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:1/5

1152)1()1(2),(2---=-=T c T

k ch

B 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 k

ch c ⋅==μ143882。 9、海陆风：（P279）

10、气溶胶的直接辐射强迫：气溶胶对气候系统的影响分为直接辐射强迫和间接辐射强迫。直接辐射强迫是指气溶胶通过吸收和散射长波和短波辐射，从而改变地球－大气系统辐射平衡；间接辐射强迫是指气溶胶粒子改变云的物理和微物理特征，进而改变云的辐射特征，影响地球-大气系统的辐射平衡。

二、论述

1、大气中的次声波来源。（P504）

2、混合态层状云降水微物理过程。（P345）

3、大气霾的特征和主要成因。

4、瑞利散射和米散射的概念，及为什么晴空是蓝色，积云是白色。（P79-80）2013年

一、名词解释（共40分，每题4分）

（1）温室气体：指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水汽、二氧化碳、氧化亚氮、甲烷等是地球大气中主要的温室气体。它们的作用是使地球表面变得更暖。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。

（2）山谷风：（P278）

（3）米散射：（P78）

（4）感热与潜热：（P131）

（5）云-地闪电：（P401）即地闪，发生在云和地之间的强放电过程。

（6）零度层亮带：（P346）由于缓慢降落的冰晶和雪花在零度层附近发生表面融化而使反射率增大的结果。具体产生过程，冰晶在混合层状云内下落时可经历三个层次，即冰晶层、冰晶和过冷水滴层、温度高于0℃的水滴层。当冰晶落入0℃层以下开始融化，只要冰晶表面融化厚度达到半径的1/5，其对雷达的反射能力就与同样大小的水滴相当，而水滴对雷达波的反射能力比同样大小的冰晶大5倍，因此在雷达回波图上呈现0℃层以下亮度陡然增加的现象。

（7）飑线：（P296）

（8）太阳常数：（P86）在大气上界日地平均距离处，通过与太阳光线垂直的单位面积上的太阳辐射总辐射通量密度（包括所有波长）。（PPT AP05 P24）

（9）冰晶的繁生：（P344）云中冰晶或冻滴等冰相粒子，由于破碎等过程产生新的冰晶个体的各种过程，称为冰晶的繁生。云中冰晶除可通过冰核活化相交过程而产生外，也可通过已经生成的冰相粒子的破碎而增加其浓度，后者称为冰晶繁生或冰晶次生的过程。冰晶繁生过程，主要有三种：（1）脆弱冰晶的机械破碎，冰碎片就是次生冰晶。（2）大水滴冻结时破碎产生次生冰晶。（3）冰相粒子同过冷云滴撞冻（淞附）时产生次生冰晶。

（10）Ekman螺线：（P258）

二、简答题（共60分，每题15分）

1、介绍湍流混合长理论（P232）

2、用寇拉曲线解释云滴形成的微物理过程（P318）

3、介绍气溶胶粒子的Twomey效应（也称”第一间接效应”）（今年会不会考Albrecht效应“第二间接效应”）

答：气溶胶可以通过作为凝结核，或者改变云的生命期和光学性质，对气候系统产生间接的辐射强迫作用。可分为两种不同的间接效应。

第一间接效应：因人为的气溶胶增加而引起的辐射强迫作用。它造成固体液态水含量中，颗粒浓度的增加和尺度的减小，从而导致云反照率的增加。该效应也被称为“Twomey效应”。有时人们也将它称为云的反照率效应。但这是一种明显的误解，因为第二间接效应也会改变云的反照率。

第二间接效应：人为的气溶胶增加而引起的辐射强迫作用。它造成颗粒的尺度减小，降低了降水率，从而调整了液态水含量、云的厚度和云的生命期。该效应也被称为“云的生命期效应”或“Albrecht效应”。

4、描述并解释对流云中的温度层结曲线（P294）

2012年

一、简述题（50分）

1.大气热力分层名称、温度分布规律及其原因（8分）（P48—P51）

答：对流层：由于地面是对流层大气的主要热源，所以温度分布规律是随高度降低。

平流层：为逆温（其垂直减温率为负值）。平流层下半部分的温度随高度变化很缓慢，上半部由于臭氧层把吸收的紫外辐射能量转化成分子的动能，使空气温度随高度上升而显著增加（约2℃/km），到50km高度附近达到最大值（约为-3℃），即平流层顶（50km）。

中间层：中间层内臭氧已经很稀少了，而太阳辐射中能被氧分子吸收的波长极短的紫外辐射（<0.18μm）已被上面的热层大气吸收了，所以这层大气吸收的辐射能量很少，温度随高度降低。到85km高度左右的中间层顶（气压约为0.1hP a），温度下降到-100~-90℃，是地球大气中最冷的部分。

热层：在这层内，温度始终是增加的。太阳辐射中的强紫外辐射（<0.18μm）的光化学分解和电离反应造成了热层的高温。这层内大气热量的传输主要靠热传导，由于分子稀少，热传导率小，在各高度上热量达到平衡时，必然会有巨大的垂直温度梯度。因此热层内，温度很快就升到几百度，再往上，升温的趋势渐渐变缓，最终趋近于常数，约为1000-2000K。