气象学基础

第一章

名词解释

1、大气：由于地球引力作用，地球周围聚集着一层深厚的空气层，

称为大气。

2、气象要素：定性或定量描述大气物理现象和大气状况特征的物理

量。

3、天气：一定区域短时间内大气状态和大气现象及其变化的综合称

为天气

4.、气候：是一个地区多年的天气状况，它包括平均状态也包括极

端状态。

5、干洁空气：大气中除水汽和杂质外的整个混合气体。

6、气压：单位水平面积上所承受的大气压强，其大小等于单位水平

面积上大气柱的重量。

7、水汽压：大气中所含水汽的分压力称为水汽压。

8、绝对湿度：单位容积湿空气中所含水汽的质量。空气中水汽的密

度。

9、比湿：单位质量湿空气中所含水汽的质量。

10、露点：当空气中水汽含量不变，且气压一定时，使气温降低到

达水汽饱和时的温度称为露点。

11、相对湿度：空气中的实际水汽压与同温下的饱和水汽压之百分

比。

12、饱和差：在某气温下的饱和水汽压和实际水汽压之差，用来表

示空气达到饱和时所需要的水汽量。

13、风：空气的水平运动，它包括风向和风速。

简答题

1、天气和气候有什么区别和联系？

天气：一定区域短时间内大气状态和大气现象及其演变规律。天气是代表一个较短时间，一般具有多变性，在同一时间内不同地区的天气不完全一样，同一地区不同时间内的天气也常常不同。

气候：一个地区多年（30年以上）的天气状况，它既包括平均状态，也包括极端状态。气候是代表一个较长时间，一般比较稳定，而且一个地方的气候特征受它所在的纬度、高度、海陆位置等影响较大。

2、臭氧和二氧化碳各有哪些作用？

臭氧：大量吸收太阳紫外线，使臭氧层增暖，影响大气温度的垂直分布。使地面上的生物免受过多紫外线伤害

二氧化碳：植物进行光合作用制造有机物不可缺少的原料，它的增多也会对提高植物光和效率产生影响。CO2是温室气体。它能强烈吸收和放出长波辐射，对空气和地面有增温效应。

3、为什么大气中臭氧的含量在20~25km处最大？

臭氧一般是由氧分子与氧原子结合而成，在大气上层太阳辐射很强，氧分子解离多，使氧原子很难遇到氧分子，不能现成臭氧，所以高层空间臭氧逐渐消失；相反，在低层大气中太阳紫外线辐射大为减少，氧分子不易被分解，氧原子量极少，也不能形成臭氧。在20~25km的高度，即有足够的氧分子，又有足够的氧原子，是形成臭氧的最适宜环境。所以，在这一层大气中臭氧含量最大。

4、水汽在大气中含量虽少，但它是天气变化的重要角色，为什么？（1）水气在大气中能产生一系列天气现象，如云、雾、雨、雪等；（2）强烈地吸收和放出长波辐射，水相变化伴随着巨大的潜热转换，从而影响空气和地面的温度分布

5、大气在垂直方向上分为哪几层？

对流层平流层中间层热成层外层

6、对流层具有哪些基本特征？

随高度的增加，气温降低(平均0.65℃/百米)，空气具有强烈的对流运动，空气的温湿度水平分布不均匀

7、为什么对流层中温度随高度的升高而降低？

由于对流层与地面接触，空气从地面获得热量，随着高度的增加，从地面获得的热量减少，所以，对流层的温度是随着高度的增加而降低。

三、计算：

已知空气的相对湿度为80%，气压为1000hPa，气温为20℃，求空气的绝对湿度、比湿和虚温？

第二章

1、辐射：物质以电磁波的形式放射能量，称为辐射。

2、辐射通量密度：单位时间内通过单位辐射体表面的辐射能。

3、太阳辐射光谱：太阳辐射能随波长的分布。

4、太阳常数：在日地平均距离条件下，地球大气上界垂直于太阳光

线面上的辐射通量密度。

5、分子散射：空气分子的直径小于射入辐射的波长并遵循蕾利散射

定律，其散射能力与波长的四次方成正比。

6、太阳高度：太阳光线与观测点地平线间的夹角。（h）

7、昼长：日面中心从地平线（日出）至入地平线（日没）的时间间

隔。

8、时角：从主点起沿天赤道量到天球上的一点的赤道圈与天赤道交

点的弧长为经向坐标称为时角。

9、单位气质：太阳位于天顶时，以单位面积太阳光束所穿过的大气

柱的质量作为一个单位。

10、大气透明系数：当太阳位于天顶时，到达地面与太阳光垂直面上的太阳辐射通量密度S与大气上界太阳常数之比，即P=S/S0。11、太阳直接辐射：在与太阳辐射方向相垂直的面上所接收到的直接来自太阳的那一部份太阳辐射通量密度。

12、太阳漫射辐射：来自整个天穹向下的散射辐射和反射的太阳辐射之和

13、地面有效辐射：地面发射的长波辐射与地面吸收的大气逆辐射之差

14、净辐射：是指某一作用面或作用层辐射能收入和支出之差。

15、地面净辐射：单位时间单位面积的水平地表面吸收的辐射能与失去的辐射能之差。

二、问答题：

1、为什么早晨的太阳呈红色，晴朗的天空呈蓝色？

由于大气的吸收作用和分子散射作用是有选择性的，且随波长不同而异，因此P与波长有关，波长短的P小于波长长的P。h小时，短波散射多，余下的多为红橙光，所以早上太阳呈红色

分子散射：空气分子的直径小于射入辐射的波长并遵循蕾利散射定律，其散射能力与波长的四次方成反比。分子散射与波长有关，波长短的散射能力强，它对蓝紫光的散射能力比红光大9倍，所以晴朗无云的天空呈淡蓝色

2、太阳辐射在大气中的减弱方式有哪些？

吸收作用；散射作用（大气散射，分子散射，粗粒散射）：反射作用

3、掌握太阳高度、昼长及可能太阳辐射日总量的计算？

太阳高度h：太阳光线与观测点地平线间的夹角。

4、直接辐射、漫射辐射、有效辐射、净辐射变化的一般规律？

第三章

1、对流：空气在铅直方向上的大规模升降运动。分为动力和热力两类

2、平流：大范围空气的水平运动

3、乱流：空气的不规则运动，分为动力、热力和混合三类

4、热容量：重量热容量(比热c)：单位质量的物质温度变化1℃所

吸收或放出的热量，单位为J·kg-1·℃-1

容积热容量(热容量cv)：单位体积的物质温度变化1℃所吸

收或放出的热量，单位为J·m-3·℃-1

5、导热率：物体内部传导热量快慢的能力，它是指1m深度内温度

差为1 ℃，1秒钟通过1m2横截面的热通量，单位为J·m-

1·s-1·℃ -1。

6、导温率：表示物体传递温度和消除层次间温度差异的能力，即单

位体积的物体，由于流入(或流出)数量为λ的热量后，温度

升高或降低的数值，单位为m2·s-1

7、土壤热通量：单位时间、单位面积上的土壤热交换。

8、土壤冻结：在寒冷的冬季，当土壤温度降低到0°以下时，土壤

中的水分冻结成冰，使土壤变得非常坚硬，这叫做土壤冻

结。

9、感热通量：地面与大气间，在单位时间内，沿铅直方向通过单位

面积流过的热量。

10、逆温：气温随高度的升高而增加的现象

11、空气的绝热变化：气块在铅直运动中所发生的绝热冷却和绝热

增温的变化。这个变化过程称为绝热过程。

12、干绝热过程：一团干空气或未饱和的湿空气在作绝热上升或下

降运动时，气块内部既没有发生水的相变，又没有与外界交

换热量的过程，它是一种可逆的绝热过程。