加会导致:A. 气温升高B. 气温降低C. 气压升高D. 气压降低答案:A2. 下列哪项不是大气中的主要气体?A. 氮气B. 氧气C. 二氧化碳D. 氦气答案:D3. 大气层中臭氧层的作用是:A. 吸收紫外线B. 反射红外线C. 吸收红外线D. 反射紫外线答案:A4. 以下哪项不是大气环流的主要驱动力?A. 地球自转B. 地球公转C. 太阳辐射D. 地壳运动答案:D5. 以下哪种天气现象与大气中的水汽凝结有关?A. 闪电B. 龙卷风C. 雾D. 地震答案:C二、填空题(每题2分,共10分)1. 大气层的厚度约为________公里。

答案:10002. 地球大气层中,________层是天气变化的主要区域。

答案:对流3. 云的形成是由于大气中的水汽在________过程中凝结成水滴或冰晶。

答案:冷却4. 地球的大气层由外向内依次为________、平流层、对流层。

答案:电离层5. 太阳辐射到达地球表面的能量中,大部分是________波长的光。

答案:可见三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述大气中温室效应的作用及其对全球气候的影响。

答案:温室效应是指大气中的温室气体(如二氧化碳、甲烷等)吸收和重新辐射地球表面的热量,导致地球表面温度升高的现象。

这种效应对全球气候有显著影响,可能导致全球变暖、极端天气事件增多、海平面上升等一系列环境问题。

2. 描述大气环流的基本过程。

答案:大气环流是指大气中大规模的气流运动。

基本过程包括:太阳辐射加热地表,地表加热大气,造成不同地区温度差异,进而产生气压差异,驱动大气流动。

这些流动在地球自转和科里奥利力的作用下形成全球性的环流模式,如哈德来环流、费雷尔环流等。

3. 解释什么是锋面,并说明其在天气变化中的作用。

答案:锋面是指冷暖气团相遇时形成的边界。

在天气变化中,锋面是导致降水、风暴等天气现象的主要因素。

09秋大气系09级普通物理(1-3)试题A卷参考答案

09秋大气系09级普通物理(1-3)试题A卷参考答案

兰州大学2009 ~ 2010 学年第 1 学期期末考试试卷( A 卷)课程名称:普通物理(1/3)任课教师:学院:专业:年级:姓名:校园卡号:一.选择题(20分)1.一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度为v=2m/s, 瞬时加速度为a= -2m/s2, 则一秒钟后质点的速度 A(A)等于零.(B) 等于-2m/s.(C) 等于2m/s.(D) 不能确定.2.质点作半径为R的变速圆周运动时,加速度大小为(v表示任一时刻质点的速率D(A)d v/d t.(B) v2/R.(C) d v/d t+ v2/R.(D) [(d v/d t)2+(v4/R2)]1/2.3.已知水星的半径是地球半径的0.4倍, 质量为地球的0.04倍, 设在地球上的重力加速度为g , 则水星表面上的重力加速度为 B(A)0.1g.(B) 0.25g.(C) 4 g.(D) 2.5g.4.对于一个物体系来说,在下列条件中,哪种情况下系统的机械能守恒?C(A)合外力为零.(B)合外力不作功.(C)外力和非保守内力都不作功.(D) 外力和保守内力都不作功.5.关于刚体对轴的转动惯量,下列说法中正确的是 C(A) 只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关.(B) 取决于刚体的质量和质量的空间分布,与轴的位置无关.(C) 取决于刚体的质量,质量的空间分布和轴的位置.(D) 只取决于转轴的位置,与刚体的质量和质量的空间分布无关.6.有一半径为R的水平圆转台,可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动, 转动惯量为J, 开始时转台以匀角速度ω 0转动,此时有一质量为m的人站住转台中心,随后人沿半径向外跑去,当人到达转台边缘时, 转台的角速度为 A(A)Jω 0/(J+mR2) .(B) Jω 0/[(J+m)R2].(C) Jω 0/(mR2) .(D) ω 0.7.关于温度的意义,有下列几种说法:B(1) 气体的温度是分子平动动能的量度.(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现,具有统计意义.(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同.(4) 从微观上看,气体的温度表示每个气体分子的冷热程度.上述说法中正确的是(A)(1)、(2)、(4) .(B)(1)、(2)、(3) .(C)(2)、(3)、(4) .(D) (1)、(3)、(4) .8.两容器内分别盛有氢气和氦气,若它们的温度和质量分别相等,则: A(A)两种气体分子的平均平动动能相等.(B) 两种气体分子的平均动能相等.(C) 两种气体分子的平均速率相等.(D) 两种气体的内能相等.9.把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开, 使摆线与竖直方向成一微小角度θ, 然后由静止放手任其振动, 从放手时开始计时, 若用余弦函数表示其运动方程,则该单第1页第2页摆振动的初位相为 C (A) θ .(B) π. (C) 0 . (D) π/2.10.一机车汽笛频率为750 Hz , 机车以时速90公里远离静止的观察者,观察者听到声音的频率是(设空气中声速为340m/s) :B(A) 810 Hz . (B) 699 Hz . (C) 805 Hz .(D) 695 Hz . 二.填空题(20分) 1.悬挂在弹簧上的物体在竖直方向上振动,振动方程为y=A sin ω t ,其中A 、ω均为常量,则(1) 物体的速度与时间的函数关系为 v=A ωcos wt ; (2) 物体的速度与坐标的函数关系为 v 2 =A 2ω2 –y 2ω2. 2.一质点沿半径为R 的圆周运动, 在t = 0时经过P 点, 此后它的速率v 按v =A+B t (A 、B 为正的已知常量)变化, 则质点沿圆周运动一周再经过P 点时的切向加速度a t = B , 法向加速度a n = v 2/R+4πB . 3.半径为20cm 的主动轮,通过皮带拖动半径为50cm 的被动轮转动,皮带与轮之间无相对滑动, 主动轮从静止开始作匀角加速转动. 在4s 内被动轮的角速度达到8πrad/s,则主动轮在这段时间内转过了 20 圈. 4.一飞轮以角速度ω 0绕轴旋转, 飞轮对轴的转动惯量为J 1;另一静止飞轮突然被同轴地啮合到转动的飞轮上,该飞轮对轴的转动惯量为前者的二倍,啮合后整个系统的角速度ω = ω0/3 . 5.在容积为10-2m 3的容器中,装有质量100g 的气体,若气体分子的方均根速率为200m/s ,则气体的压强为 Pa 51034⨯ . 6.若某种理想气体分子的方根速率2v =450m/s,气体压强为p =7×104Pa ,则该气体的密度为ρ= 1.04kg/m 3 .7.在相同的温度和压强下,各为单位体积的氢气(视为刚性双原子分子气体)与氦气的内能之比为 5/3 ,各为单位质量的氢气与氦气的内能之比为 10/3 . 8.一作简谐振动的振动系统,其质量为2kg,频率为1000Hz,振幅为0.5cm,则其振动能量为 1002πJ .9.一简谐波的频率为5×104Hz, 波速为1.5×103m/s,在传播路径上相距5×10-3m 的两点之间的振动相位差为 3/π .10.相对于空气为静止的声源振动频率为νs ,接收器R 以速率v R 远离声源,设声波在空气中传播速度为u , 那么接收器收到的声波频率νR = uv u v Rs - . 三.计算题(60分) 1.一质点在x 轴上作加速运动,开始x=x 0,v=v 0,求: (1)设a=kt,其中k 是任意常量,求任意时间的速度和位置。

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大气物理学题库答案1.氮气、氧气、氩气(或N2、O2、Ar)2.原始大气、次生大气、现代大气3.基尔霍夫定律、普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩定律。

4.核化(或填异质核化)、凝结、碰并、连锁;5.水云、冰云、混合云;6. 色;7. 爱根核,大核,巨核; 8. 增加空气中的水汽、降温。

9. CO2、O3;10. 瑞利散射, 米散射, 几何光学散射;11. 宇宙射线 地壳αβγ射线作用 大气中放射性元素 12. 低气压、高气压、低压槽、高压脊、鞍型气压场 13. Kirchhoff (或基尔霍夫) 14. 紫外光、红外光15. 辐射平衡、热量平衡, 潜热 、感热,太阳辐射,大气 。

16. 高压、低压17. 冷却、增湿、冷却、增湿 18. 日地平均距离大气上界19. 比湿 、 混合比 、 水汽密度 、 露点 、 相对湿度 。

20. 状态(变化)、 层结 。

21. 对流层 、平流层 、 中层、热层 、外层。

22.绝热上升膨胀冷却 、辐射冷却、平流冷却 、 混合冷却 。

(降温过程很多,写出其中四种即可)23.0>∂∂zθ、0<∂∂z se θ 。

24. 大气温度直减率 ,干绝热递减率,湿绝热递减率。

25. TSP 、 降尘 、PM10 。

(任意写出其中的三种)(可在TSP 、降尘、PM10、PM2.5、尘粒、粉尘、灰、飞灰、总灰等中任选三个) 26. 虚温 。

27. 8 , 等温 。

28.29. 。

30. 31. 太阳散射辐射,瓦/米2 。

32. 行星反照率 。

33. 热流量。

34. 100035. 大气压力是指 单位面积上 直至 大气上界 整个空气柱的 重量 ,是气象学中极其重要的一个物理量。

常用的单位有: Pa 、 hPa 、 毫巴(标准大气压) 等。

标准大气状态下,我们假设海平面气压为 1000hPa ,1.5km 高度气压为 850 hPa ,5.5km 高度气压为 500hPa 。

大气物理辐射课后习题

大气物理辐射课后习题

习题1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2,请计算:①太阳表面的辐射出射度;②全太阳表面的辐射通量;③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。

①辐射出射度(P66):辐射通量密度(W/m 2) 任意距离处太阳的总辐射通量不变:()()2200200221122872441.4961013676.96106.31610ss s s sr F d S d S F r mW mmW mππ--Φ===⨯⨯=⨯≈⨯②()228722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410ss sr F mW mWπ-Φ==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯③()262226103.1415926 6.371013673.8445104.5310e smW mr S Wπ--⨯⨯⨯=Φ⨯=⨯答案:①6.3⨯107W/m 2;②3.7⨯1026W ;③4.5⨯10-10, 约占20亿分之一。

2、设大气上界太阳直接辐射(通量密度)在近日点时(d 1=1.47⨯108km )为S 1,在远日点时(d 2=1.52⨯108km )为S2,求其相对变化值121S S S -是多大。

答案:6.5%同1(1):221122122112122224414141.471 1.5210.93530.0647d S d S S S S S S d d ππππ=-=-=-=-≈-=3、有一圆形云体,直径为2km ,云体中心正在某地上空1km 处。

如果能把云底表面视为7℃的黑体,且不考虑云下气层的削弱,求此云在该地表面上的辐照度。

174W/m 2云体:余弦弦辐射体+立体角 根据:202/4c o s c o s s in 2T F L d L d d Lπππθθθθϕπ=Ω==⎰⎰⎰又由绝对黑体有4TF TL σπ==所以此云在该地表面上的辐照度为()448221 5.66961072732174TE W mσ--==⨯⨯⨯+=4、设太阳表面为温度5800K 的黑体,地球大气上界表面为300K 的黑体,在日地平均距离d 0=1.50×108km 时,求大气上界处波长λ=10μm 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。

气象学习题库(附答案)

气象学习题库(附答案)

气象学习题库(附答案)一、单选题(共100题,每题1分,共100分)1.飞行员想要了解航线高度的风场形势和气压系统的分布情况,他应参考A、卫星云图B、高空风及温度预报图C、相应高度的等压面图正确答案:C2.空中等压面图的黑色线和红色实线所表示的分别是A、等压线和槽线B、等高线和等温线C、等压线和等温线正确答案:B3.哪种云会导致最强烈的颠簸A、塔状云B、雨层云C、积雨云正确答案:C4.若飞机进入雷暴云下的下冲气流中,将会碰上A、飞机乱流B、逆风切变C、垂直风切变正确答案:C5.下述何种情况说明飞机从一种气团进入了另一种气团?A、在短时间内温度和风向都有明显变化B、穿过了高空急流C、飞过山区时碰上了扰动气流正确答案:A6.容易生成辐射雾的地区是A、湖面上B、陆上潮湿的谷地C、山岗上正确答案:B7.地转偏向力在风的形成中的作用是A、使风速减小B、对风向和风速都没有影响C、使风向偏转正确答案:C8.在下面何种条件下能形成霜A、聚集层的温度低于周围空气的露点,且露点温度低于冰点B、聚积层有露水,且温度低于冰点C、聚集层的温度在冰点或低于冰点,并有小水滴落下正确答案:A9.低层重要天气预报的高度规定是A、从FL100至FL210B、从地面至10000mC、从地面至FL100正确答案:C10.与逆温层相联系的大气特征是A、不稳定的空气层B、高度升高温度降低C、稳定的空气层正确答案:C11.METAR ZGGG 120800Z 05004MPS 280V100 7000-TSRA FEW(cb)BKN030 31/24 Q1013 TEMPO 2000 TSRA SCT026CB BKN030 在以上的METAR报中,FEW(cb)BKN030的含义是A、少云(积雨云),多云,云底高900米B、少云(积雨云),多云,云底高3000米C、少云(积厢云),阴天,能见度900米正确答案:A12.地球表面热力性质差异大的地区容易产生的垂直运动是A、系统性垂直运动和波动B、乱流和对流C、波动和乱流正确答案:B13.卷云在可见光云图和红外云图上的颜色分别是A、黑色、白色B、灰色、白色C、白色、灰色正确答案:B14.在北半球与低压区有关的空气环流是A、向内、向上和沿反时针方向B、向外、向下和沿顺时针方向C、向外、向上和沿顺时针方向正确答案:A15.根据地面天气图上分析的等压线,我们能决定出A、降水区域B、气压梯度C、槽线位置正确答案:B16.若在海平面1000英尺高度上地面空气湿度为70℉,露点为48℉,那么积雨云云底端大概在什么高度A、海平面以上4000英尺的高度B、海平面以上5000英尺的高度C、海平面以上6000英尺的高度正确答案:C17.哪种雾依赖于风而形成并存在?A、蒸汽雾和地面雾B、辐射雾和冰雾C、平流雾和上坡雾正确答案:C18.在各个天气报告点之间,()导致高度表设定的变化A、地形高度变化B、科氏力(即地球自转偏向力)C、地表不等温度的变化正确答案:C19.以下哪种因素对飞机的颠簸强度无影响?A、飞行速度B、飞机的翼载荷C、大气温度正确答案:C20.与锋面活动有关的低空风切变,其特征是A、由于暖锋移速较慢,故不会出现低空风切变B、锋面两侧温差越大、移速越快,则风切变越强C、在冷锋移近机场时,低空风切变已经过去正确答案:B21.飞机表面出现的冰珠说明A、在较高高度有逆温现象,伴随冻雨出现B、本地有雷暴C、冷锋过境正确答案:A22.在夏季暖气团不稳定时,在静止锋的层状云系中可产生()。

(完整版)大气科学练习题及答案..

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一、地球大气的成分及分布1、现代地球大气的主要成分是(C)A、H2、He和COB、CO2、CH4、NH3和H2OC、N2和O22、已知气压为p(hPa),气温为t(℃)时:试求该干空气的密度ρd(kg/m3)的表达式;试求相同温压条件下,水汽压为e(hPa)的湿空气密度ρ(kg/m3)的表达式。

3、两块气团的相对湿度分别为36%和78%,其中含有较多水汽的是(C)A、相对湿度为36%的气团B、相对湿度为78%的气团C、条件不足,无法确定4、未饱和湿空气块绝热抬升,下列湿度参量中随之增大的是(B)A、露点温度B、相对湿度C、比湿D、水汽压5、地球大气的演化大体上可分为原始大气、次生大气和现代大气三个阶段,次生大气主要成分是CO2、CH4、(H20)和(NH3)等6、已知湿空气气温为t(℃),比湿为q(g/kg),其虚温的表达式为7、对于地球大气中对流层臭氧的来源,以下说法错误的是(D)P20A、平流层臭氧是以扩散和湍流方式输送来的B、对流层大气中发生的光化学反应C、雷暴闪电、有机物氧化生成D、分子氧吸收波长小于0.24微米紫外辐射离解为原子氧,此后原子氧在第三种中性粒子的参与下与分子氧结合形成臭氧。

8、何为干洁大气?若按浓度分类,干洁大气可分为几部分,主要成分分别是?答:除水汽以外的纯净大气即是干结大气。

主要成分、微量成分、痕量成分9、已知某气块的温度为15℃,气压为1015hPa,混合比为0.01g/g,求该气块的饱和水汽压、水汽压、相对湿度、绝对湿度和比湿的大小。

10、(B)在大气中所占比例很小,却是大气中很活跃的成分A、惰性气体B、水汽C、臭氧D、气溶胶11、气溶胶粒子也称为大气粒子。

按尺度大小分为三类,不包括以下哪类(A)A、小核(r<0.1)B、大核(0.1<r<1)C、巨核(r>1)D、爱根核(r<0.1)12、臭氧主要分布在(10-50km)高度的平流层大气中,极大值在(20-30km)之间。

关于大气物理学题库_答案

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大气物理学题库答案1.氮气、氧气、氩气(或N2、O2、Ar)2.原始大气、次生大气、现代大气3.基尔霍夫定律、普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩定律。

4.核化(或填异质核化)、凝结、碰并、连锁;5.水云、冰云、混合云;6.色;7.爱根核,大核,巨核;8.增加空气中的水汽、降温。

9.CO2、O3;10.瑞利散射,米散射,几何光学散射;11.宇宙射线地壳αβγ射线作用大气中放射性元素12.低气压、高气压、低压槽、高压脊、鞍型气压场13.Kirchhoff (或基尔霍夫)14.紫外光、红外光15.辐射平衡、热量平衡,潜热、感热,太阳辐射,大气。

16.高压、低压17.冷却、增湿、冷却、增湿18.日地平均距离大气上界19.比湿、混合比、水汽密度、露点、相对湿度。

20.状态(变化)、层结。

21.对流层、平流层、中层、热层、外层。

22.绝热上升膨胀冷却、辐射冷却、平流冷却、混合冷却。

(降温过程很多,写出其中四种即可)23. 0>∂∂z θ、0<∂∂zseθ 。

24. 大气温度直减率 ,干绝热递减率,湿绝热递减率。

25. TSP 、 降尘 、PM10 。

(任意写出其中的三种)(可在TSP 、降尘、PM10、PM2.5、尘粒、粉尘、灰、飞灰、总灰等中任选三个) 26. 虚温 。

27. 8 , 等温 。

28.29. 、分子散射(或瑞利散射)。

30. 波长、红外光、紫外光。

31. 太阳散射辐射,瓦/米2 。

32. 行星反照率 。

33. 热流量。

34.100035. 大气压力是指 单位面积上 直至 大气上界 整个空气柱的 重量 ,是气象学中极其重要的一个物理量。

常用的单位有: Pa 、 hPa 、 毫巴(标准大气压) 等。

标准大气状态下,我们假设海平面气压为 1000hPa ,1.5km 高度气压为 850 hPa ,5.5km 高度气压为 500hPa 。

36. 水汽混合比是指 水汽 的质量与 干空气 的质量比,比湿是指 水汽的质量与 湿空气 的质量比。

大气物理试题样本

大气物理试题样本

成都信息工程学院考试试卷2010 ——2011学年第 1 学期课程名称:大气物理学使用班级:大气本科(2009级)试卷形式:开卷闭卷√试题一二三四五六七八九十总分得分一、填空(每空2分,共24分)1、最初太阳系各行星大气形成时都应以轻元素为主,但经过几十亿年演化后,各内行星上的原始大气因表面高温和太阳风作用很快消散,形成行星内部火山喷发和化学过程产生的第二代大气—以为主,而外行星由于温度低,离太阳远,仍以H、、Ne、等原始大气成分为主。

2、已知某湿空气气温为t℃,比湿为qg/kg,其虚温表达式为T v=。

3、地球大气的演化大体上可分为原始大气、次生大气和现代大气三个阶段,次生大气主要成分是CO2,CH4, 和等。

4、大气在垂直方向上受到和的作用并达到平衡时,称为大气处于流体静力平衡状态。

5、气压为P hPa,温度等于T K时,垂直气压梯度表达式为: ,计算气压等于1000百帕,温度等于0℃条件下,在地表附近高度每上升100米,气压降低百帕?6、通常痕量气体的浓度以ppm或µg/Nm3表示,已知SO2分子量为64,则在标准条件下,1ppm 的SO2的浓度为 µg/Nm3,反之,1 µg/Nm3的SO2浓度为 ppm。

二、名词解释(每个3分,共15分)1、相对湿度:2、气象能见距:3、气团变性:4、锋:5、多元大气:三、单项选择(每空3分,共15分)1、按大气热力结构,可将大气分成对流层、平流层、中层、热层等,以下各项中哪个不是平流层的特点:()A、大气很稳定,垂直运动很微弱;B、很少有云出现,仅有时早晚可观测到贝母云;C、水汽、尘埃少,透明度较高,加之气流稳定,很适于飞机飞行;D、大气温度随高度降低,垂直温度廓线也存在着明显的纬度和季节的变化;2、绝热可逆过程为一过程,绝热等压过程为一过程。

()A、等吉布斯函数,等熵;B、等熵,等焓;C、等焓,等熵;D、等焓,等吉布斯函数;3、对于地球大气中对流层臭氧的来源,以下说法错误的是:()A、平流层臭氧以扩散和湍流方式输送来的;B、对流层大气中发生的光化学反应;C、雷暴闪电、有机物氧化生成;D、分子氧吸收波长小于0.24μm紫外辐射离解为原子氧,此后原子氧在第三种中性粒子的参与下与分子氧结合形成臭氧;4、有甲、乙两地,在气压相同的高度上甲地的虚温都比乙地的高10℃,问两地1000百帕至500百帕的厚度相差多少?何地等压面间厚度大?()A、203位势米,乙地;B、203米,甲地;C、203米,乙地;D、203位势米,甲地;5、根据标准大气的规定,在11gpkm以下为,11~20gpkm为,20~47gpkm为。

复旦大学大气科学试题答案

复旦大学大气科学试题答案

复旦大学大气科学试题答案一、选择题1. 大气中的水汽主要来源于:A. 植物蒸腾B. 陆地蒸发C. 海洋蒸发D. 地下水蒸发2. 以下哪种现象不属于大气环境问题?A. 雾霾B. 酸雨C. 温室效应D. 潮汐现象3. 大气垂直分层中,温度随高度增加而上升的层是:A. 对流层B. 平流层C. 中间层D. 热层4. 地球表面风的形成主要是由于:A. 地形差异B. 气压差异C. 湿度差异D. 温度差异5. 气象学中,用来描述空气湿度的物理量是:A. 相对湿度B. 绝对湿度C. 饱和湿度D. 露点温度二、填空题1. 大气中的温室气体主要包括二氧化碳、__________、甲烷等。

2. 大气环流的形成主要是由于地球的__________和__________所引起的。

3. 在气象学中,__________是指在一定时间内,空气柱状区域内所含水汽的质量。

4. 气压带的分布从赤道向两极依次为:赤道低压带、副热带高压带、__________、副极地低压带和极地高压带。

5. 气象雷达是通过发射__________波来探测大气中物体的位置和运动状态的。

三、简答题1. 请简述大气中的温室效应及其对地球环境的影响。

2. 描述大气环流的基本模式及其对全球气候的影响。

3. 说明气象卫星在现代气象观测中的作用和意义。

四、论述题1. 分析城市热岛效应的成因及其对城市环境和人类生活的影响。

2. 探讨气候变化对农业生产的影响,并提出应对策略。

五、计算题1. 假设某地海平面气压为1013.25百帕,温度为20℃,相对湿度为50%,计算该地的饱和水汽压和实际水汽压。

2. 根据风速和风向的数据,计算某地区一天内的风能潜力。

请注意,以上内容仅为示例,实际试题答案应以复旦大学大气科学专业实际考试内容为准。

中科院大气物理研究所大气物理1996-2014年考博试题及答案--自己总结

中科院大气物理研究所大气物理1996-2014年考博试题及答案--自己总结

备注:红色字体P37表示在《大气物理学》书中第37页,另外本文档中试题答案为自己总结的。

中科院大气物理研究所大气物理1996-2014年考博试题及答案 2014年一、名词1、标准大气:(P37)标准大气,又称“参考大气”。

能够反映某地区(如中纬度)垂直方向上气温、气压、湿度等近似平均分布的一种模式大气。

它能粗略地反映中纬度地区大气多年年平均状况,并得到一国或国际组织承认。

2、天电:(P407)天电是指大气中放电过程引起的脉冲电磁辐射,其中闪电是主要的天电源。

3、莫宁-奥布霍夫长度:(P248)4、云凝结核:(P320)5、光化学烟雾:(P29)光化学烟雾是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC )和氮氧化物(NOx )等一次污染物在阳光作用下发生复杂的光化学反应,生成臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN )等二次污染物,这些一次污染物和二次污染物混合形成有害的光化学烟雾。

6、播撒云: “播种云一供应云”机制:高空对流泡中通过凝华和结淞增长大量冰晶,成为自然“播种云” ,冰晶降落到低层浓密的层状云中碰并水滴,从而将云水转化为雨水。

在低层,由中尺度抬升而产生的浓密的层状云为降落下来的降水粒子提供了丰富的云水,成为“供应云”。

高层播种云,一般是卷层云,在气旋云系中,高空对流泡是一种典型的播种云。

由于高空对流泡尺度小,可能同时存在好几个,因此,使地面降水存在着小尺度的不均匀结构。

供应云,一般指浓密的层状云,如高层云、雨层云、层积云或层云。

当供应云受到冰雪晶粒子的播种后,云内会通过云水碰冻→云冰碰连→雪晶的有效转化以及碰并等过程,使其降水强度明显增加。

7、冰雹的湿增长:(P348)8、普朗克定律(P68):对于绝对黑体物质,单色辐射通量密度与发射物质的温度和辐射波长或频率符合以下关系:1/51152)1()1(2),(2---=-=T c Tk chB e c e h c T F λλλλπλ,其中c 1为第一辐射常数:24821107427.32-⋅⋅⨯==m m W h c c μπ;c 2为第二辐射常数:K m kch c ⋅==μ143882。

高等大气物理复习题第2版

高等大气物理复习题第2版

1. Please draw an illustration of how the static stability of a region of theatmosphere varies with different values of the lapse rate –dT/dz when the effects of condensation are included.请画出的静态稳定大气受冷凝影响时随不同递减率-dT/ dz 的变化初始状态的未饱和气块被外力抬升而干绝热上升,其温度按干绝热减温率δγ下降,因为比湿0q 对应着露点0d T ,在干绝热过程中没有相变所以气块的比湿不变,故其露点将沿着等比湿线0q 降低。

当气块干绝热上升到温度与露点相等处,就达到饱和而发生凝结。

该点的气压c p 和温度c T 分别称为凝结气压和凝结温度,凝结气压所在的高度就是抬升凝结高度LCL 。

之后,饱和湿空气块将以假绝热过程上升,温度按湿绝热减温率s γ下降,其比湿等于该空气块的温度和压强所对应的饱和比湿。

the initial state of the unsaturated air block is raised by external force, thus rises dry adiabatically, its temperature declines with the dry adiabatic cooling rate ofδγ. The specific humidity 0q corresponds to the dew point 0d T . The specific humidity of the air block remain unchangedbecause there ’s no phase transition during the dry adiabatic process. In this way the dew point of the air block will reduce along the isohygrometric line0q . When the air block dry adiabatic rise to where the temperature and the dew point equals, it would saturate and condensate. The pressure c p and the temperature c T of the point is called the condensation pressure and the condensationtemperature. The height of the condensation pressure is the lifting condensation level(LCL). After that, the saturated moist air block would rise in fake adiabatic process and the temperature would decrease with moist adiabatic lapse rate s . Its specific humidity equals the saturated specific humidity of the temperature and the pressure of the air block.2. How to comprehend that the atmosphere is a physical system?如何理解大气是一个物理系统?The atmosphere is a physical system 。

大气污染复习题与答案

大气污染复习题与答案

大气污染控制工程综合复习资料一、填空题120分1、大气污染物的种类很多,按其存在状态可概括为两大类:气溶胶状污染物和气态污染物;2、按人们的社会活动功能不同,大气人为污染源主要有三方面:燃料燃烧、工业生产过程、交通运输;3、环境空气质量分为三级;环境空气质量功能区分为三类;一类区执行一级标准;二类区执行二级标准;三类区执行三级标准;4、煤的元素分析常用的基准主要有水分、灰分、挥发分和固定碳四种;5、理论空气量是指单位燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量,它由氮气、氧气的组成决定;一般把超过理论空气量多供给的空气量称为空气过剩量,过剩空气系数是指实际空气量与理论空气量之比;6、燃料完全燃烧所必需的条件有适量的空气、足够的温度、、必要的燃烧时间、燃料与空气的充分混合;通常把温度、时间和湍流度称为燃烧过程的“三T”7、空燃比定义为单位质量燃料燃烧所需的空气质量,它可以由燃烧方程式直接求得;89、燃烧烟气分为干烟气、湿烟气;燃烧烟气中的水蒸气主要来自三方面:燃料中氢燃烧后的水蒸气、燃料中水、理论空气量带入;10、实际烟气体积等于理论烟气体积、过剩烟气体积之和;11、用显微镜法观测颗粒时,得到投影径、几何当量径、物理当量径三种粒径;13、粉尘的物理性质主要包括粉尘密度,安息角与滑动角、比表面积、含水量、湿润性、荷电性和导电性、粘附性及自然性和爆炸性等几种任意说出四种;14;15、驰豫时间为颗粒-气体系统的一个基本特征参数,它的物理意义为:由于流体阻力使颗粒的速度减小到它的初速度1/e的时所需的时间;16、目前常用的除尘器主要有机械除尘器、静电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器等四大类;惯性除尘器在除尘过程中除借助惯性力的作用外,还利用了重力和离心力的作用;17、机械式除尘器通常指利用质量力重力、惯性力和离心力等的作用使颗粒物与气流分离的装置,包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等;18、在旋风除尘器内,气流的运动非常复杂,为研究方便,通常将气体在除尘器内的运动分解为三个速度分量,即切向速度、径向速度、轴向速度;切向速度是决定气流速度大小的主要速度分量;外涡旋的切向速度反比于旋转半径,内涡旋的切向速度正比于旋转半径,在内外旋流交接的圆柱面上处气流切向速度最大;19、在旋风除尘器内,粒子的沉降主要取决于离心力Fc和向心运动气流作用于尘粒上的阻力F D; 在内、外涡旋界面上:如果F C>F D,粒子在离心力推动下移向外壁而被捕集;如果F C<F D,粒子在向心气流的带动下进入内涡旋,最后由排出管排出;如果F C=F D,粒子在交界面上不停地旋转;20、旋风除尘器的结构型式按进气方式可分为切流反转进入式和轴流进入式两类,切流反转进入式又分为直入式和蜗壳式;22、燃烧过程中形成的NOx分为两类,一类是由燃料中固定氮生成的NOx,称为燃料型NOx,另一类是由大气中氮生成,称为热力型NOx;在NOx形成过程中,低温有利于NO的生成,高温有利于NOx的生成;因此,控制燃烧过程中NO的形成主要发展了传统的低NOx燃烧技术、先进的低NOx燃烧技术两项技术;23、催化还原法除NOx分为非选择性催化还原法、选择性催化还原法两类;前者所用还原剂为H和CO,后者用NH3作还原剂,选择性地将NOx还原为N2;24.按集尘电极的型式不同,电除尘器可以分为圆管除尘器和平板除尘器;25、电除尘器的工作原理涉及三个方面:气体电离、粉尘荷电、粉尘沉积、清灰三个基本过程;26、湿式除尘器在通常的工作条件下主要是液滴和尘粒之间的碰撞及拦截作用;因此,与尘粒的粒径密切相关;2728、文丘里洗涤器,常用在高温烟气降温和除尘上,由收缩管、喉管和扩散管组成;29、过滤式除尘器的滤袋表面形成的粉尘层称为粉尘初层,它是袋式除尘器的主要过滤层;一般用m表示滤布表面粉层的厚度;气布比是指烟气实际体积流量与滤布面积之比;30、在电除尘器中存在两种截然不同的粒子荷电机理,一种是电场荷电,另一种是扩散荷电;对前一种荷电过程主要依赖于离子的静电力,后一种荷电过程则依赖于离子的扩散;粒子的荷电过程取决于粒径大小,对于粒径大于0.5μm的微粒,以电场荷电为主,粒径小于0.15μm的微粒,则以扩散荷电为主,粒径介于0.15~0.5μm的微粒,需同时考虑这两种过程;31、影响旋风除尘器效率的因素有:工作条件、流体性质、分离器的气密性和二次效应;32、湿式除尘器是使含尘气体与液体一般为水密切接触,利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用,捕集颗粒或使粒径增大的装置;在工程上使用的湿式除尘器型式很多,总体上可分为高能耗和低能耗两类;33、过滤式除尘器是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置,采用滤纸或玻璃纤维等填充层作滤料的过滤器,称为空气过滤器,主要用于通风和空气调节方面的气体净化;采用廉价的砂、砾、焦炭等颗粒物作为滤料的过滤器称为颗粒层除尘器,在高温烟气除尘方面引人注目;采用纤维织物作滤料的过滤器称为袋式除尘器,在工业尾气的除尘方面应用较广;二、简答题100分1、电除尘器最适宜的粉尘比电阻为多少比电阻过高或过低,对电除尘器的除尘效率有哪些影响5分答:电除尘器最适宜的粉尘比电阻为1010Ω·cm以下2分;当低于1010Ω·cm时,比电阻几乎对除尘器操作和性能没有影响;当比电阻介于1010-1011Ω·cm之间时,火花率增加,操作电压降低;当高于1011Ω·cm时,集尘板粉尘层内会出现电火花,即会产生明显反电晕;反电晕的产生导致电晕电流密度大大降低,进而严重干扰粒子荷电和捕集;3分2、石灰/石灰石吸收法烟气脱硫存在哪些问题,如何解决5分答:石灰/石灰石吸收法烟气脱硫存在的问题主要为结垢和堵塞,另外固废产生量大;2分解决的方法主要有:①加入己二酸,提高了石灰石利用率,减少固废产生量;②添加硫酸镁,可以消除洗涤塔内的结垢;③双碱流程也可以克服结垢的弱点,提高二氧化硫的去除率3分3、选择除尘器时应注意哪几个方面的问题5分答:1选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放浓度;2粉尘的物理性质对除尘器性能具有较大的影响;3气体的含尘浓度较高时,在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初净化设备,去除粗大尘粒4气体温度和其它性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素;选择除尘器时,必须同时考虑捕集粉尘的处理问题;4、湿式除尘器有何优缺点10分主要优点:1 除尘效果好;2 能同时清除废气中的可溶性气态污染物;3 可直接处理高温、高湿和含粘性粉尘的废气;4 操作灵活性较大;5 安全性好;6结构简单、造价低、占地面积小,操作及维修方便;主要缺点:1 产生泥浆或废液,处理比较麻烦,容易造成二次污染;2 可能存在严重的腐蚀,对有些设备容易发生堵塞;3 不利于副产品的回收;4 寒冷和缺水地区不宜采用;必须考虑在冬天设备可能冻结的问题;5、燃烧气体燃料造成的大气污染比燃烧固体燃料造成的大气污染程度轻的原因是什么5分答:燃料完全燃烧必须具备的条件为:空气条件、温度条件、时间条件、燃料与空气的混合条件;气体燃料在燃烧时比固体燃料燃烧更容易较好的满足上述四个条件,尤其是燃料与空气的混合条件,气体燃料更容易和空气混合均匀,实现完全燃烧,因此产生的大气污染物少,对大气污染的程度就轻;6、催化剂用于气体污染物的治理过程与吸收、吸附法相比有何优点何为催化剂的主活性物、载体、助催化剂,各自的作用是什么10分答:催化剂用于气体污染物的治理过程与吸收、吸附法的根本不同是无需使污染物与主气流分离而把它直接转化为无害物,避免了其它方法可能产生的二次污染;主活性物质:能单独对化学反应起催化作用,因而可作为催化剂单独使用;助催化剂:本身无催化性能,但它的少量加入能明显提高主活性物质的催化性能;载体:用以承载主活性物质和助催化剂,它的基本作用在于提供大的比表面积以节约主活性物质,并改善催化剂的传热、抗热冲击和机械冲击等物理性能;7、 工业用吸附剂必须具备哪些条件 5分答:工业吸附剂必须具备的条件:①要具有巨大的内表面;②对不同气体具有选择性的吸附作用;③吸附容量大;④具有足够的机械强度、热稳定性及化学稳定性;⑤来源广泛,价格低廉,以适应对吸附剂的日益增长的需要;8、 著名的希洛夫方程式为0ττ-=KL ,请说明公式中各个符号代表的意思以及常数K 代表的物理意义;5分答:τ—保护作用时间;K —吸附层保护作用系数;其物理意义为:当浓度分布曲线进入平移阶段后,浓度分布曲线在吸附层中移动单位长度所需要的时间;L —吸附床层长度;τ0――保护作用时间损失;9、 燃烧设备的热损失主要有哪些 5分答:燃烧设备的热损失主要包括:排烟热损失、不完全燃烧热损失包括化学不完全燃烧和机械不完全燃烧、散热损失;10、如何控制燃烧过程引起的氮氧化物的污染 5分可以通过低氮氧化物燃烧技术来控制,主要包括:低空气过剩系数运行技术;降低助燃空气预热温度;烟气循环燃烧;两段燃烧技术;11、选择性催化还原与选择性非催化还原净化氮氧化物的主要区别是什么 5分答:选择性催化还原法净化氮氧化物是以氨作还原剂,还原反应的最佳温度是290-400℃,在含有催化剂的反应器内进行;选择性非催化还原是以尿素和氨基化合物作为还原剂进行的,还原反应的最佳温度是930-1090℃,不需要催化剂;12、什么是理论空气量燃料完全燃烧必需具备的条件是什么5分答:理论空气量是指单位燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量;燃料完全燃烧必须具备的条件为:①空气条件;燃料燃烧必须保证供应于燃料燃烧相适应的空气量;②温度条件;燃料必须达到着火温度;③时间条件;燃料在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需要的时间;④燃料与空气的混合条件;燃料和空气中的氧要充分混合;13、影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素有哪些5分答:煤质、燃烧方式、烟气流速、炉排和炉膛的热负荷、锅炉运行负荷等多种因素有关;14、静电除尘器有何优缺点10分答:优点:1电除尘器的除尘效率高对细粉尘有很高的捕集效率,可高于99%;2处理烟气量大,可达105~106m3/h;3能耗低,约0.2~0.4kwh/1000m3;4压力损失小,一般为200~500Pa;5可净化温度较高的或强腐蚀性含尘烟气;缺点任意说出5个:1一次投资费用高,钢材消耗量较大;据估算,平均每平方米收尘面积所需钢材大约为3.5-4t;2除尘效率受粉尘物理性质影响很大,特别是粉尘比电阻的影响更为突出;3电除尘器不适宜直接净化高浓度含尘气体;4电除尘器对制造和安装质量要求较高;5需要高压变电及整流控制设备;6占地面积较大;15、名词解释15分1斯托克斯直径:在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的球的直径;2空气动力学直径: 在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度ρp =1g/cm 3的球的直径; 3驰豫时间的物理意义: 驰豫时间为颗粒-气体系统的一个基本特征参数,它的物理意义为:由于流体阻力使颗粒的速度减小到它的初速度的1/e 时所需的时间;4颗粒的停止距离:使粒子由初速度u0达到静止所需的时间是无限长的,但颗粒在静止之前所迁移的距离却是有限的,这个距离称为颗粒的停止距离;5惯性碰撞参数:颗粒的停止距离xs 与液滴直径Dc 的比值为惯性碰撞参数NI;三、计算题90分1. 试确定一个球形颗粒在静止干空气中运动时的阻力;20分①粒径d p =1000μm,沉降速度u=10m/s,T=373K,P=1atm,μ=2.18×10-5Pa ·s,ρ=0.947kg/m 3;②粒径d p =0.5μm,沉降速度u=0.1m/s,T=293K,P=1atm,μ=1.81×105Pa ·s,ρ=1.205kg/m 3; 解:①由4.4341018.2947.010101000Re 56=⨯⨯⨯⨯==--μρdu p 知:颗粒处于过渡紊流区 3分所以 4835.0Re 5.186.0==pC D 3分 )(1080.1210947.041522N d C F p D D -⨯=⨯⨯⨯=π 4分 ②解:因为11033.31081.1205.11.0105.0Re 356<⨯=⨯⨯⨯⨯==---μρdu p 颗粒处于stocks 区,由于颗粒较小,需进行坎宁汉修正:T=293K,P=1atm 所以33.1165.01=+=pd C)(1041.633.1/1.0105.01081.114.3331265N du F D ---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==πμ2. 某电厂电除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下,若电除尘器总除尘效率为99%,试确定其分级效率;请写出计算公式及计算示例,并将计算结果列于表下面 10分解:计算实例:总效率为99%,所以通过率为1%;ii i g g P 12100-=η 所以:η1=100-1×7.0/2.0=96.5 其它同,计算结果如下表:3.普通煤的元素分析如下:C:65.7% S:1.7% H:3.2% O:2.3%灰分:18.1% 水分:9.0% 含N 量不计 20分①计算燃煤1kg 所需要的理论空气量、产生的理论烟气量和SO 2在烟气中的含量以体积百分比表示;②假定烟尘的排放因子为80%,计算烟气中灰分的浓度以mg/m 3表示;③假定用流化床燃烧技术加石灰石脱硫;石灰石中含Ca34%;当Ca/S 比为1.7摩尔比时,计算燃烧1吨煤需加石灰石的量;解:① 质量kg 摩尔数mol 需氧量molC 647 53.92 53.92S 17 0.531 0.531H 32 32 8O 23 1.44 -0.72H 2O 90 5 0所以:理论需氧量为 53.92+0.531+8-0.72=61.73mol/kg理论空气量为 61.73×4.76×22.4/1000=6.58Nm 3/kg烟气组成为:CO 2:53.92mol SO 2:0.531mol H 2O:16+5=21molN 2:61.73×3.76=232.1mol理论烟气量为 0.g f V =53.92+0.531+21+232.1=307.55mol/kg=6.89Nm 3/kgSO 2在烟气中的浓度:0.531/307.55×100%=0.17%②烟气中灰分的浓度:191×80%×1000/6.89=2.218×104mg/m 3③Ca/S=1.7 石灰中钙的含量为35%所以Ca/S=x ×34%/40.1/1.7%×1000/32=1.7x=0.106t4. 用硝酸吸收净化含NH 35%体积的尾气,为了使吸收过程以较快的速度进行,必须使吸收过程不受硝酸在液相扩散速率所限制,试计算吸收时硝酸浓度最低不得低于多少 已知k G =0.11kmol/m 2·h ·atm,k L =0.82m/h,D HNO3和D NH3在液相中相同;10分 解:A LG B A KP P k k D D b C •= 令P A =1atm NH 3+HNO 3→NH 4NO 3 b=1 所以3/007.0%572.01.011m kmol P k k D D b C A L G B A KP =⨯⨯⨯=•=浓度不得低于0.007kmol/m3;5. 已知某一装置排放烟气量为55000Nm3/h,含尘浓度为3.0g/Nm3;地区的环境管理部门限定该装置每日排尘量不得大于60kg,试问应选用多大除尘效率的除尘器才能满足环境保护的要求;10分解:该装置每日排放的烟尘量为:55000×3.0×10-3×24=3960kg/d所以应选用的除尘器效率为η=1-60/3960×100%=98.5%6、已知重油元素分析结果如下:C:85.5% S:1.0% H:11.05% O:0.2% ;水分:2.25% 含N量不计,试计算:20分①燃油1kg所需要的理论空气量和产生的理论烟气量;②干烟气中SO2的浓度;②当空气过剩10%时,所需的空气量和产生的烟气量;解:①质量kg 摩尔数mol 需氧量molC 855 71.25 71.25S 10 0.3125 0.3125H 110.5 55.25 27.625O 2 0.125 -0.06H2O 22.5 1.25 0 5分所以:理论需氧量为71.25+0.3125+27.625-0.06=99.1275mol/kg理论空气量为99.1275×4.78×22.4/1000=10.61Nm3/kg4分烟气组成为:CO2:71.25mol SO2:0.1325mol H2O:55.25+1.25=56.50molN2:99.1275×3.78=374.70molV=71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg=11.27Nm3/kg 4分理论烟气量为0.gf②干烟气量为:502.99-56.5=446.49 mol/kgSO2在烟气中的浓度百分比为:0.3125/446.49×100%=15.96% 3分③过剩空气为10%时,所需空气量为1.1×10.61=11.67 Nm3/kg产生烟气量为:11.27+0.1×10.61=12.33 Nm3/kg 4分。

大气物理课题目

大气物理课题目

第一单元(1-4章) 课堂练习1(大气学)1、已知空气温度为26.4℃,露点为9.3℃,求实际水汽压(e ),饱和水汽压(E ),相对湿度(f )。

如果露点不变,空气温度变高了,则答案将怎样变化?如果气温不变,露点变高了,则答案又将怎样变化?解:将露点温度τ=9.3℃代入马格努斯公式,即求得水汽压e 7.459.32359.36.111011.7()e ⨯+=⨯=百帕将空气温度代入马格努斯公式,即得饱和水汽压E7.4526.423526.46.111034.4E ⨯+=⨯=(百帕)相对湿度 100%34%e f E=⨯= 如果τ不变,空气温度变高了,则饱和水汽压E 要变大,相对湿度f 要变小。

反之,如果气温不变,露点τ变高了,则与露点相对应的水汽压就要增高,所以相对湿度f 要变大。

2、在热带沙漠常常温度高达45℃或更高,而相对湿度却低达2%,而在极地,温度降低到零下40℃或更低,相对湿度近100%,试问哪个地区绝对湿度大,大多少倍?解:分别求出温度45℃与-40℃时的饱和水汽压E 与她们的实际水汽压e7.4545235457.45235406.111096.246.11100.1896.240.02 1.925()0.1810.18()E E ⨯+⨯-=⨯==⨯==⨯==⨯=热(-40)极热极(百帕)(百帕)e 百帕e 百帕则33 1.93217217 1.31(/)273450.182172170.17(/)27340e a T ea T ===+===-热极克米克米热带沙漠地区约大7.7倍。

3、已知气温为23.7℃,绝对湿度为14.13/克米,求e 、E 、f 、τ、饱和差。

解:水汽压e7.4523.723523.7(27323.7)14.119.3()2172176.111029.3()100%66%T a e E ef E ⨯++⨯====⨯==⨯=百帕百帕由e 值从马格奴斯公式可求得τ值7.452356.1110e ττ⨯+=⨯16.9τ=(℃)饱和差=E-e=29.3-19.3=10.0(百帕)4、气温15.0℃,大气压力1015.0百帕,混合比0.01/克克,求(a )饱和水汽压,(b )水汽压,(c )饱和差。

大气科学考研试题及答案

大气科学考研试题及答案

大气科学考研试题及答案题目:大气科学考研试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 大气科学主要研究的是以下哪项?A. 海洋环境B. 地球大气C. 地质结构D. 生物多样性答案:B2. 以下哪项不是大气中的主要成分?A. 氮气B. 氧气C. 二氧化碳D. 氦气答案:D3. 大气垂直分层中,温度随高度增加而增加的层是?A. 对流层B. 平流层C. 中间层D. 热层答案:B4. 以下哪种现象不属于天气系统?A. 锋面B. 气旋C. 火山爆发D. 反气旋答案:C5. 气象学中,风速的常用单位是?A. 米/秒B. 公里/小时C. 节D. 以上都是答案:D6. 以下哪项不是气候变暖的潜在影响?A. 海平面上升B. 冰川融化C. 农作物产量增加D. 极端天气事件增多答案:C7. 气象学中,相对湿度是指?A. 空气中水蒸气含量与饱和水蒸气含量的比值B. 空气中水蒸气含量与总气体含量的比值C. 空气中水蒸气含量与露点温度的比值D. 空气中水蒸气含量与气温的比值答案:A8. 以下哪项是大气科学中常用的统计工具?A. 回归分析B. 傅里叶变换C. 蒙特卡洛模拟D. 以上都是答案:D9. 大气中的气溶胶粒子主要来源于?A. 自然过程B. 人类活动C. 大气化学反应D. 以上都是答案:D10. 以下哪项不是大气环流的主要驱动力?A. 太阳辐射B. 地球自转C. 地形D. 月球引力答案:D二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述大气科学的主要研究内容。

答案:大气科学主要研究地球大气的物理性质、化学组成、运动规律以及与地球其他圈层(如水圈、生物圈、岩石圈)的相互作用。

它包括天气预报、气候学、大气物理、大气化学、大气环境学等多个分支,旨在理解大气现象、预测天气变化、评估气候变化对环境和人类活动的影响。

2. 描述水循环在大气科学中的重要性。

答案:水循环在大气科学中至关重要,因为它是地球气候系统中最基本也是最复杂的组成部分之一。

(完整版)大气压强习题及答案

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(完整版)⼤⽓压强习题及答案⼀、选择题(本⼤题共5⼩题,每题3分,共15分)1.(2011·宜昌中考)⼩华想⽤空易拉罐来证明⼤⽓压强的存在,下列操作能达到⽬的的是( )A.⽤⼿捏空易拉罐,易拉罐变瘪B.将空易拉罐密封后置于深⽔中,易拉罐变瘪C.让空易拉罐从⾼处下落撞击地⾯,易拉罐变瘪D.⽤注射器抽取密封易拉罐中的空⽓,易拉罐变瘪2.青藏铁路是世界海拔最⾼、线路最长的⾼原铁路,⾼原列车有完善的供氧系统和完备的医疗应急系统,这样做主要是因为( )A.⾼原空⽓稀薄,⼤⽓压强⼩B.⾼原空⽓稀薄,⼤⽓压强⼤C.⾼原空⽓稠密,⼤⽓压强⼩D.⾼原空⽓稠密,⼤⽓压强⼤3.我们通常使⽤的物理课本的封⾯所受到的⼤⽓压⼒最接近下列数值中的( )A.50 NB.500 NC.5 000 ND.50 000 N4.如图所⽰是⼩强同学⾃制的⽓压计,把它放在⽔平桌⾯上,当外界⼤⽓压减⼩时,下列说法正确的是( )A.细管内液柱⾼度上升B.细管内液柱⾼度不变C.细管内液柱⾼度下降D.瓶⼦对桌⾯的压⼒减⼩5.(2011·常德中考)在冬季,剩有半瓶热⽔的暖⽔瓶经过⼀个夜晚后,第⼆天拔瓶⼝的软⽊塞时会很紧,不易拔出来,其主要原因是( )A.软⽊塞受潮膨胀B.瓶⼝因温度降低⽽收缩变⼩C.瓶内⽓体温度降低⽽把瓶塞粘住D.瓶内⽓压减⼩,⼤⽓压把瓶塞压紧⼆、填空题(本⼤题共3⼩题,每空1分,共6分)6.(2011·青岛中考)⽤钢笔吸墨⽔时,按下弹簧⽚,挤出管内部分空⽓,松开⼿后,管内⽓压________外界⼤⽓压,墨⽔在外界________的作⽤下进⼊管内.7.(2011·衡阳中考)如图是测⼤⽓压值的实验,那么最早测出⼤⽓压数值的科学家是________.不同⾼度的⼤⽓压不⼀样,它随⾼度的增加⽽________(选填“增⼤”或“减⼩”).8.已知⼈体⽪肤的表⾯积约为1.5 m2.那么,在标准⼤⽓压下1.5 m2的⾯积上受到的⼤⽓压⼒为________N.⼈体并没有被压扁,是因为________.(标准⼤⽓压p=1.0×105 Pa)三、实验探究题(本⼤题共2⼩题,共12分)9.(6分)⼩明⽤⼀个如图(a)所⽰的两端开⼝的玻璃瓶做了如下实验:把⼀个⽓球套在⼀端的瓶⼝上,⽓球放⼊瓶中,如图(b)所⽰.将⽓球吹⼤后,把另⼀端的瓶⼝⽤软⽊塞盖紧,⽓球⼝部敞开,⽓球仍能保持吹⼤的形状,如图(c)、(d)所⽰.将瓶⼦向不同⽅向旋转如图(e)、(f)、(g)所⽰.观察上述实验现象,归纳得出初步结论:(1)由图(c)或(e)或(f)或(g)可知:________________;(2)由图(c)、(e)、(f)和(g)可知:________________.10.(6分)(2011·牡丹江中考)如图所⽰,⼩玮想估测⼤⽓压的⼤⼩,她设计的实验⽅案如下:A.记录弹簧测⼒计的⽰数为F,这就是⼤⽓对吸盘的压⼒.B.将蘸⽔的塑料挂⾐钩的吸盘放在光滑玻璃板上,⽤⼒挤压吸盘.C.⽤弹簧测⼒计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板⾯.D.量出吸盘与玻璃板接触⾯的直径:计算出吸盘与玻璃板的接触⾯积为S.E.根据p=F/S,计算出⼤⽓压的⼤⼩p.(1)⼩玮由于疏忽,将前三项的顺序写颠倒了,正确的顺序是__________.(2)实验中⼩玮将蘸⽔的吸盘放在光滑玻璃板上,⽤⼒挤压吸盘的⽬的是什么?(3)如果实验中⼩玮所⽤的弹簧测⼒计的量程是0~5 N,吸盘与玻璃板的接触⾯积是10 cm2,她__________ (选填“能”或“不能”)测出⼤⽓压的⼤⼩(设⼤⽓压约为1.0×105 Pa).(4)要测出⼤⽓压的⼤⼩,你认为实验中所选吸盘的⾯积应尽量__________(选填“⼤⼀些”或“⼩⼀些”).(5)⼩玮通过实验测出的⼤⽓压值与标准⼤⽓压值相差很⼤.她分析,可能是测得的吸盘的⾯积不准确,也可能是吸盘与玻璃板⾯脱离时,弹簧测⼒计的读数不准确,还可能是____________________ (写出⼀条).(6)⼩玮⼜把玻璃板分别斜放、⽴放,使弹簧测⼒计向不同⽅向拉吸盘,也都测出了⼤⽓压的值.这说明⼤⽓压的⽅向是____________________.四、计算题(7分)11.在⽇常⽣活中,为了提⾼烹煮⾷物的温度,缩短烹煮时间,⼈们利⽤⽔的沸点随⽓压的升⾼⽽升⾼的性质制造出了⾼压锅,某种规格的⾼压锅出⽓⼝的直径为3.2 mm,计算出它的⾯积约为8 mm2.要使锅内的⽓压达到2个标准⼤⽓压,请你帮助计算该⾼压锅应配的限压阀的质量为多少克?(设外界⽓压为标准⼤⽓压,标准⼤⽓压取105 Pa,g取10 N/kg)答案解析1.【解析】选D.A证明压⼒的存在,B证明液体压强的存在,C证明撞击⼒的存在,只有D证明⼤⽓压强的存在.2.【解析】选A.海拔越⾼空⽓越稀薄,⼤⽓压强随海拔⾼度的增加⽽减⼩,⼈到⾼原后,由于⼤⽓压减⼩,体内压强⼤于外界的⼤⽓压,从⽽引起头痛、恶⼼、胸闷等⾼原反应,所以车上要有完善的供氧系统和完备的医疗应急系统. 3.【解析】选C.物理课本封⾯长约为25 cm、宽约为20 cm,⾯积S=500 cm2,因为F,所以封⾯所受到的⼤⽓压⼒:pSF=pS=1.01×105 Pa×500×10-4m2=5.05×103 N.故选C.4.【解析】选A.当外界⼤⽓压减⼩时,瓶内⽓压⼤于⼤⽓压,细管内液柱在瓶内⽓压的作⽤下将上升,故A正确,B、C错;瓶⼦对桌⾯的压⼒等于瓶⼦、⽔及细管的总重⼒,当外界⼤⽓压减⼩时,由于总重⼒不变,故瓶⼦对桌⾯的压⼒不变,D错.5.【解析】选D.暖⽔瓶中的热⽔经过⼀个晚上后,温度降低,瓶内的⽓压减⼩,⼩于外界⼤⽓压,外界⼤⽓压将瓶塞压紧.6.【解析】当把管内空⽓挤出后,管内⽓压变⼩,⼩于管外⼤⽓压,管外⼤⽓压就把墨⽔压⼊管内.答案:⼩于⼤⽓压7.【解析】最早测出⼤⽓压值的科学家是托⾥拆利,⼤⽓压随⾼度的增加⽽减⼩. 答案:托⾥拆利减⼩8.【解析】本题考查压强的计算.F=pS=1.0×105 Pa×1.5 m2=1.5×105 N.⼈体并没有被压扁,是因为⼈体内也有⼀个⼤⽓压,这样⼈体内外压强相互抵消. 答案:1.5×105⼈体内也有⼀个⼤⽓压9.【解析】将⽓球吹⼤后,两端开⼝玻璃瓶中⽓体被排出,把另⼀端的瓶⼝⽤软⽊塞盖紧,⽓球⼝部敞开后,是⼤⽓压强把⽓球压在瓶中,并保持吹⼤的形状,所以,由图(c)或(e)或(f)或(g)可知:⼤⽓存在压强.由图(c)、(e)、(f)和(g)可知:不管瓶⼝朝向哪个⽅向,⼤⽓压强都能把⽓球压在瓶中,并保持吹⼤的形状,所以⼤⽓向各个⽅向都有压强.答案:(1)⼤⽓存在压强 (2)⼤⽓向各个⽅向都有压强10.【解析】(1)前三步的⽬的是为了测量拉⼒F 的⼤⼩,所以应先挤压排⽓,再拉,再记数,正确顺序应为BCA ;(2)蘸⽔和⽤⼒挤压吸盘都是为了尽量将吸盘内的空⽓排⼲净,这样⾥⾯没有⽓压,外⾯的⼤⽓压才能将其紧紧压在玻璃板上;(3)根据公式F=pS=1.0×105 Pa ×10×10-4m 2=100 N ,⾄少需要⼀个量程为100 N 的测⼒计,所以⽤量程0~5 N 的弹簧测⼒计是不能测出⼤⽓压的⼤⼩的;(4)依据上⾯的计算,吸盘的⾯积越⼤,受到的压⼒越⼤,对弹簧测⼒计的量程要求越⼤,所以⼩⼀些的吸盘更切合实际;(5)造成实验结果相差很⼤的原因有很多,吸盘与玻璃板是否接触紧密是⼀个重要参考因素;(6)⼤⽓压强也像液体的压强⼀样,是向各个⽅向都有的.答案:(1)BCA (2)尽量将吸盘内的空⽓排⼲净(3)不能 (4)⼩⼀些 (5)吸盘漏⽓(或吸盘内的⽓体没排净、吸盘⾥有剩余空⽓) (6)向各个⽅向的11.【解析】设出⽓⼝的⾯积为S ,外界⼤⽓压为p 0,锅内⽓压为p ,限压阀质量为m,由pS=p 0S+mg,得()55620p p S (210 Pa 110 Pa)810 m m 0.08 kg 80 g g 10 N /kg --?-====答案:80 g。

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大气物理学题库答案1.氮气、氧气、氩气(或N2、O2、Ar)2.原始大气、次生大气、现代大气3.基尔霍夫定律、普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩定律。

4.核化(或填异质核化)、凝结、碰并、连锁;5.水云、冰云、混合云;6. 色;7. 爱根核,大核,巨核; 8. 增加空气中的水汽、降温。

9. CO2、O3;10. 瑞利散射, 米散射, 几何光学散射;11. 宇宙射线 地壳αβγ射线作用 大气中放射性元素 12. 低气压、高气压、低压槽、高压脊、鞍型气压场 13. Kirchhoff (或基尔霍夫) 14. 紫外光、红外光15. 辐射平衡、热量平衡, 潜热 、感热,太阳辐射,大气 。

16. 高压、低压17. 冷却、增湿、冷却、增湿 18. 日地平均距离大气上界19. 比湿 、 混合比 、 水汽密度 、 露点 、 相对湿度 。

20. 状态(变化)、 层结 。

21. 对流层 、平流层 、 中层、热层 、外层。

22.绝热上升膨胀冷却 、辐射冷却、平流冷却 、 混合冷却 。

(降温过程很多,写出其中四种即可)23.0>∂∂zθ、0<∂∂z se θ 。

24. 大气温度直减率 ,干绝热递减率,湿绝热递减率。

25. TSP 、 降尘 、PM10 。

(任意写出其中的三种)(可在TSP 、降尘、PM10、PM2.5、尘粒、粉尘、灰、飞灰、总灰等中任选三个) 26. 虚温 。

27. 8 , 等温 。

28.29. 。

30. 31. 太阳散射辐射,瓦/米2 。

32. 行星反照率 。

33. 热流量。

34. 100035. 大气压力是指 单位面积上 直至 大气上界 整个空气柱的 重量 ,是气象学中极其重要的一个物理量。

常用的单位有: Pa 、 hPa 、 毫巴(标准大气压) 等。

标准大气状态下,我们假设海平面气压为 1000hPa ,1.5km 高度气压为 850 hPa ,5.5km 高度气压为 500hPa 。

36. 水汽混合比是指 水汽 的质量与 干空气 的质量比,比湿是指 水汽 的质量与湿空气 的质量比。

37. 绝热过程指系统与外界 没有热量交换 的过程。

干绝热过程指 没有相变发生的的绝热过程。

位温指把空气块 干绝热膨胀 或 压缩 到标准气压时应有的温度。

38. 大气窗区是指 8-12μm 波段的 长波 辐射。

39. 光学厚度是指沿辐射传输路径上, 单位截面积上 所有 吸收和散射物质 产生的总削弱。

40. 大气按照温度随高度的变化分为 对流层 、 平流层 、 中间层 、 热 和外层,其中极光出现在 热 层。

41. 气象要素是表征大气状态和现象的物理量。

例如 温度 、 湿度 、 气压 、 风 都是常规气象要素。

42. 大气静力学方程的导数形式是 dp/dz=-ρg ,该方程适用于 静止大气 大气,和 一般 大气,不适用于 垂直运动强的 大气。

43. 地面天气图是 等高面 图,在地图上绘制 等压线 图;高空天气图是 等压面 ,其上绘制 等高线 。

(填空选项:等高面,等压面,等高线,等压线) 44. 位温是气块经过 干绝热 过程,气压变为 1000 时,气块所具有的温度。

45. 由于大气对 8-12微米 的辐射的吸收很弱,因此地面发出的该波段范围的长波辐射可顺利地被发送到宇宙空间。

46. 地球表面的辐射差额(净辐射)就是地面所吸收的太阳短波辐射和地面放出的有效辐射之差。

在夜间,表面的辐射差额是负值,则地面降温。

47.谱线增宽的因素有 自然增宽 、 压力增宽 、 多普勒增宽,其中在实际大气中增宽中 压力增宽 和 多普勒增宽 同时存在,在大气低层,谱线的增宽主要由 压力增宽 决定。

高层的谱线增宽由 多普勒增宽 。

48. 使空气达到饱和的途径有 降温 、 增湿 。

在自然界中形成云雾的主要降温过程主要以 绝热膨胀降温 为主。

49.在讨论大气的压强随高度的变化关系时,根据应用的需要将温度和密度作了一些假设,进而产生了三种具有广泛应用的大气模式,分别为 等温大气模式 、 多元大气模式 、 均质大气模式 。

50. 世界气象组织对标准大气的定义是,能够粗略地反映出周年、 中纬度状况 ,得到国际上承认的,假定的大气 温度 、 密度 和 气压 的垂直分布。

51. 大气对辐射的吸收具有 选择性 ,吸收长波辐射的主要气体是 水汽 ,其次是 二氧化碳 和 臭氧 。

52. 按照尺度数可以将散射分为三类,分别是 瑞利散射 、 米散射 和几何光学散射,其中气溶胶粒子对可见光的散射属于 米散射 。

53.在T-lnP中,气块温度随高度的变化曲线称为 状态 曲线,周围大气温度随高度的变化曲线称为 层结 曲线。

三、 名词解释1. 大气气溶胶:含有分散、悬浮的固态和液态粒子的大气称为大气气溶胶。

2. 大气窗:大气中主要吸收气体对长波辐射的吸收有明显的选择性,在某些波段有强的或较强的吸收带,二者这些吸收带之间有些很弱的准透明区,称为“大气窗”,为8-12微米波段。

地面发生的长波辐射可以透过大气射向太空。

3. 位温:位于任意温压状态(P ,T )下的空气,干绝热移动到P=1000hpa 处具有的温度称为位温。

4. 梯度风:在水平面上沿曲线运动的空气,在水平气压梯度力、科里奥利力和离心力的平衡下的风称为梯度风。

5. 峨眉宝光:在多雾的山上早晨或傍晚,当观测者站在山上,日光从他背后射向他前面的密云或浓雾时,他可能看到云雾幕上出现一个人影,且围绕在人影四周有一圈的彩色光环。

这种光象常出现在四川峨眉山,故称为峨眉宝光。

6. 以 表示大气上界在日地平均距离d0时,与日光垂直平面上的太阳分光辐照度,此时的太阳积分辐照度 称为太阳常数。

7. 辐射通量密度:单位时间内通过单位面积的辐射能,单位为W.m -2。

,0S 0S8. 由于云和气溶胶(特别是火山灰)对太阳辐射的强散射作用,导致到达地面的太阳辐射能减少,称为阳伞效应或反射效应。

9. 焚风效应:潮湿的气流经过山脉时被强迫抬升,达到凝结高度后水汽就凝结而形成云。

气流继续上升后其温度将按假绝热减温率变化,凝结出的水分部分或甚至全部降落。

气流越过山顶以后,由于水分已全部降落或部分降落,将干绝热下沉或先湿绝热下沉待剩余水分蒸发完后再干绝热下沉。

因此,在山前山后的同一高度上,气流的温度、湿度都不同,背风面出现了温度高、湿度小的干热风。

10. 假相当位温:空气由原来的状态沿干绝热过程上升,到达抬升凝结高度LCL 后再沿假绝热过程上升到水汽全部凝结脱离,再按干绝热过程下降到1000hPa 处所具有的温度。

11. 大气透明窗:在地气辐射中的8~12um 波段,大气的吸收作用很弱,地面长波辐射可以透过此窗口发送到宇宙空间。

12. 光学厚度:沿辐射传输路径,单位截面上所有吸收和散射物质产生的总削弱。

是无因次量。

'0llexex kdl k dl δρ==⎰⎰13. GPS 测湿原理:如果GPS 接收机所在位置是事先测定的,只要知道各颗GPS 星的轨道参数,地面接收机和各卫星之间的直线距离L 是可以算出的,通过计算L 和所测伪距之差即可得到由于大气影响所带来的延迟。

延迟的大小包含有大气结构的信息,可用来作为大气探测的一种方法,尤其是用于测量大气水汽含量。

14. 抬升凝结高度:未饱和湿空气块被外力强迫抬升时,因为上升速度快,可以认为是绝热的。

此时气块内的水汽压随着环境气压的减小而减小,与此对应,露点也降低。

气块上升时的干绝热减温率远大于它的露点递减率,气块的温度和露点将逐渐接近,在某一高度达到饱和并发生凝结。

这个湿空气块因绝热抬升而达到饱和的高度称为抬升凝结高度。

15. 在绝热过程中,若讨论的是未饱和湿空气(无相变),这样的过程称为干绝热过程。

干绝热过程是可逆过程。

如果在饱和气块上升过程中,凝结物一旦形成便全部从气块中降落,并带走一些热量(不过此热量极少),在气块下沉时必然会沿着干绝热过程变化,无法再回到原来的状态。

这是一个开放系的不可逆过程,严格来说也不是绝热的,所以称为假绝热过程。

16. 湿球温度是在等压绝热蒸发过程中,系统内的液态水蒸发使空气降温,达到饱和时空气所具有的温度,是这个过程中的最低温度。

这是理论上的湿球温度,也称等压湿球温度。

17. 低层大气是一个干绝热气层,此时只要低层有一点扰动,空气就能上升,若水汽含量较大,上升到某一高度就会发生凝结。

这个凝结高度称为对流凝结高度。

18. 维恩位移定律:1893年维恩从热力学理论推导出黑体辐射光谱极大值对应的波长λmax 和温度的乘积为一常数。

由此可知,若黑体温度越高,则λmax 愈小,故称维恩位移定律。

19. 相对大气质量的准确定义,是指日光自θ角倾斜入射时与自天顶入射时的光学厚度之比。

20. 若要把漫射辐射当作平行辐射处理,应当将其光学厚度加大1.66 倍。

其原理是清楚的,因为(δ0-δ) 是这一层大气的垂直光学厚度,垂直方向辐射的光学路径最短,而其它方向的路径都要加长,其吸收当然也增加了。

作为对各个方向的积分,其最终效果是加大 1.66 倍,因此也有人把 β 称为漫射因子。

21. 空中如有薄云存在,而且这种云主要由冰晶组成,由于冰晶对日光或月光的折射,就会引起一系列光学现象,统称为晕。

22.散射效率因子是粒子的散射截面与粒子几何截面之比。

23.辐射差额:系统或物体收入辐射能与支出辐射能的差值。

24.湿空气定压降温达到饱和时的温度称为露点Td。

25.气层的温度直减率小于干绝热直减率而大于湿绝热直减率时的状态(γd>Γ>γ s)。

即对未饱和空气,大气层结是稳定的。

26.根据正负面积的大小,可将潜在不稳定型再分成真潜不稳定和假潜不稳定两种。

若大气低层的湿度大,则气块能很快达到凝结高度,并容易被抬升到自由对流高度LFC以上,此时LFC以上的正面积大于LFC以下的负面积,即对流有效位能CAPE 大于对流抑制能量CIN,有利于对流发展甚至雷暴的形成,这是真潜不稳定型。

27.LFC高度以下的负面积区称为对流抑制能量CIN。

CIN的物理意义是:处于大气底部的气块要能到达自由对流高度,至少需从其它途径获得能量的下限。

28.异质核化:水汽在气溶胶粒子和离子上的汽—粒转化。

29.假绝热过程:如果在饱和气块上升过程中,凝结物一旦形成便全部从气块中降落,在气块下沉时必然会沿着干绝热过程变化,无法再回到原来的状态。

这是一个开放系的不可逆过程,称为假绝热过程。

30.水汽同质核化:在纯净的空气中,靠水汽分子随机碰撞、相互结合而生成云的胚胎,这种过程称为水汽同质核化。

31.大气压强:某高度的大气压强是指在该高度单位截面积的垂直空气柱的重量;32.露点温度:在水汽含量不变的条件下,使湿空气等压冷却到相对于平的纯水面为饱和时的温度。

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