天气学原理考试题答案

“天气学原理和方法”试题答案（共80分）
一、多项选择题（划横线者为正确选项）（在1小题中全部选对1.5
分；有错误选项或不全对便是零分；共9分）
1、基本力是大气与地球或大气之间的相互作用而产生的真实力，它们的存在与参考系无关。

基本力包括（）。

（p1）
A 地心引力B惯性离心力C摩擦力D地转偏向力
E 气压梯度力
2、西风带长波的移动速度与许多因素有关。

当（）时，波动移动较快，反之，移动较慢。

（p180-181）
A地转涡度平流较大B波长较短 C 纬度较高
D南风较强E西风较强
3、大范围降水形成的主要条件是（）。

（p320）
A 水汽条件B气压场条件C风场条件
D 垂直运动条件
E 云滴增长条件
4、暴雨中尺度系统的触发条件有许多，如：（）。

（p397）
A 锋面抬升
B 近地层加热的不均匀性
C 潜热释放
D海陆风辐合抬升 E 能量锋与Ω系统的触发
5、强雷暴的发生、发展是需要一定条件的。

有利于强雷暴发生、发展的主要因子有（）。

（p432）
A 高、低空急流
B 逆温层
C 热力抬升
D 气流爬坡
E 前倾槽
6、冬季东亚大槽是东亚地区的一个重要天气系统，它是（）影响的产物。

（p199）（p560）
A太阳辐射 B 海陆热力差异 C 洋流
D 地面冷高压
E 青藏高原地形
二、填空题（1空0.5分，共23分）
1、气压梯度力与（气压梯度）成正比。

（p2）
2、当大气中密度的分布仅仅随气压而变化时，这种状态的大气被称为（正压）大气。

（p52）
3、在低气压中，地面（摩擦）作用使空气水平辐合，并引起上升运动。

（p54）
4、当气流过山时，在迎风坡有上升运动，此时（气旋性）涡度减弱。

（p229）
5、地面冷高压移动方向与该高压中心上空500hPa气流方向较为一致，而且移动速度与其上空500hPa高度上的风速也成一定的比例。

一般而言，地面系统中心移速为500hPa地转风速的（0.5~0.7 ）倍。

（p302）
7、冷空气翻山下坡是干绝热下沉，也就是说冷空气是沿等熵面下沉，当等熵面的坡度（大于）地形坡度时，有利于下坡大风的形成。

（p306）
9、地转偏向力处在（纬圈）平面内，它只能改变气快的（运动方向）。

对于水平运动而言，在北半球地转偏向力使运动向（右）偏，并且地转偏向力的大小与（相对速度）的大小成比例。

（p9）
10、大气环流形成与维持是由影响大气运动的一些基本因子在长期作用下造成的，其中最主要的因子是（太阳辐射）、（地球自转）、地
球表面不均匀和（地面摩擦），当然这些外因都要通过大气本身的特性而起作用。

（p152）
11、由许多雷暴单体侧向排列而形成的强对流云带叫做（飑线）。

侧向排列的雷暴单体常常彼此（不相干扰），其对流云不断（新陈代谢），但作为整体可持续几小时至十几小时。

（p407）
12、一般来说，在产生冰雹的雹云中最大上升速度及水分累积区的高度一般在温度（零度层）以上。

水分累积区的厚度不小于（1.5~2.0）公里。

能较快增长为雹块的雹胚是（过冷水冻滴）。

云内0℃层的高度一般认为以（600）hPa上下为宜。

（p409-410）
13、当环境的垂直温度递减率大于气块绝热运动时的温度垂直递减率时的气层被称做（不稳定）层结；既不促进也不抑制气块垂直运动的气层叫（中性）层结。

（p423）
14、根据天气分析预报实践的总结，我国常见的大风有冷锋后的（偏北）大风，高压后部的（偏南）大风，以及由（低压）、（台风）和（雷雨冰雹）引起的大风。

（p249）
15、一般情况下，与地面冷锋相配合的高空槽越（深）、槽后的冷平流越（强），就越有利于冷锋后出现大风；大风区出现在冷平流（最强区域）所对应的位置。

（p249）
16、西南涡的形成主要是由三个因素造成的：一是（地形）作用，四川盆地处于西风带的（背风坡），有利于降压形成动力性涡旋；其次，由于高原的阻挡，从南侧绕过的西风气流由于边界摩擦而产生气旋性涡度。

二是500hPa面上有（高原槽）东移，槽前正涡度平流造成低层减压，利于低涡形成。

三是700hPa面上有能使高原东南侧的
（西南气流）加强、并在四川盆地形成明显的（辐合气流）的环流形势。

（p371）
17、与强降水相联系的低空急流，是指位于（600~900）hPa之间水平动量集中的气流带，风速要大于等于（12米/秒）。

在我国与暴雨相联系的西南风低空急流常常位于副热带高压（西侧）或（北侧），低空急流左侧常有低空切变线和低涡活动。

低空急流又多位于高空西风急流入口区的（右侧）或南亚高压东部脊线附近。

在这种环流背景下，与低空急流相伴的强降水区位于低空急流的（左侧）、低空切变线的（右侧）。

（p375-376）
18、典型梅雨的环流特征是：梅雨开始时，高层100或200hPa的（南亚高压）从青藏高原向东移动，到达（长江流域）上空，并在那里停滞。

梅雨期中层500hPa环流形势稳定。

西太平洋副热带高压呈（带状）分布，在︒
120E处的脊线位置稳定在（︒22N）左右。

低层梅雨期间，地面图上，在江淮流域有（静止锋停滞），在850hPa或700hPa上则为（江淮切变线），其南并有一与之近乎平行的低空（西南风急流）。

低层的另一种形势是，中纬西风带上不断地有较强的（低槽）东移，低层不断有锋面气旋生成，形成间断性的降雨。

（p354-357）
三、回答问题（共40分）
1、（共3分）什么叫上下游效应？对于我国而言，在西风带中的上游和下游地区有哪些？（p184）
回答要点：
（1）大范围上、下游系统环流变化的联系叫上、下游效应。

（0.5分）（2）上游地区：乌拉尔山地区、欧洲北大西洋地区和北美东岸地区（答对1个1分，答对两个及以上2分）；
下游地区：北太平洋地区。

（0.5分）
2、（共8分）简述罗斯贝的三圈经向环流模式和与该模式相对应的地面主要风带及形成的主要原因。

（p155）
回答要点：
（1）在极地与热带地区各有一个直接环流圈（极地环流圈和哈得来环流圈），其特征是空气自较暖处上升，在对流层上部向较冷处流去，然后下沉，而对流层低层空气则由冷处向暖处流动，构成一个闭合环流圈。

（3分）
（2）在两个直接环流圈之间的中高纬地区有一个与直接环流方向相反的闭合环流圈。

（1分）
（3）由于三圈环流在地面形成的经向气流的存在（1分）和地转偏向力的作用（1分），在低纬和极地附近的地面为东风带（1分），在中高纬度地面为西风带。

（1分）
3、（共7分）什么叫西风环流指数？实际工作中使用的环流指数公式的具体形式是什么？并写出公式中各项的含义。

（p175-176） 回答要点：（1）西风环流指数是指纬度35°~55°之间的平均地转西风的大小。

（2分）
（2）公式：∑=∆=-=O O 361
5535361λλH H H I （2分） （3）含义：ο35H 、ο
55H 分别是纬度35°和纬度55°上的平均位势高度（1分）；
λH ∆：λ经度上纬度35°和纬度55°上的位势高度之差（1分）。

λ是沿纬圈每隔10个经度取一对位势高度值。

（1分）
4、（10分）如何根据大气上下层热成风的分布来判断大气相对不稳定的区域？（p50）
回答要点：
（1）热成风是地转风随高度的变化。

由热成风原理可知，当某层大气中地转风随高度逆时针转动时，该层大气中有冷平流；当地转风随
高度顺时针转动时，该层大气中有暖平流。

（4分）
（2）因为在自由大气中实际风接近地转风，因此可根据观测站的高空风随高度的转变，来定出冷暖平流的层次。

（3分）
（3）如果下层有暖平流，上层是冷平流，则大气处于相对不稳定状态；反之则是相对稳定状态。

（3分）
5、简述“p ”坐标中的垂直涡度方程中等号右端三大项的物理意义。

方程如下：（共8）
)()()()(y v x u y v x u f p v x p u y dt f d ∂∂+∂∂-∂∂+∂∂-∂∂∂∂-∂∂∂∂=+ξωωξ （p114）
回答要点：
（1）意义：它表示在有涡度水平分量（x ξ，y ξ），即有风的垂直切变
存在，同时又有垂直运动在水平方向不均匀分布时所引起的涡度变化。

（2分）
（2）意义：辐散时，有反气旋性相对涡度产生；辐合时，有气旋性相对涡镀产生。

（2分）
（3）意义：0〉ξ时，水平辐散使气旋性涡度减小，水平辐合使气旋性涡度增加（2分）；0〈ξ，水平辐散使反气旋性涡度减小，水平辐合使反气旋性涡度增大。

（2分）
6、简述东北冷涡的天气特点及其原因。

（10分）（p375） 回答要点：
（1） 冷涡雷暴最易出现在冷涡的东南及南部（低部或下半部）。

原
因：因为这里的辐合上升运动最强。

(2分)（p440）
（2） 不稳定特点，主要造成阵性降水。

原因：冷涡在发展阶段，其
温压场结构不对称，冷温槽落后于低压槽，所以其西部常有冷
空气不断补充南下，地面上常表现为一条条副冷锋南移，冷锋
过境时出现雷雨，锋面过后，雨过天晴。

（4分）
（3）降水有明显的日变化，一般在午后到前半夜（傍晚）比较严重。

原因：冷涡上空为很冷的冷空气，日变化小，而低层到地面由
于太阳辐射日变化大，午后到前半夜（傍晚）低层气温明显高
于其它时间，此时间段内高、低层温差大，有利于对流发展。

（3分）
（4）持续时间长，一般3-6天。

因为东北冷涡系统较强，移动缓慢甚至停滞不动。

（1分）。