2011气象学与气候学期末试题-秋季

《气象学与气候学》期末考查试题
班号学号姓名得分
一、简答题（每小题10分，共30分）
1、城市“五岛效应”及特点？
答：城市的五岛效应是指热岛效应，干岛效应，湿岛效应，雨岛效应和浑浊岛效应。

特点：（1）热岛效应：一个地区的气温高于周围地区的现象。

其影响因素有四个方面：人工建筑物的影响，如混凝土、柏油路面以及各种建筑墙面；城市大气污染；人工热源的影响；城市绿地和水体的减少。

（2）干岛效应：与热岛效应通常是相伴存在的。

由于城市的主体为连片的钢筋水泥筑就的不透水下垫面，因此，降落地面的水份大部分都经人工铺设的管道排至他处，形成径流迅速，缺乏天然地面所具有的土壤和植被的吸收和保蓄能力。

因而平时城市近地面的空气就难以像其他自然区域一样，从土壤和植被的蒸发中获得持续的水份补给。

这样，城市空气中的水分偏少，湿度较低，形成孤立于周围地区的"干岛"。

（3）湿岛效应：湿岛的种类有凝露湿岛、雨天湿岛、雾天湿岛、结霜湿岛和雪天湿岛等。

（4）雨岛效应：大城市高楼林立，空气循环不畅，加之盛夏时节，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成.城市上空悬浮颗粒物多，遇到暖湿气流，凝结核多，易形成局地暴雨。

（5）浑浊岛效应：是指由于城市大气中的污染物质比郊区多,凝结核也多,低空的热力湍流和机械湍流又比较强,因此造成城市的日照时数减少,太阳直接辐射大大削弱,其能见度也小于郊区的现象。

2、洋流与大气环流的关系是什么？
答：大气环流，一般是指具有世界规模的、大范围的大气运行现象，某一大范围的地区（如欧亚地区、半球、全球），某一大气层次（如对流层、平流层、中层、整个大气圈）在一个长时期（如月、季、年、多年）的大气运动的平均状态或某一个时段（如一周、梅雨期间）的大气运动的变化过程都可以称为大气环流。

大气环流是完成地球- 大气系统角动量、热量和水分的输送和平衡，以及各种能量间的相互转换的重要机制，又同时是这些物理量输送、平衡和转换的重要结果。

洋流，大洋中海水沿一定流路流动的现象。

海流对海洋中多种物理过程、化学过程、生物过程和地质过程，以及海洋上空的气候和天气的形成及变化，都有影响和制约的作用。

因此，洋流与大气环流在全球及局部地区的能量输送与交换上的作用相辅相成。

他们共同影响全球及局部地区的气候，进而影响生物的多样性。

3、什么是“锋”？请画出示意图表示其空间结构。

锋是两种性质不同的气团相互作用的过渡带，因而锋两侧的温度、湿度、稳定度以及风、云、气压等气象要素具有明显差异，可以把锋看成是大气中气象要素的不连续面。

四、论述题（70分）
1、热带气旋和分类, 并以2011年11台风“南玛都”的发展过程举列说明（25分）。

答：热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋，是一种强大而深厚的热带天气系统。

世界气象组织（WMO）标准
采用十分钟平均风速：热带低气压，22–33节热带风暴，34–47节强烈热带风暴，48–63节台风>63节。

中国气象局（CMA）
采用两分钟平均风速：
一、热带低压，底层中心附近最大平均风速10.8~17.1m/s，也即风力为6~7级；
二、热带风暴，底层中心附近最大平均风速17.2~24.4m/s，也即风力8~9级
三、强热带风暴，底层中心附近最大平均风速24.5~32.6m/s，也即风力10~11级
四、台风，底层中心附近最大平均风速32.7~41.4m/s，也即12~13级
五、强台风，底层中心附近最大平均风速41.5~50.9m/s，也即14~15级
六，超强台风，底层中心附近最大平均风速≥51.0m/s，也即16级或以
上。

2、电影《后天》中的气候由暖变冷的原理是什么？您认为可能发生吗，为什
么（25分）？
巨大的气旋，将高空的冷空气快速拉向地面，导致了地面急速冷却，是整个《后天》拍摄的基本理论依据。

这是不大可能的，如果高空冷气真的那么快速被拉向地面，那么地面上的人在冻死之前
早就窒息死亡了。

因为高空空气稀薄，氧气含量极低，被急速拉向地面后，空气中的氧气含
量不够支持人体呼吸，人就容易窒息了——这里算后天的一个硬伤。

何况，从气象理论上讲，
高空气体下沉还会迅速升温。

不过影片里面已经解释为什么没有升温反而降温的原因“空气下
沉速度太快，来不及加热”，有点牵强。

3、“雪球地球”(Snowball Earth)的时代、成因及争论（20分）。

答：“雪球地球”（Snowball Earth）是地质史上的一个名词，描述了距今约8到5.5亿年前，地球表面从两极到赤道全部结成冰，只有海底残留了少量液态水。

成因：科学家推测，在23亿年前，一种叫蓝菌或蓝绿藻的细菌突然发育出分解水及释放氧气的能力，大量的氧气使当时大气中丰富的温室气体甲烷很不稳定。

在至少10万年的时间内，温室效应被破坏，地球没有了甲烷，全球温度下降到零下50摄氏度。

地球进入冰河期后变得十分寒冷，赤道海洋被大约1.6千米厚的冰层覆盖，大量生物死亡，只有转入地下或在热温泉中的生物才能得以生存下来。

争论：对于雪球地球观点的最早争辩始于1989年，之后持反对观点的科学家对此进行了更加猛烈的攻击，其中最具代表性的就是加拿大多伦多大学的三位物理学家。

2008年4月，他们设计了一种新原生代末期二氧化碳计算机模拟，新原生代末期是海洋氧气生成的重要时期。

这三位物理学家指出，计算机模拟显示，持续的寒冷气温将使大气中的氧气散布到海洋底部，通过光合作用进而转化成为富含溶解有机碳的地质层，最终形成二氧化碳气体。

这些二氧化碳气体将从海洋中释放回到大气层中，通过温室气体效应加热大气层空气，在地球冰冻冷却循环周期之前，诱导海洋冰层逐渐融化、冰河逐渐缩小。

换句话讲，地球在8.5亿—5.5亿年前的成冰纪并不是一个冰冻的雪球，当时的地球很可能是气候温和、土壤泥泞，热带地区的海水处于非冰冻状态，海水可以与阳光进行充足的光合作用。

这个时期并没有大量火山喷发的二氧化碳气体，也没有持续冰冻上亿年。