气象学复习题(答案)(2014年秋)

第一章地球大气

重点：大气成分中的臭氧、二氧化碳、气溶胶粒子和大气结构中的对流层。

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：大气中除去水汽和悬浮在大气中的固态、液态微粒以外的整合气体。

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？

（1）保护作用；（2）加热作用；（3）温室气体的作用。

5、大气中二氧化碳浓度白天、晴天、夏季比黑夜、阴天、冬季小，城市比郊区大。大气中的二氧化碳具有什么作用？

（1）CO2是绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。

（2）CO2是重要的温室气体（可强烈吸收地面和大气长波辐射并放射长波辐射），对地

面和近地气层具有保温、增温效应。

6、列举大气中气溶胶粒子的重要影响。什么是霾？雾和霾有何区别？

气溶胶对大气中物理过程和现象的作用：

（1）吸收太阳辐射，使空气温度增高，削弱到达地面的太阳辐射。

（2）阻挡地面辐射，减缓地面的辐射冷却。

（3）降低大气的透明度，影响能见度。

（4）充当水汽的凝结核，对成云致雨有重要意义。

霾：空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等气溶胶粒子形成的大气混浊现象，使水平能见度小于10 km。

雾和霾区别：

（1）能见度围不同。雾的水平能见度小于1公里，霾的水平能见度小于10公里；

（2）相对湿度不同。雾的相对湿度大于90%，霾的相对湿度小于80%，相对湿度介于80-90%是雾和霾的混合物，但主要成分是霾；

（3）厚度不同。雾的厚度只有几十米至200米左右，霾的厚度可达1-3公里左右；

（4）边界特征不同。雾的边界很清晰，过了“雾区”可能是晴空万里，但是霾与晴空区之间没有明显的边界；

（5）颜色不同。雾的颜色是乳白色、青白色，霾则是黄色、橙灰色。

7、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。大气中的臭氧主要分布在平流层，热成层对无线电波的远距离传播具有重要作用。

8、对流层大气有哪些主要特点？

（1）集中了整个大气四分之三的质量和几乎全部的水汽，大气中的各种天气现象如风、云、雨、雪等都发生在这一层里。

（2）气温随着海拔高度的增高而降低。

（3）对流层空气具有强烈的对流运动和不规则的乱流运动。

（4）气象要素水平方向上分布不均匀。

第二章辐射

重点：第二节和第三节

1、名词解释

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：光照时间＝可照时数＋曙暮光时间

太阳常数：当日地距离为平均值时，在地球大气上界投射到垂直于太线平面上的太阳辐射强度。

太阳高度角：太线与地表水平面之间的最小夹角。(0º≤h≤90º，大于90º取补角)

大气质量数：太通过大气路径的长度与大气铅直厚度之比。

地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差，亦称净红外辐射。

地面净辐射：在单位时间，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差，称为地面辐射差额(B)，也称地面净辐射。

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。

光饱和点：在一定的光强围，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值。

2、应用基尔霍夫定律、斯蒂芬-波尔兹曼定律和维恩位移定律分析物体的辐射强度及辐射之间的相互作用。

（1）对不同性质的物体，放射能力较强的物体，吸收能力也较强；反之亦然；

（2）对同一物体，如果在温度T时它放射某一波长的辐射，那么，在同一温度下它也吸收该波长的辐射；

（3）物体温度愈高，其放射能力愈强；

（4）物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短;

（5）随着物体温度不断增高，最大辐射波长由长向短位移。

3、太阳高度角的影响因素。正午太阳高度角的计算。

重要因素：地面太阳辐射通量密度···

h正午＝90º-|φ-δ|

4、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。

昼长的变化规律：

（1）相同纬度，昼长冬短夏长，春秋介于二者之间；

（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、秋分则不随纬度升高而变；

日出日落太阳方位角的变化规律：

1）除北极外，一年中只有春分日和秋分日，日出正东日没正西；

2）夏半年，日出东偏北方向，日没西偏北方向；且愈近夏至日，日出日没方位愈偏北；

3）冬半年，日出东偏南方向，日没西偏南方向；且愈近冬至日，日出日没方位愈偏南。

5、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。

6、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。

7、大气对太阳辐射的散射特点。解释晴朗的天空呈蓝色，和落日呈橘红色的原因。

特点：入射光波长愈短，散射能力愈强。

原因见课本P44开头

8、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？高海拔地区太阳辐射强度大的原因。

（1）随h降低，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。

（2）干洁空气中，随h降低，散射辐射中波长较短的部分逐渐减少，波长较长部分逐渐增多，而波长在400nm-600nm的可见光几乎不随h而变化。

海拔高，大气量小；云少，大气透明度高。

9、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。

（1）太阳高度角越大，直接辐射强度越强；

（2）太阳高度角的增大，散射辐射增强。

10、什么是温室气体？大气中的温室气体主要有CO2、H2O、CH4等。

温室气体：犹如温室覆盖的玻璃一样，阻挡了地面向外的辐射，增强大气逆辐射，对地面有保温和增温作用的气体。

11、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，Ee受阻，Ea则显著，从而Eo就明显减弱，地面降温变慢。

12、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围