当前位置:文档之家› 气象学习题

气象学习题

气象学习题
气象学习题

一、名词解释题:

1. 干洁大气:除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气,称为干洁大气。

2. 下垫面:指与大气底部相接触的地球表面,或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。

3. 气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象,称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。

二、填空题:

(说明:在有底线的数字处填上适当内容)

1. 干洁大气中,按容积计算含量最多的四种气体是:(1) 、(2) 、氩和(3) 。

2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的(4) 。

3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收(5) 辐射。

4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上(6) ,夏天比冬天(7) 。

5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分,是天气演变的重要角色。

6. 根据大气中(9) 的铅直分布,可以把大气在铅直方向上分为五个层次。

7. 在对流层中,温度一般随高度升高而(10) 。

8. 大气中对流层之上的一层称为(11) 层,这一层上部气温随高度增高而(12) 。

9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准,大气顶约高(13) 千米。

答案:(1)氮(2)氧(3)二氧化碳(4)紫外线(5)长波(6)低(7)低(8)水汽(9)温度(10)降低(11)平流(12)升高(13)1200

三、判断题:

1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中,它可以吸收太阳辐射中的紫外线。

2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地面空气升温,产生“温室效应”。

3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用,使地球上二氧化碳含量逐年减少。

4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬,下层多于上层,夏季多于冬季。

5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序,分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。

6. 平流层中气温随高度上升而升高,没有强烈的对流运动。

7. 热成层中空气多被离解成离子,因此又称电离层。

答案:1.对,2.错,3.错,4.对,5.错,6.对,7.对。

四、问答题:

1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化?

答:大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。植物在太阳辐射的作用下,以二氧化碳和水为原料,合成碳水化合物,因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳;同时,由于生物的呼吸,有机物的分解以及燃烧化石燃料等人类活动,又要产生大量的二氧化碳。这样就存在着消耗和产生二氧化碳的两种过程。一般来说,消耗二氧化碳的光合作用只在白天进行,其速度在大多数地区是夏半年大,冬半年小;而呼吸作用等产生二氧化碳的过程则每时每刻都在进行。所以这两种过程速度的差异在一天之内是不断变化的,在一年中也随季节变化,从而引起二氧化碳浓度的日变化和年变化。

在一天中,从日出开始,随着太阳辐射的增强,植物光合速率不断增大,空气中的二氧化碳浓度也随之不断降低,中午前后,植被上方的二氧化碳浓度达最低值;午后,随着空气温度下降,光合作用减慢,呼吸速率加快,使二氧化碳消耗减少;日落后,光合作用停止,而呼吸作用仍在进行,故近地气层中二氧化碳浓度逐渐增大,到第二天日出时达一天的最大值。

在一年中,二氧化碳的浓度也主要受植物光合作用速率的影响。一般来说,植物夏季生长最旺,光合作用最强,秋季最弱。因此二氧化碳浓度秋季最小,春季最大。

此外,由于人类燃烧大量的化石燃料,大量的二氧化碳释放到空气中,因而二氧化碳浓度有逐年增

加的趋势。

2. 对流层的主要特点是什么?

答:对流层是大气中最低的一层,是对生物和人类活动影响最大的气层。对流层的主要特点有:

(1)对流层集中了80%以上的大气质量和几乎全部的水汽,是天气变化最复杂的层次,大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象,都集中在这一气层内;

(2) 在对流层中,气温一般随高度增高而下降,平均每上升100米,气温降低0.65℃,在对流层顶可降至-50℃至-85℃;

(3) 具有强烈的对流运动和乱流运动,促进了气层内的能量和物质的交换;

(4) 温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀,这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的不均匀性而产生的。

五、复习思考题:

1. 臭氧在大气中有什么作用?它与平流层温度的铅直分布有什么关系?

2. 二氧化碳的日年化、年变化和长期变化的特点如何?为什么会有这样的变化?

3. 为何气象学中将大气中含量并不太大的水汽看作是一种重要的成分?

4. 大气在铅直方向上分层的依据是什么?

5. 大气在铅直方向上可分为哪几层?其中最低的一层有什么特点?

6. 根据气体的状态方程,说明当一块空气的温度比同高度上周围空气温度高或低时,这块空气在铅直方向上的运动情况。

7. 根据状态方程,比较同温同压下干、湿空气密度的差异。

一、名词解释题:

1. 辐射:物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由辐射所传输的能量称为辐射能,有时把辐射能也简称为辐射。

2. 太阳高度角:太阳光线与地平面的交角。是决定地面太阳辐射通量密度的重要因素。在一天中,太阳高度角在日出日落时为0,正午时达最大值。

3. 太阳方位角:太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的交角。以正南为0,从正南顺时钟向变化为正,逆时针向变化为负,如正东方为-90°,正西方为90°。

4. 可照时间:从日出到日落之间的时间。

5. 光照时间:可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光照射的时间之和。

6. 太阳常数:当地球距太阳为日地平均距离时,大气上界垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度。其值为1367瓦?米-2 。

7. 大气质量数:太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气铅直厚度的比值。

8. 直接辐射:以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射。

9. 总辐射:太阳直接辐射和散射辐射之和。

10. 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。

11. 大气逆辐射:大气每时每刻都在向各个方向放射长波辐射,投向地面的大气辐射,称为大气逆辐射。

12 . 地面有效辐射:地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差,即地面净损失的长波辐射。

13. 地面辐射差额:某时段内,地面吸收的总辐射与放出的有效辐射之差。

二、填空题:

1. 常用的辐射通量密度的单位是(1) 。

2. 不透明物体的吸收率与反射率之和为(2) 。

3. 对任何波长的辐射,吸收率都是1的物体称为(3) 。

4. 当绝对温度升高一倍时,绝对黑体的总辐射能力将增大(4) 倍。

5. 如果把太阳和地面都视为黑体,太阳表面绝对温度为6000K,地面温度为300K,则太阳表面的辐射通量密度是地表面的(5) 倍。

6. 绝对黑体温度升高一倍时,其辐射能力最大值所对应的波长就变为原来的(6) 。

7. 太阳赤纬在春秋分时为(7) ,冬至时为(8) 。

8. 上午8时的时角为(9) ,下午15时的时角为(10) 。

9. 武汉(30°N)在夏至、冬至和春秋分正午时的太阳高度角分别为(11) ,(12) 和(13) 。

10. 冬半年,在北半球随纬度的升高,正午的太阳高度角(14) 。

11. 湖北省在立夏日太阳升起的方位是(15) 。

12. 在六月份,北京的可照时间比武汉的(16) 。

13. 在太阳直射北纬10°时,北半球纬度高于(17) 的北极地区就出现极昼。

14. 由冬至到夏至,北半球可照时间逐渐(18) 。

15. 光照时间延长,短日照植物的发育速度就会(19) 。

16. 在干洁大气中,波长较短的辐射传播的距离比波长较长的辐射传播距离(20) 。

17. 随着太阳高度的降低,太阳直接辐射中长波光的比(21) 。

18. 地面温度越高,地面向外辐射的能量越(22) 。

19. 地面有效辐射随空气湿度的增大而(23) ,随地面与空气温度之差的增大而(24) ,随风速的增大而(25) 。

20. 地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差称为(26) 。

答案:(1)瓦.米-2 ;(2)1;(3)绝对黑体;(4)15;(5)160000;(6)二分之一;(7)0°;(8)-23°27';

(9)-60°;(10)45°;(11)83°27';(12)36°33';

(13)60°;(14)减小;(15)东偏北;(16)长;(17)80°;

(18)延长;(19)减慢;(20)短;(21)增加;(22)多;(23)减小;(24)增大;(25)减小;(26)地面辐射差额。

三、选择题:(说明:在四个答案中,只能选一个正确答案填入空格内。)

1. 短日照植物南种北引,生育期将________。

A. 延长;

B.缩短;

C. 不变;

D.可能延长也可能缩短。

2. 晴朗的天空呈蓝色,是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光________较多的结果。

A. 吸收;

B. 散射;

C. 反射;

D.透射。

3. 对光合作用有效的辐射包含在________中。

A. 红外线;

B. 紫外线;

C. 可见光;

D. 长波辐射。

4. 在大气中放射辐射能力最强的物质是________。

A. 氧;

B. 臭氧;

C. 氮;

D. 水汽、水滴和二氧化碳。

5. 当地面有效辐射增大时,夜间地面降温速度将____。

A. 加快;

B. 减慢;

C. 不变;

D. 取决于气温。

答案:1. A; 2. B; 3. C; 4. D; 5. A。

四、判断题:

1. 对绝对黑体,当温度升高时,辐射能力最大值所对应的波长将向长波方向移动。

2. 在南北回归线之间的地区,一年有两次地理纬度等于太阳赤纬。

3. 时角表示太阳的方位,太阳在正西方时,时角为90°。

4. 北半球某一纬度出现极昼时,南半球同样的纬度上必然出现极夜。

5. 白天气温升高主要是因为空气吸收太阳辐射的缘故。

6. 光合有效辐射只是生理辐射的一部分。

7. 太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐射。

8. 地面辐射和大气辐射均为长波辐射。

9. 对太阳辐射吸收得很少的气体,对地面辐射也必然很少吸收。

10. 北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值,所以气温较高。

答案:1. 错;2. 对;3. 错;4. 对;5. 错;6. 对;7. 错;8. 对;9.错;10. 错。

五、计算题

1. 任意时刻太阳高度角的计算

根据公式Sinh=sinφsinδ+cosφcosδcosω

大致分三步进行:

(1) 计算时角ω,以正午时为0°,上午为负,下午为正,每小时15°;如以“度”为单位,其计算式是ω=(t-12)×15°其中t为以小时为单位的时间;如以“弧度”为单位,则ω=(t-12)×2π/24建议计算时以角度为单位。

(2) 计算sinh值(所需的δ值可从教材附表3中查到,考试时一般作为已知条件给出)。

(3) 求反正弦函数值h,即为所求太阳高度角。

例:计算武汉(30°N)在冬至日上午10时的太阳高度角。

解:上午10时:ω=(t-12)×15°=(10-12)×15°=-30°

冬至日:δ=-23°27' 武汉纬度:φ=30°

∴sinh = sin30°sin(-23°27')+cos30°cos(-23°27')cos(-30°)=0.48908

h=29°17'

2. 正午太阳高度角的计算

根据公式:

h=90°-φ+δ

进行计算;特别应注意当计算结果h>90°时,应取补角(即用180°-h作为太阳高度角)。

也可根据

h=90°-|φ-δ|

进行计算,就不需考虑取补角的问题(建议用后一公式计算)。还应注意对南半球任何地区,φ应取负值;在北半球为冬半年(秋分至春分)时,δ也取负值。

例计算当太阳直射20°S时(约11月25日)在40°S的正午太阳高度角。

解:已知φ= -40°(在南半球) δ=-20°

∴h=90°-(-40°)+(-20°)=110°

计算结果大于90°,故取补角,

太阳高度角为:h=180°-110°=70°

也可用上述后一公式直接得

h=90°-|φ-δ| = 90°-|-40°-(-20°)|=70°

3. 计算可照时间

大致分三步:

(1) 根据公式:cosω0 = -tgφtgδ计算cosω0 的值。

(2) 计算反余弦函数值ω0 ,得日出时角为-ω0 ,日落时角为+ω0

(3) 计算可照时间2ω0 /15°(其中ω0 必须以角度为单位)。

例计算11月25日武汉的可照时间。

解:由附表3可查得δ=-20°,武汉纬度φ=30°

cosω0 =-tgφtgδ=-tg30°tg(-20°)=0.210138

ω0 =77.87°

即:日出时角为-77.87°(相当于真太阳时6时49分),

日落时角为77.87°(相当于真太阳时17时11分)。

∴可照时间=2ω0/15°=2×77.87°/15°=10.38小时

4. 计算水平面上的太阳直接辐射通量密度

根据公式:Rsb=Rsc?am sinh

大致分三步进行计算:

(1) 计算太阳高度角的正弦sinh (参看第1,2两部分)。

(2) 计算大气质量数,一般用公式m=1/sinh

(3) 计算Rsb

例1 计算北京(取φ=40°N)冬至日上午10时水平面上的太阳直接辐射通量密度(设Rsc=1367瓦?米-2 ,a=0.8)。

解:已知φ=40°,δ=-23°27'(冬至日),ω=-30°

sinh=sin40°sin(-23°27') + cos40°cos(-23°27') cos(-30°)=0.352825

m=1/sinh=1/0.352825=2.8343

∴Rsb=Rsc?am sinh=1367×0.82.8343×0.352825=256.25 (瓦?米-2 )

例2 计算武汉(φ为30°N)在夏至日正午时的太阳直接辐射通量密度(已知a=0.8)。

解:已知φ=30°,δ=23°27',

正午太阳高度角为h=90°-φ-δ=90°-30°-23°27'=83°27'

m=1/sinh=1.00657

Rsb=Rsc?am sinh=1367×0.81.00657 ×sin83°27'=1084.87 (瓦?米-2)

例3 当太阳直射南半球纬度18°时,试求我国纬度42°处地面上正午时的直接辐射通量密度(已知大气透明系数为0.7,太阳常数为1367瓦?米-2)。

解:已知φ=42°δ=-18°a=0.7

正午时:h=90°-φ+δ=90°-42°-18°=30°

m=1/sinh=1/sin30°=2

Rsb=Rsc?am sinh=1367×(0.7)2 sin30°=334.9 (瓦?米-2 )

5. 计算坡面的太阳直接辐射通量密度

坡面上的直接辐射通量密度计算式为:

Rsb坡=Rsc?am sinα

其中α为太阳光线与坡面的夹角。

Rsb坡的计算步骤与上述水平面上Rsb的计算类似,但在第2步(计算m)后,应确定夹角α。

例1 计算武汉(φ为30°N)冬至日坡度为20°的南坡和北坡在正午时的太阳直接辐射通量密度(设透明系数a=0.8)。

解:已知φ=30°,δ=-23°27',正午太阳高度角为:h=90°-|φ-δ|=90°-|30°-(-23°27')|=36°33'

m=1/sinh=1/sin36°33'=1.6792(注意:此处计算m时不能用α代替h)。

对于南坡,正午时α=h+坡度=36°33'+20°=56°33'

Rsb南坡=Rsc?am sinα=1367×0.81.6792 ×sin56°33'=784.14 (瓦?米-2 )

对于北坡,正午时α=h-坡度=36°33'-20°=16°33'(如果北坡坡度大于h时则无直射光,即Rsb北坡=0)

Rsb北坡=Rsc?am sinα=1367×0.81.6792 ×sin16°33'=267.71 (瓦?米-2 )

由此题可知冬季南坡暖而北坡冷的一个重要原因在于Rsb南坡和Rsb北坡的差别。

例2 在46.5°N的某地欲盖一朝南的玻璃温室,为了减小反射损失,要使冬至日正午时太阳直接光线垂直于玻璃面,试问玻璃面与地平面的夹角应是多少?冬至日正午时到达玻璃面上的直接辐射通量密度为多少(已知太阳常数为1367瓦/米2 ,透明系数为0.8)?

解:已知φ=46.5°,δ=-23.5°,a=0.8

(1) h=90°-φ+δ=90°-46.5°-23.5°=20°

m=1/sinh=1/sin20°=2.923804

玻璃面与地平面的夹角β=90°-h = 90°-20°= 70°

(2) 玻璃面上的直接辐射通量密度为

Rsb坡=Rsc?am sinα=1367×(0.8)2.923804 ×sin90°=711.9 (瓦?米-2 )

例3 在北纬36.5°处有一座山,其南北坡的坡度为30°,试求冬至日正午时水平地面上及南北坡面上的太阳直接辐射通量密度(设大气透明系数为0.8,太阳常数为1367瓦?米-2) 。

解:已知φ=36.5°,δ=-23.5°,a=0.8,坡面坡度β=30°

h=90°-φ+δ=90°-36.5°+(-23.5°)=30°

m=1/sinh=1/sin30°=2

水平地面上直接辐射能量密度Rsb=Rsc?am sinh =1367×(0.8)2×sin30°=437.4 (瓦?米-2 )

南坡:Rsb南坡=Rsc?am sinα=Rsc?am sin(h+β)=1367×(0.8)2 ×sin60°= 757.7(瓦?米-2 )

北坡:Rsb北坡=Rsc?am sinα=Rsc?am sin(h-β)=Rsc?am sin0°=0

由此题可知,一般来说冬季正午南坡上的太阳直接辐射最强,而对坡度大于太阳高度角的北坡,则无太阳直接辐射。所以南坡为温暖的阳坡,北坡为阴冷的阴坡。

六、问答题:

1. 太阳辐射与地面辐射的异同是什么?

答:二者都是以电磁波方式放射能量;二者波长波不同,太阳辐射能量主要在0.15~4微米,包括紫外线、可见光和红外线,能量最大的波长为0.48微米。地面辐射能量主要在3~80微米,为红外线,能量最大的波长在10微米附近。二者温度不同,太阳表面温度为地面的20倍,太阳辐射通量密度为地面的204倍。

2. 试述正午太北半球阳高度角随纬度和季节的变化规律。

答:由正午太阳高度角计算公式h=90°-|φ-δ|可知在太阳直射点处正午时h最大,为90°;越远离直射点,正午h越小。因此正午太阳高度角的变化规律为:

随纬度的变化:在太阳直射点以北的地区(φ>δ),随着纬度φ的增大,正午h逐渐减小;在直射点以南的地区,随φ的增大,正午h逐渐增大。

随季节(δ)的变化:对任何一定的纬度,随太阳直射点的接近,正午h逐渐增大;随直射点的远离,

正午h逐渐减小。例如北回归线以北的地区,从冬至到夏至,正午h逐渐增大;从夏至到冬至,正午h 逐渐减小。

在|φ-δ|>90°的地区(极圈内),为极夜区,全天太阳在地平线以下。

3. 可照时间长短随纬度和季节是如何变化的?

答:随纬度的变化:在北半球为夏半年时,全球随纬度φ值的增大(在南半球由南极向赤道φ增大),可照时间延长;在北半球为冬半年时,全球随纬度φ值的增大可照时间缩短。

随季节(δ)的变化:春秋分日,全球昼夜平分;北半球随δ增大(冬至到夏至),可照时间逐渐延长;随δ减小(夏至到冬至),可照时间逐渐缩短;南半球与此相反。

在北半球为夏半年(δ>0)时,北极圈内纬度为(90°-δ)以北的地区出现极昼,南极圈内同样纬度以南的地区出现极夜;在北半球冬半年(δ<0)时,北极圈90°+δ以北的地区出现极夜,南极圈内同样纬度以南出现极昼。

4. 光照时间长短对不同纬度之间植物的引种有什么影响?

答:光照长短对植物的发育,特别是对开花有显著的影响。有些植物要求经过一段较短的白天和较长的黑夜才能开花结果,称短日照植物;有些植物又要求经过一段较长的白天和较短的黑夜才能开花结果,称长日照植物。前者发育速度随生育期内光照时间的延长而减慢,后者则相反。对植物的主要生育期(夏半年)来说,随纬度升高光照时间延长,因而短日照植物南种北引,由于光照时间延长,发育速度将减慢,生育期延长;北种南引,发育速度因光照时间缩短而加快,生育期将缩短。长日照植物的情况与此相反。

而另一方面,对一般作物来说,温度升高都会使发育速度加快,温度降低使发育速度减慢。因此,对长日照植物来说,南种北引,光照时间延长将使发育速度加快,温度降低又使发育速度减慢,光照与温度的影响互相补偿,使生育期变化不大;北种南引也有类似的光温互相补偿的作用。所以长日照植物不同纬度间引种较易成功。而对短日照植物,南种北引,光照和温度的改变都使发育速度减慢,光照影响互相叠加,使生育期大大延长;而北种南引,光温的变化都使发育速度加快,光温影响也是互相叠加,使生育期大大缩短,所以短日照植物南北引种一般不易成功。但纬度相近且海拔高度相近的地区间引种,不论对长日照植物和短日照植物,一般都容易成功。

5. 为什么大气中部分气体成分对地面具有“温室效应”?

答:大气对太阳短波辐射吸收很少,绝大部分太阳辐射能透过大气而到达地面,使地面在白天能吸收大量的太阳辐射能而升温。但大气中的部分气体成分,如水汽、二氧化碳等,都能强烈地吸收地面放射的长波辐射,并向地面发射大气逆辐射,使地面的辐射能不致于大量逸出太空而散热过多,同时使地面接收的辐射能增大(大气逆辐射)。因而对地面有增温或保暖效应,与玻璃温室能让太阳辐射透过而又阻止散热的保温效应相似,所以这种保暖效应被称为大气的“温室效应”。

6. 什么是地面有效辐射?它的强弱受哪些因子的影响?举例说明在农业生产中的作用。

答:地面有效辐射是地面放射的长波辐射与地面所吸收的大气逆辐射之差,它表示地面净损失的长波辐射,其值越大,地面损失热量越多,夜晚降温越快。

影响因子有:(1)地面温度:地面温度越高,放射的长波辐射越多,有效辐射越大。(2)大气温度:大气温度越高,向地面放射的长波辐射越多,有效辐射越小。(3)云和空气湿度:由于大气中水汽是放射长波辐射的主要气体,所以水汽、云越多,湿度越大,大气逆辐射就越大,有效辐射越小。(4)天气状况:晴朗无风的天气条件下,大气逆辐射减小,地面有效辐射增大。(5)地表性质:地表越粗糙,颜色越深,越潮湿,地面有效辐射越强。(6)海拔高度:高度增高,大气密度减小,水汽含量降低,使大气逆辐射减小,有效辐射增大。(7)风速:风速增大能使高层和低层空气混合,在夜间带走近地层冷空气,而代之以温度较高的空气,地面就能从较暖的空气中得到较多的大气逆辐射,因而使有效辐射减小;而在白天风速增大可使有效辐射转向增大。举例:因为夜间地面温度变化决定于地面有效辐射的强弱,所以早春或晚秋季节夜间地面有效辐射很强时,引起地面及近地气层急剧降温,可出现霜冻。

7. 试述到达地面的太阳辐射光谱段对植物生育的作用。

答:太阳辐射三个光谱段是紫外线(0.15-0.4微米)、可见光(0.4-0.76微米)和红外线(0.76-4微米)。紫外线对植物生长发育主要起生化效应,对植物有刺激作用,能促进种子发芽、果树果实的色素形成,提高蛋白质和维生素含量以及抑制植物徒长和杀菌作用等。可见光主要起光效应,提供给绿色植物进行光合作用的光能,主要吸收红橙光区(0.6-0.7微米)和蓝紫光区(0.4-0.5微米)。红外线主要起热效应,提供植物生长的热量,主要吸收波长为2.0-3.0微米的红外线。

七、复习思考题:

1. 对A、B两灰体,在同样强度的辐射照射下,A升温快得多,问在移去外界辐射源后,哪一个降温快?若A、B都不是灰体,你的结论还成立吗?

2. 雪面对太阳辐射的反射率很大(约0.9),对红外辐射的吸收率也很大(可达0.99),由此解释地面积雪时天气特别寒冷的原因。

3. 设灰体的吸收率为a,试推导其总辐射能力与温度的关系式(提示:将Kirchhoff定律与Stefan-Boltzmann定律结合起来考虑)。

4. 已知太阳表面温度约为6000K,地球表面温度平均约为300K,假定太阳表面为绝对黑体,地球表面为吸收率为0.9的灰体,试分别计算太阳和地球表面的总放射能力。

5. 计算武汉(30°N)二分、二至日出、日落时间和可照时间。

6. 试分析正午太阳高度角随纬度和季节的变化规律。

7. 根据可照时间计算公式分析可照时间随纬度和季节的变化规律。

8. 当太阳赤纬为δ时,在地球上哪些区域分别出现极昼、极夜?

9. 假如地球自转轴与公转轨道面铅直,地球上还会有季节交替吗?可照时间还会变化吗?正午太阳高度角随纬度如何变化呢?为什么?

10. 为何长日照植物大多原产于高纬度地区,而短日植物一般原产于低纬度地区?

11. 对长日照作物和短日照植物进行南北引种,哪一种更易成功?为什么?

12. 已知日地平均距离为1.495×108公里,太阳直径为1.392×106 公里,太阳常数为1367瓦?米-2,将太阳视为绝对黑体,忽略宇宙尘埃对太阳辐射的吸收作用,试推算太阳表面辐射的辐射通量密度、总功率和有效温度。

13. 为何晴天天空常呈尉蓝色?而日出、日落时太阳光盘又呈红色?

14. 根据水平面太阳直接辐射通量密度的计算式,分析直接辐射的影响因素。

15. 计算武汉(30°N)和北京(40°N)冬至和夏至日晴天真太阳时10、12时的太阳直接辐射通量密度(设透明系数p=0.8)。

16. 任一坡面上太阳直接辐射通量密度为Rsb坡=Rsc?am sinα(其中α为太阳光线与坡面的夹角),试分别计算武汉冬至和夏至正午时,在坡度为30°的南坡和北坡上的太阳辐射通量密度(设透明系数p=0.8)。

17. 武汉夏至日测得正午水平面上的直接辐射通量密度为800瓦?米-2 ,设这一天天空晴朗,透明系数不变,试计算透明系数和下午16时的太阳辐射通量密度。

18. 太阳直接辐射、散射辐射与总辐射各受哪些因素影响?

19. 晴天直接辐射和散射辐射中光谱能量分布各随太阳高度角如何变化?为什么?(提示:根据分子散射规律解释)。

20.不同光谱成分的太阳辐射对植物的生命活动有何影响?

21.地面辐射通量密度如何计算?它受什么因素影响?

22.何谓大气的“温室效应”?如果大气中水汽含量减少,“温室效应”是增强还是减弱?为什么(不考虑大气中水汽的凝结物的影响)?

23. 何谓地面有效辐射?它受哪些因素的影响?

24. 为何在对流层中,气温随高度的升高而降低?

25. 何谓地面辐射差额?其日变化和年变化特征如何?

26. 解释名词:辐射、绝对黑体、灰体、太阳赤纬、太阳高度角、方位角、可照时间、光照时间、光周期现象、长日照植物、短日照植物、太阳常数、大气透明系数、大气质量数、总辐射、大气逆辐射、温室效应、地面有效辐射、辐射差额。

一、名词解释题:

1. 温度(气温)日较差:一日中最高温度(气温)与最低温度(气温)之差。

2. 温度(气温)年较差:一年中最热月平均温度(气温)与最冷月平均温度(气温)之差。

3. 日平均温度:为一日中四次观测温度值之平均。即

T平均= (T02+T08+T14+T20)÷4。

4. 候平均温度:为五日平均温度的平均值。

5. 活动温度:高于生物学下限温度的温度。

6. 活动积温:生物在某一生育期(或全生育期)中,高于生物学下限温度的日平均气温的总和。

7. 有效温度:活动温度与生物学下限温度之差。

8. 有效积温:生物在某一生育期(或全生育期)中,有效温度的总和。

9. 逆温:气温随高度升高而升高的现象。

10. 辐射逆温:晴朗小风的夜间,地面因强烈有效辐射而很快冷却,从而形成气温随高度升高而升高的逆温。

11. 活动面(作用面):凡是辐射能、热能和水分交换最活跃,从而能调节邻近气层和土层温度或湿度状况的物质面。

12. 容积热容量:单位容积的物质,升温1℃,所需要的热量。

13. 农耕期:通常把日平均温度稳定在0℃以上所持续的时期,称为农耕期。

14. 逆温层:气温随高度升高而升高的现象,称为逆温现象。发生逆温现象的气层,称为逆温层。

15. 三基点温度:是指生物维持生长发育的生物学下限温度、上限温度和最适温度。

二、填空题:

1. 空气温度日变化规律是:最高温度出现在(1) 时,最低温度出现(2) 时。年变化是最热月在(3) ,最冷月在(4) 月。

2. 土温日较差,随深度增加而(5) ,极值(即最高,最低值)出现的时间,随着深度的增加而(6) 。

3. 水的热容量(C)比空气的热容量(7) 。水的导热率(λ)比空气(8) 。粘土的热容量比沙土的要(9) ,粘土的导热率比沙土(10) 。

4. 干松土壤与紧湿土壤相比:

C干松土

土壤的春季增温和秋季的降温比较:沙土春季升温比粘土(11) ,秋季降温,沙土比粘土(12) ,沙土温度日较差比粘土要(13) 。

5. 土壤温度的日铅直分布的基本型有:白天为(14) 型;夜间为(15) 型;上午为(16) 型;傍晚为(17) 型。

6. 在对流层中,若1000米的温度为16.5℃,气温铅直梯度是0.65℃/百米,到2000米处,温度应是(18) ℃。

7. 温度的非周期性变化,常由(19) 而造成。多发生在(20) 季节。

8. 当rd =1℃/100米,r =0.9℃/100米,则此时的大气层结对干空气是(21) 的。

9. 我国气温日较差,高纬度地区(22) ,低纬度地区(23) ,年较差随纬度的升高而(24) ,且比世界同纬度地区要(25) 。

10. 土、气、水温日较差,以土温(26) ,气温(27) ,水温(28) 。

11. 日平均气温稳定大于0℃持续日期,称为(29) 。

12. 某地某月1~6日的日均温分别是10.2,10.1,9.9,10.5,10.0,10.2℃,若某一生物的生物学下限温度为10℃,则其活动积温为(30) ℃,有效积温为(31) ℃。

答案:(1)14时,(2)日出前后,(3)7月,(4)1月,(5)减小,(6)推迟,(7)大,(8)大,(9)大,(10)大,(11)快,(12)快,(13)大,(14)受热型,(15)放热型,(16)上午转换型,(17)傍晚转换型,(18)10℃,(19)天气突变及大规模冷暖空气入侵,(20)春夏和秋冬之交,(21)稳定,(22)大,(23)小,(24)增大,(25)大,(26)最大,(27)其次,(28)最小,(29)农耕期,(30)51℃,(31)1℃。

三、判断题:

1. 对流层中气温随高度升高而升高。

2. 我国气温的日较差,年较差都是随纬度升高而升高。

3. 寒冷时期,灌水保温,是因为水的热容量大。

4. 紧湿土壤,春季升温和秋季降温均比干松土壤要慢。

5. 干绝热直减率:rd =0.5℃/100米;湿绝热直减率:rm=1.0℃/100米。

6. 因为太阳辐射先穿进大气,再到达地面,所以地面上最高温度出现的时刻比空气的要稍后。

7. 日平均气温大于5℃的日期越长,表示农耕期越长。

8. 气温随高度升高而升高的气层,称为逆温层。

9. 对同一作物而言,其生物学下限温度高于其活动温度,更高于有效温度。

10. 正午前后,土温随深度加深而升高,气温随高度降低而降低。

11. 地面辐射差额最大时,地面温度最高。

答案:1. 错;2.对;3.对;4. 对;5. 错;6. 错;7. 错;8. 对;9 错;10. 错;11. 错

四、选择题:

1. 某时刻土壤温度的铅直分布是随着深度的增加而升高,它属于( ) 。

①清晨转换型②正午受热(日射)型

③夜间放热(辐射)型④傍晚转换型

2. 地面温度最高时,则是( )时。

①地面热量收支差额等于零

②地面热量收支差额小于零

③地面热量收支差额大于零

④地面热量收支差额不等于零

3. 由于水的热容量、导热率均大,所以灌溉后的潮湿土壤,白天和夜间的温度变化是( )。

①白天升高慢,夜间降温快

②白天升高快,夜间降温慢

③白天和夜间,升温、降温都快

④白天升高慢,夜间降温慢

4. 我国温度的日较差和年较差随着纬度的升高是( )。

①日较差,年较差均减小

②日较差、年较差均增大

③年较差增大,日较差减小

④日较差增大,年较差减小

答案:1.③;2.①;3.④;4.②。

五、简答题:

1. 地面最高温度为什么出现在午后(13时左右)?

答:正午时虽然太阳辐射强度最强,但地面得热仍多于失热,地面热量贮存量继续增加,因此,温度仍不断升高,直到午后13时左右,地面热收入量与支出量相等,热贮存量不再增加,此时地面热贮存量才达到最大值,相应地温度才出现最高值。

2. 试述什么是逆温及其种类,并举例说明在农业生产中的意义。

答:气温随着高度升高而升高的气层,称为逆温层。逆温的类型有辐射逆温、平流逆温、下沉逆温和锋面逆温。农业生产中,常利用逆温层内气流铅直运动弱的特点,选择上午喷洒农药和进行叶面施肥以提高药效及肥效。逆温层对熏烟防霜冻也有利。特别是晴天逆温更显著,贴近地面温度,可比2米上的气温低3~5℃,故冬季对甘薯、萝卜等晒干加工时,为防冻应将晒制品搁放在稍高处。

3.试述我国气温日较差和年较差随纬度的变化特点、以及海陆对它的影响。

答:在我国气温的日较差和年较差均是随纬度升高而升高,且我国气温的年较差比其它同纬度地区要大,因为我国的大陆性强。另外,由海洋面上—沿海地区—内陆地区气温的日、年较差均依次增大,这是因为水、陆热特性差异而造成的。

4. 试比较沙土和粘土、干松土壤和紧湿土壤温度变化的特点及其成因。

答:沙土和干松土在白天或增温季节,升温比粘土、紧湿土壤要快;在夜间或降温季节沙土和干松土降温比粘土和紧湿土也快。结果沙土和干松土的温度日较差比粘土和紧湿土的日较差大。这是因为沙土和干松土中空气较多,粘土和紧湿土中水分较多,而空气的热容量和导热率比水的要小的缘故。

5. 试述气温非周期性变化的原因及主要季节

答:主要是由于大规模冷暖空气的入侵引起天气的突变所造成,如晴天突然转阴或阴天骤然转晴。主要发生在过渡季节,如春夏或秋冬之交最为显著。

6. 空气块在作上升运动时会降温的原因是什么?

空气块作上升运动是绝热过程。当上升运动时,因周围气压降低,气块体积膨胀,以维持与外界平衡,对外作功,消耗能量。因为是绝热过程,所消耗的能量只能取自气块本身,所以温度降低。

六、论述题:

1. 试述土温、水温和气温三者变化特征的异同。

三者温度日变化特征相似,都是一高一低型。温度日较差土面最大,水面最小,空气居中。极值出现时间土面最早,水面最迟,空气居中。三者温度年变化,在中高纬度地区,均为一高一低型。年较差土面最大,水面最小,空气居中。极值出现时间土面和空气相似,水面落后二者约一个月。三者随深度(高度)和纬度的变化,随深度(高度)增加白天土温(气温)温度降低,夜间则增高、日较差和年较差变小、极值出现时间推迟;随纬度增高日较差变小、年较差变大。水温随深度和纬度变化与土温相似,只是变化缓和,极值出现时间更加推迟。

2. 试述辐射逆温、平流逆温的成因,并举例说明逆温在农业生产中的意义。

成因:辐射逆温是在晴朗无风或微风的夜间,因地面有效辐射强烈而冷却,使近地气层随之降温,形成自地面向上随高度增加而增温的逆温现象。平流逆温是暖空气平流到冷的地面上,由于空气下层受冷地面影响而降温,形成自下而上随高度增加而增温的逆温现象。意义:逆温层的层结稳定,抑制铅直对流的发展,可利用逆温层出现时间进行喷洒农药防治虫害,施放烟雾防御霜冻,或进行叶面施肥等。冬季山区谷地或盆地因地形闭塞、夜间冷空气下沉常出现自谷底向上的逆温层,山坡处存在一个温度相对高的暖带,此带霜期短,生长期相对较长,越冬安全,有利于喜温怕冻的果树和作物越冬,是开发利用山区农业气候资源的重要方面。逆温对于空气污染的严重地方却有加重危害的作用。

3. 试述“积温学说”的内容和积温在农业生产中的应用及其局限性。

答:“积温学说”认为作物在其它因子都得到基本满足时,在一定的温度范围内,温度与生长发育速度成正相关,而且只有当温度累积到一定总和时,才能完成其发育周期,这个温度的总和称为积温。它反映了作物在完成某一发育期或全生育期对热能的总要求。

应用方面:①用活动积温作为作物要求的热量指标,为耕作制度的改革、引种和品种推广提供科学依据。②用有效积温等作为作物的需热指标,为引种和品种推广提供重要科学依据。③应用有效积温作为预报物候期和病虫害发生期的依据,等等。

局限性:积温学说是理论化的经济方法。事实上在自然条件下作物的发育速度是多因子综合作用的结果。如作物的发育速度不单纯与温度有关,还与光照时间、辐射强度、作物三基点温度和栽培技术条

件等因子有关。

七、计算题:

1. 某地在200米处气温为19.9℃,在1300米处气温为7.8℃。试求200~1300米气层中干空气块的大气稳定度。

解:据题意先求出γ:γ=(19.9-7.8)/(1300-200)=1.1/100米

再进行比较判断:γd =1℃/100米

γ>γd

∴在200~1300米的气层中,对干空气块是不稳定状态。

2. 某作物从出苗到开花需一定有效积温,其生物学下限温度为10℃,它在日均气温为25℃的条件下,从出苗到开花需要50天。今年该作物5月1日出苗,据预报5月平均气温为20.0℃,6月平均气温为30.0℃,试求该作物何月何日开花?所需活动积温及有效积温各是多少?

解:(1) 求某作物所需有效积温(A):

由公式n=A/(T-B)得:A=n(T-B)

则A=(25℃-10℃)×50=750℃

(2) 求开花期:

5月份有效积温为:

A5 = (20℃-10℃)×31=310℃

从五月底至开花还需有效积温:750-310=440℃

还需天数n = 440 / (30-10)=22天,即6月22日开花

(3) 求活动积温与有效积温:

活动积温=20℃×31+30℃×22=1280℃

有效积温=750℃

答:该作物于6月22日开花,所需要的活动积温和有效积温分别为1280℃和750℃。

3. 育种过程中,对作物进行杂交,要求两亲本花期相遇,已知杂交品种由播种到开花,母本不育系和父本恢复系各要求大于10℃的有效积温分别为765℃和1350℃,试问父本播种后,母本何时播种为宜?已知父本播种后,天气预报日平均温度为25℃。

解:A母=765℃,A父=1350℃,T=25℃,B=10℃

n=(A父-A母)/(T-B)

=(1350-765)/(25-10)=585/15=39天

答:父本播种后39天母本播种。

4. 某作物品种5月1日出苗,7月31日成熟。其生物学下限温度为10℃,这期间各月平均温度如

解:已知:t5 =21.3℃,n=31天,t6 =25.7℃,n=30天,t7 =28.8℃,n=31天,B=10℃

(1) Y=Σt≥10 =n1 t1 +n2 t2 +n3 t3 =31×21.3+30×25.7+31×28.8=2324.1℃

(2) A=Σ(T-B) =n1 (t1 -B)+n2 (t2 -B)+n3 (t3 -B)=31×11.3+30×15.7+31×18.8=1404.1℃

答:活动积温和有效积温分别为2324.1℃和1404.1℃。

5. 离地面200米高处的气温为20℃。此高度以上气层的气温垂直递减率平均为0.65℃/100米,试求离地面1200米高处的气温。若1200米处空气是未饱和状态,当气块从此高度下沉至地面,其温度为若干?

解:已知Z1 =200米,Z2 =1200米,t1 =20℃r=0.65℃/100米rd =1℃/100米设1200米处气温为t2 ,气块下沉至地面时的温度为t。

(1) (t2 -t1 )/(Z2 -Z1 )=-r

t2 =t1 -r(Z2 -Z1 )=20°-0.65℃/100米×(1200-200)米=13.5℃

(2) (t2 -to )/Z2 =rd

to =t2 +rd Z2 =13.5℃+1℃/100米×1200米=25.5℃

答:离地面1200米高处的气温为13.5℃;气块下沉至地面时的温度为25.5℃。

6. 某水稻品种5月25日开始幼穗分化,从幼穗分化到抽穗的有效积温为242℃,生物学下限温度为11.5℃,天气预报5月下旬至6月中旬平均温度为22.5℃,试问抽穗日期是何时?

解:已知A=242℃,T=22.5℃,B=11.5℃

n=A/(T-B)=242 / (22.5-11.5)=242 / 11=22 (天)

答:6月16日抽穗。

八、复习思考题:

1. 土壤的热容量主要由什么决定?为什么?

2. 何谓导热率?它表示什么意义?

3. 土壤导热率随土壤湿度如何变化?

4. 何谓导温率?它表示什么物理意义?

5. 土壤导温率随土壤湿度如何变化?为什么?

6. 表示温度周期性变化的特征量有哪些?如何计算?

7. 一天中地面最高和最低温度各出现在什么时候?为何最高温度一般不出现在正午?

8. 土中温度的变化特征是什么?为何年温不变层深度大于日温不变层深度?

9. 已知某地温度日较差为32℃,而10cm深处日较差为10.1℃,求日温不变层(日较差<0.1℃)的深度。如该地的地面温度年较差为40℃,求年温不变层深度。

10. 水体的热交换特性有哪些?这些特性对水温的变化有什么影响?

11. 纬度对气温日较差和年较差有什么影响?为什么?

12. 何谓绝热变化?大气中在什么情况下的状态变化可看作绝热变化?

13. 为何气块作上升运动时温度会下降?为何饱和湿空气上升时降温比干空气慢?

14. 何谓温度的铅直梯度?它和干绝热直减率、湿绝热直减率有什么不同?

15. 何谓逆温?在什么条件下可出现逆温?逆温在农业上有什么意义?

16. 何谓大气稳定度?如何判断大气的稳定度?

17. 试分析晴天条件下大气稳定度的日变化情况,由分析结果解释夏天雷阵雨常出现在午后的原因。

18. 已知500m、1000m和2000m高处的气温分别为12.0℃,8.0℃和2.0℃,试判断500m~1000m和1000m~2000m这两层空气的稳定度。

19. 某种植物从出苗到开花所需的有效积温是一定的,它在日均温恒为20℃的条件下从出苗到开花时间为100天,而在18℃时为125天。如果让这种植物在25℃条件下生长50天,然后转移至20℃的条件下栽培,问该植物从出苗到开花共需多少天?其生物学零度为多少?

20. 为什么对同一植物的同一发育期,积温也存在不稳定性?

21. 解释名词:热容量、导热率、导温率、活动层、活动面、年较差、逆温、乱流、活动温度、有效积温、干绝热直减率、湿绝热直减率。

一、名词解释题:

1. 饱和水汽压(E):空气中水汽达到饱和时的水汽压。

2. 相对湿度(U):空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比。

3. 饱和差(d):同温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。

4. 露点温度(td ):在气压和水汽含量不变时,降低温度使空气达到饱和时的温度。

5. 降水量:从大气中降落到地面,未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积累的水层厚度。

6. 干燥度:为水面可能蒸发量与同期内降水量之比。

7. 农田蒸散:为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。

8. 降水距平:是指某地实际降水量与多年同期平均降水量之差。

9. 降水变率=降水距平/多年平均降水量×100%

10. 辐射雾:夜间由于地面和近地气层辐射冷却,致使空气温度降低至露点以下所形成的雾。

二、填空题:

1. 低层大气中的水汽,随着高度的升高而(1) 。

2. 蒸发量是指一日内由蒸发所消耗的(2) 。

3. 相对湿度的日变化与温度的日变化(3) 。

4. 使水汽达到过饱和的主要冷却方式有(4) 冷却、接触冷却、(5) 冷却和(6) 冷却。

5. 空气中水汽含量越多,露点温度越(7) 。空气中的水汽达到饱和时,则相对湿度是(8) 。

答案:(1)减少,(2)水层厚度,(3)相反,(4)辐射,(5)混合,(6)绝热,(7)高,(8)100%。

三、判断题:

1. 当气温高于露点温度时,饱和差则等于零。

2. 相对湿度在一天中,中午最大,早上最小。

3. 甲地降水相对变率较乙地同时期的相对变率大,说明甲地降水量比乙地多。

4. 形成露时的露点温度在零上,出现霜时的露点温度在零下。

5. 当干燥度小于0.99时,为湿润,大于4为干燥。

答案:1. 错, 2. 错, 3. 错, 4. 对, 5. 对。

四、选择题:

1. 当饱和水汽压为8hPa,相对湿度为80%,则水汽压为( )。

①6.4hPa,②4.6hPa,③8.0hPa,④4.0hPa

2. 当相对湿度为100%时,则( )。

①气温高于露点,饱和差=0;

②气温=露点,饱和差大于零;

③气温=露点,饱和差=0;

④气温低于露点,饱和差小于零。

3. 中午相对湿度变小,主要因为气温升高,从而使( )。

①e增大,E不变;②E比e更快增大

③E减小,e更快减小;④蒸发量增大,E降低。

答案:1.①;2.③; 3.②。

五、简答题:

1. 何谓降水变率?它与旱涝关系如何?

答:降水变率=降水距平/多年平均降水量×100%。它表示降水量变动情况,变率大,说明该地降水量距平均值的差异大,即降水量有时远远超过多年的平均值,这样就会出现洪涝灾害;相反,有时降水量远远少于平均降水量,则相应会出现严重缺水干旱。

2. 相对湿度的日、年变化规律如何?

答:相对湿度的日变化与气温日变化相反。最大值出现在凌晨,最小值出现在14~15时。年变化一般是冬季最大,夏季最小。但若受海陆风及季风影响的地方,其日、年变化,有可能与气温相一致。

3. 影响农田蒸散的主要因子是什么?

答:有三方面:(1)气象因子。包括辐射差额、温度、湿度和风等;(2)植物因子。包括植物覆盖度、植物种类、生育状况等;(3)土壤因子。包括土壤通气状况、土壤含水量、土壤水的流动情况等。

六、论述题:

1. 试述雾的种类及成因,并分析雾在农业生产中的意义

答:雾的种类:辐射雾:夜间地面和近地面气层,因辐射冷却,使空气温度降低至露点温度以下而形成的雾。平流雾:当暖湿空气流经冷的下垫面而逐渐冷却,使空气温度降低到露点温度以下而形成的雾。雾在农业生产中的意义:不利方面:雾削弱了到达地面的太阳辐射,使日照时间减少,改变光质成分;雾影响土温和气温日较差,使日较差变小;雾使空气湿度增大,减弱农田蒸散。对作物生长发育、光合作用、产量和品质等均产生不利影响。此外,雾为病虫害提供滋生和发展条件。有利方面:在寒冷季节,雾可减弱地面有效辐射,减轻或避免作物的冻害;雾对于以茎、叶为主要经济价值的作物有利,如茶、麻等,可还延长营养生长期而提高产量。

七、计算题:

1. 当饱和差为1hPa,相对湿度为80%,求饱和水汽压是多少?

解:已知d=E-e =1hpa U = e / E=0.8

则:e = E-1

又(E-1)/E=0.8

∴E= 5 (hPa)

答:饱和水汽压为5hPa。

2. 当气温为15.0℃时,饱和水汽压为17.1hPa,在气温为26.3℃时,饱和水汽压为34.2hPa,现测得气温为26.3℃,水汽压为17.1hPa,试求相对湿度和露点是多少?

解:∵U = e / E×100%,据题意当t =26.3℃,

则:E=34.2hPa,e =17.1hPa

∴U =17.1 / 34.2×100%=50%

又当t=15.0,则E=17.1hPa,此时t=td (露点温度)

答:相对湿度为50%,露点温度为15℃。

3. 温度为20℃,水汽压为17.1hPa的一未饱和气块,从山脚海平处抬升翻越1500m的高山,凝结产生的水滴均降在迎风坡,求该气块到达山背风坡海平面处的温度和相对湿度(已知rd =1℃/100米,rm=0.5℃/100米,且温度为10℃,15℃,20℃,25℃时的饱和水汽压分别为12.3,17.1,23.4,31.7hPa,忽略未饱和气块升降时露点的变化)。

解:∵e=17.1hPa 当t =15℃时,

则水汽饱和:E15 =17.1hPa

凝结高度为:Zd =(20-15)×100=500米

t2000米=20-(1.0×500/100)-0.5(1500-500)/100=10℃

∴t山背脚=10+1×1500/100=25℃

U = e/E×100%=12.3/31.7×100%=39%

答:背风坡海平面上的气温为25℃,相对湿度为39%。

4. 温度为25℃,水汽压为22hPa的空气块,从迎风坡山脚处向上爬升,已知山高1500米,凝结产生的水滴均降在迎风坡。试求空气块的凝结高度、山顶处的温度和相对湿度。气温为19℃和25℃的饱和水汽压依次是22.0hPa和31.7hPa,忽略空气上升时露点的变化。

解:(1)to =25℃td =19℃rd =1℃/100米(td -to )/Zd =-rd

凝结高度为:Zd =(to -td )/rd =(25°-19°) /(1℃/100米)=600米

(2) 已知rm =0.5℃/100米

(t山顶-td )/(Z-Zd )=-rm

t山顶=td -rm (Z-Zd )

=19°-0.5°/100米×(1500-600)

=19°-0.5°/100米×900米

=14.5℃

(3)因气块到达山顶时水汽是饱和的,所以相对湿度r=100%

试求夏季干燥度,并说明其干湿状况。

解:K=0.16∑T≥10 / R

=0.16(30×25.7+31×28.8+31×28.3)÷(209.5+156.2+119.4)

=0.16×(771+892.8+877.3)/(209.5+156.2+119.4)

=(0.16×2541.1) / 485.1=0.84

K<0.99 故为湿润状态。

八、复习思考题:

1. 试推导用水汽压计算露点温度的公式。

2. 简述各种湿度特征量的定义和表示的意义。

3. 总结归纳各种湿度特征量的换算方法。

4. 水分子数一定的空气块作绝热上升运动时,各湿度特征量如何变化?为什么?

5. 在气温为15.0℃时,测得水汽压为13.4hPa,气压为1010.0 hPa,试求比湿、相对湿度、饱和差和露点温度。

6. 开水杯上和夏天冰块周围均可出现水汽凝结成的水雾,试分析这两种现象形成的原因并比较其形成过程的异同点。

7. 简述水汽压、相对湿度的日变化、年变化特征和原因。

8. 某日气温为20.0℃,水温为18.0℃,相对湿度为70%,水面蒸发速率为2.1mm/日,如果次日水温升为20.0℃,其它条件不变,则水面蒸发速率变为多少?

9. 土壤中的水分是通过哪些方式蒸发的?试针对这些方式提出保墒措施。

10. 在什么条件下容易形成露和霜?为什么?

11. 某日晨最低气温tm =10℃,露点td =9℃,据预报次日晨tm =8℃,td 不变,试估计次日晨是否有雾?如有的话可能是什么雾?为什么?

12. 降水是如何形成的?为什么在云中,冰水共存或大小水滴共存时有利于降水的形成?

13. 简述人工降水的原理和方法。

14. 降水变率的意义是什么?为什么降水变率大的地区易发生旱涝?

15. 一团温度为15℃,相对湿度为80%的空气块,从海平面处开始翻越一座2000米高的山脉,忽略饱和前水汽压的变化,求迎风坡的云高和山顶处的水汽压。

16. 解释名词:水汽压、比湿、相对湿度、饱和差、露点温度、农田蒸散、平流雾、降水量、降水距平、降水相对变率、干燥度、水分利用率、蒸腾系数。

一、名词解释题:

低气压:又称气旋,是中心气压低,四周气压高的闭合气压系统。

高气压:又称反气旋,是中心气压高,四周气压低的闭合气压系统。

地转风:当地转偏向力与气压梯度力大小相等,方向相反达到平衡时,空气沿等压线作直线运动所形成的风。

季风:大范围地区的盛行风向随季节而改变的风,其中1月和7月风向变换需在120°以上。

海陆风:在沿海地区,由于海陆热力差异,形成白天由海洋吹向陆地,夜间风由陆地吹向海洋,这样一种昼夜风向转变的现象。

山谷风:在山区,白天风从谷地吹向山坡,夜间由山坡吹向山谷这样一种以日为周期的地方性风。

焚风:气流越山后在山的背风坡绝热下沉而形成的干而热的风。

标准大气压:温度为0℃,在纬度45°的海平面上的大气压力,其值为1013.2hPa。

二、填空题:

1. 按照三圈环流理论,北半球有(1) 、(2) 、(3) 、(4) 四个气压带和(5) 、(6) 、(7) 三个风带。

2. 季风以(8) 为周期,海陆风以(9) 为周期,且海风(10) 陆风。

3. 作用于空气运动的力有(11) 、(12) 、(13) 和(14) ;其中在高层大气中,(15) 力可以忽略;而空气作直线运动时,(16) 力可以忽略。

4. 白天,由山谷吹向山坡的风是(17) 风,夜晚,由陆地吹向海洋的风是(18) 风。

5. 风向规定为风的(19) 向,由南向北运动的空气,风向为(20) 。

答案:(1)赤道低压带,(2)副热带高压带,(3)副极地低压带,(4)极地高压带,(5)东北信风带,(6)盛行西风带,(7)极地东风带,(8)年,(9)日,(10)强于,(11)水平气压梯度力,(12)地转偏向力,(13)摩擦力,(14)惯性离心力,(15)摩擦力,(16)惯性离心力,(17)谷,(18)陆,(19)来,(20)南

三、判断题:

1. 在赤道和极地都存在有地转偏向力,但赤道上没有惯性离心力。

2. 顾名思义,季风就是季节性的风,如春季为春季风,夏季为夏季风等。

3. 高大山体的迎风坡,云雾往往比背风坡多。

4. 当空气作绝热上升运动时,气温要逐渐升高,气流越过山后,在山的背风坡下沉,气温将下降。

5. 在山区的山谷风,夜间由山坡吹向山谷。

6. 一团湿空气从海平面沿一山坡上升,其温度必然会升高。

7. 海陆风以日为周期,白天风由海洋吹向陆地,晚上相反。

8. 夏季影响我国大部分地区的大气活动中心是太平洋高压和阿留申低压。

答案:1.错,2.错,3.对,4.错,5.对,6.错,7.对,8.错

四、简答题:

1. 海平面气压场有哪几种基本类型?各自所对应的天气如何?

答:按照气压的分布,海平面气压场有五种基本类型:①低气压,即等压线封闭的中心气压低四周气压高的区域,常常带来阴雨天气。②高气压,即等压线封闭的中心气压高,四周气压低的区域,常常对应晴好天气。③低压槽,即由低气压向高气压延伸的狭长区域,它的天气与低压天气类似。④高压脊,即由高气压向低气压延伸的狭长区域,天气与高气压天气类似。⑤鞍形气压区,即两个高压和两个低压交错相对的中间区域,这个区域的天气一般无明显规律,常常取决于是偏于高压还是低压,从而具有相应的天气。

2. 海陆风的成因。

答:由于海陆热力差异,白天陆地增温比海洋快,使陆地上空气温度高,密度小,气流上升,近地形成低压区;海洋上空气温度低,密度大而下沉,形成高压区。气压梯度由海洋指向陆地,使空气自海洋流向陆地,即海风。夜间陆地降温比海洋快。于是情况与白天相反,空气自陆地流向海洋,即陆风。

3. 为什么高大山体的迎风坡多云雨?

答:由于空气受高大山体阻碍,沿着迎风坡绝热上升,按干绝热规律降温;到一定高度(凝结高度)时,空气达到饱和状态,然后按湿绝热规律上升降温,空气中水汽凝结,成云致雨。故迎风坡多云雨。

5. 分析焚风成因及其对农业生产有何影响?

答:焚风是由于气流遇到高大山脉阻挡被迫爬坡时,在山的迎风坡水汽凝结成云和雨,而在背风坡绝热下沉,温度升高,湿度下降而形成的一种干热风。初春的焚风可使积雪融化,利于灌溉,也可提早春耕,有利作物生长。夏末秋季的焚风可使谷物和水果早熟,提早收获。另一方面,焚风出现时,由于短时间内气温急剧升高,相对湿度迅速下降,使作物蒸腾加快,引起作物脱水枯萎,甚至死亡,造成作物减产或无收。强大的焚风还能引起森林火灾、旱灾、高山雪崩等。

6. 何谓大气活动中心?影响我国的有哪些?

答:由三圈环流模式所导出的地球表面的气压带和行星风带的分布均未考虑地表物理状况的影响。由于地球表面海陆性质的差异,气压带和风带发生断裂,形成性质各异的一个个气压中心,这些中心统称为大气活动中心。影响我国的大气活动中心夏半年有北太平洋高压和印度低压,冬半年有蒙古高压和阿留申低压。

五、综合论述题:

1. 试述东亚季风和南亚季风的形成过程和成因。

答:东亚季风和南亚季风虽然都出现在欧亚大陆上,但其形成原因和过程是不同的。东亚季风是由海陆间热力差异形成的。东亚位于世界上最大的大陆欧亚大陆的东部,东邻世界上最大的海洋太平洋。夏季大陆增暖快于海洋,陆地上气温比海洋上高,气压较海洋上低,陆地上为印度低压,海洋上为北太平洋高压,气压梯度由海洋指向陆地,形成了由海洋吹向陆地的夏季风,带来高温、多雨天气。冬季陆地上降温快于海洋,陆地上温度低,气压高,为蒙古高压,海洋上为阿留申低压,气流由陆地吹向海洋,形成了寒冷干燥的冬季风。东亚的特殊海陆分布使它成为世界上季风最发达、最明显的地区之一。南亚季风是由行星风带的季节性位移造成的。冬季南亚为东北信风区,夏季,赤道低压带北移,南半球的东南信风越过赤道后变成西南风,影响南亚地区。由于东北信风来自干燥的高纬内陆,吹冬季风期间就成为南亚的旱季,而西南风(即夏季风)来自低纬广大的海洋上,高温高湿,它的到来即标志着南亚雨季的开始。

2. 实际大气中的风是在哪几种力作用下产生的?各自所起的作用如何?

答:实际大气中的风是在水平气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力和摩擦力四个力的作用下产生的。水平气压梯度力是使空气开始运动的原始动力,只要有温度差就会有气压差、气压梯度,由此产生气压梯度力,空气就可以开始运动,而且气压梯度的方向就是空气开始运动的方向。地转偏向力是由于地球自转而产生的,是一种假想的力。在北半球,它永远偏于运动方向的右面,只能改变运动的方向,不能改变运动的速度,且随纬度的增高而增大,赤道上为零,极地最大,因此,在低纬度地区,地转偏向力常可忽略不计。当空气运动的轨迹是曲线时,要受到惯性离心力的作用,这个力由曲率中心指向外围,大小与风速成正比,与曲率半径成反比。在多数情况下,这个力数值很小,仅在龙卷风、台风中比较明显。摩擦力总是阻碍空气的运动,既存在于空气与下垫面之间(外摩擦),也存在于不同运动速度的空气层之间(内摩擦)。摩擦力一般在摩擦层(2km以下的大气层)比较重要,且越近地面摩擦力越大,在2km以上的自由大气中可忽略不计。

六、计算题:

1. 一登山运动员,从海拔500m,气温为25℃处开始登山。当他到达高度Z1 处时,气压比出发时减少了1/5,气温为13℃。他继续往上走,到Z2 处时,气压比Z1 处又减少了1/5,气温为-1℃。试问

Z1 、Z2 处的海拔高度各为多少?

解:已知开始登山时Z0 =500m,t0 =25℃,

到Z1 高度t1 =13℃,Z2 处t2 =-1℃

设开始登山时的气压为P0,

则Z1 处气压P1 =(1-1/5)P0=4/5Po,

Z2 处气压为P2 =4/5P1

由拉普拉斯压高公式得:

Z1 -Zo =18400(1+αtm)1gP0 /P1

Z1 =500+18400[1+1/273×(25+3)/2]1g[P0 /(4/5P0 )]

=2407m

Z2 =2407+18400[1+1/273×(13-1)/2]1g[P1 /(4/5P1 )]

=4229m

答:Z1 、Z2 处的海拔高度分别为2407m和4229m。

2. 一块温度为20℃、露点温度为15℃的空气从海平面开始翻越一座2500m的高山,忽略空气作绝热变化时露点温度的变化,试计算该空气块翻山后到达背风坡海平面时的温度、露点温度和相对湿度(取湿绝热直减率rm=0.5℃/100m)。

解:已知山脚时t=20℃,td=15℃,山高2500m

当空气块刚开始越山时,按rd上升,

到500m高度处下降了5℃,气温为15℃。此时空气达到饱和,即凝结高度为500m。

由500m向上,按rm上升,

到山顶时的气温为t=15-(2500-500)×0.5/100=5℃,

此时空气仍为饱和状态,水汽压等于5℃下的饱和水汽压,查表得:e =Et=5 =8.7hPa

空气块下降时,气温按rd增加,到山脚时的气温为

t=5+2500×1/100=30℃

若设下降过程中没有水汽的损失,到山脚时的水汽压仍为山顶时的水汽压。

e=8.7hPa,td=5℃

U=e/E×100%=8.7/42.5×100%=20.5%

答:到山脚时的温度、露点温度、相对湿度分别为30℃,5℃和20.5%。

3.某时刻在武汉(30°N)高空500hPa的高度上气温为-3.0℃,气压从南向北每1km降低0.01hPa,若不考虑摩擦力的影响,试求风向风速(已知干空气的比气体常数为287J·K-1 ·kg-1 ,地球自转角速度为7.2921×10-5 s-1 )。

解:已知φ=30°,P=500hPa, T=-3.0℃=(273-3)K=270K,

dp/dn=0.01hPa/km=0.001Pa/m,

R=287J·K-1 ·kg-1 ,ω=7.2921×10-5 s-1

空气密度ρ=P/(RT)=500×100/(287×270)=0.64524kg/m3

气压梯度力的大小为|G|=dp/dn/ρ=0.0015498N/kg

高空风为气压梯度力与地转偏向力达平衡时的地转风,即

|G|=2ωVsinφ

所以风速为V=|G|/(2ωsinφ)=0.0015498/(2×7.2921×10-5×sin30°)=21.3m/s

根据风压定律,风速为西风(即自西吹向东)。

4.某时刻在武汉(30°N)海平面高度上气压为1000hPa,气温为7.0℃,气压从南向北每1km降低0.01hPa,空气与地面之间外摩擦力的摩擦系数k=5×10-5N/(m·s-1),试求风向风速(已知干空气的比气体常数为287J·K-1 ·kg-1 ,地球自转角速度为7.2921×10-5 s-1 )。

解:请参照教材P130的图5.15理解此题的求解过程。

已知φ=30°,P=1000hPa, T=7.0℃=(273+7)K=280K,

dp/dn=0.01hPa/km=0.001Pa/m,

R=287J·K-1 ·kg-1 ,ω=7.2921×10-5 s-1 ,

k=5×10-5N/(m·s-1)

空气密度ρ=P/(RT)=1000×100/(287×280)=1.2444kg/m3

水平气压梯度力的大小为|G|=dp/dn/ρ=0.0008036N/kg

因为在摩擦层,地转偏向力与外摩擦力的合力与水平气压梯度力达平衡。

由题意,外摩擦力为R=-kV

因为地转偏向力与风速方向垂直,而外摩擦力与风速的方向相反,因此地转偏向力与外摩擦力的方向垂直。设地转偏向力与外摩擦力的合力为F,根据力的合成的平行四边形法则,应有

F2=R2+A2=(-kV)2+(2ωVsinφ)2

因地转偏向力与外摩擦力的合力与水平气压梯度力达平衡,即

|G|=|F|

也即

因此可解得风速为

求风向:设风与等压线之间的交角为α,由前述分析可知,

sinα=|R|/|F|=kV/|F|

所以α=arcsin0.565505=34.4°

即风向为西偏南34.4°,也就是风向着东偏北34.4°的方向吹。

对照3、4两题可知,与高空自由大气相比较,摩擦层中风向与等压线之间有一交角,向着低压的方向偏转,且在相同的气压梯度的条件下,风速也比自由大气中要小。

复习思考题:

1. 试计算一个表面积为1.7m2 的成人在海平面(气压为1013hPa)所受到的大气压力,这个压力为何不会把人压垮?

2. 在某山脚处测得气压为1013hPa,气温为19℃,山顶处气压为880hPa,气温为12℃,求山的高度。

3. 空气主要受哪些力的影响?这些力的大小和方向由什么决定?

4. 设在45°N附近700hPa高度上气温为0℃,等压线为东西向的平行直线,气压南高北低,梯度为0.01hPa/km,若不考虑摩擦力的影响,试求风向风速。

5. 风与等压线的交角是陆上大还是海上大?为什么?试由结论解释为何高气压和低气压在海上生存的时间比陆上长。

6. 大气环流形成的根本原因是什么?为什么说太阳辐射是大气环流的唯一能源?

7. 三圈环流是如何形成的?

8. 为什么会形成大气活动中心?北半球有哪些大气活动中心?

9. 季风是如何形成的?为何我国东部为典型的季风区?

10. 试比较季风、海陆风和山谷风形成过程的异同点。

11. 某时刻在武汉(30°N)高空500hPa的高度上气温为-23.0℃,气压从南向北每100km降低1hPa,若不考虑摩擦力的影响,试求风向风速(已知干空气的比气体常数为287J·K-1 ·kg-1 ,地球自转角速度为7.2921×10-5 s-1 )。

12*. 某时刻在武汉(30°N)地面上气压为1000hPa,气温为27.0℃,气压从南向北每100km降低1.2hPa,空气与地面之间外摩擦力的摩擦系数k=6×10-5N/(m·s-1),试求风向风速(已知干空气的比气体常数为287J·K-1 ·kg-1 ,地球自转角速度为7.2921×10-5 s-1 )。

13. 一团气温为30℃,露点温度为25℃的气块从海平面开始翻越一座3000m的高山,凝结产生的水

气象学测试题(做)

第一章地球大气 第一节大气的组成 1.大气由干洁大气、水汽和大气杂质所构成 2.大气中的臭氧主要集中在10~50 km高度,称为大气臭氧层,其最大浓度层出现在20~30 km高度处。 3.大气臭氧层能够强烈吸收太阳紫外线辐射,形成平流层逆温,并对地球生物形成重要的保护作用。 4.大气中的二氧化碳、甲烷等能够强烈吸收地面辐射并放射大气辐射,对地面形成温室效应。 第二节大气的铅直结构 1.根据大气温度随高度的分布特点和大气铅直运动的状况,可将地球大气层分为对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。 2.对流层中存在着强烈的平流、对流和乱流运动。 3.对流层分为下层(摩擦层、行星边界层)、中层、上层和对流层顶。 4.贴地层是指距地面2 m的气层。 5.对流层和中间层大气的温度随高度的增加而降低,对流运动强烈。 6.平流层和热成层大气的温度随高度的增加而升高。 7.习惯上将极光出现的最大高度(1000~1200 km)作为大气上界。 第三节气象要素 1.气象要素包括日照、辐射、温度、湿度、气压、风、云、降水、蒸发、能见度、天气现象等。 2. 天气现象是指大气中或地面上产生的降水、水汽凝结物(云除外)冻结物、干质悬浮物和光、电现象,也包括一些风的特征。 第二章辐射 第一节辐射的基本知识 1.太阳短波辐射:l mm,lM= mm 0.1~4微米 8 地面长波红外辐射:l 3~80mm,lM=10mm 大气长波红外辐射:l 4~120mm,lM=15mm 2.辐射通量密度:单位时间通过单位面积的辐射能。单位J/(s^m2) 或 W/m2。 3.光通量密度(照度):单位面积上接收的光通量。单位: lm/m2(流明)。 第二节太阳辐射 1. 太阳高度角(h):太阳光线与地平面之间的夹角。 2.正午时刻的太阳高度角h=90。 - φ + δ(φ观测点纬度,δ观测时间的太阳 倾角即赤纬,太阳直射点纬度) 春秋分δ= 0。 ,夏至δ= 23.5 。 ,冬至δ=-23.5 。 3. 太阳方位角:阳光在地平面上的投影与当地子午线之间的夹角。 4. 可照时数(昼长):一天中从日出到日落所经历的时间数。 5.可照时数北半球冬至→夏至加长,夏至→冬至缩短。 6.可照时数随纬度增加而加长,夏季尤为显著。 7. 光照时间=可照时数+曙幕光时间。 8.曙幕光时间夏长冬短,随纬度增加而加长。 9.大气对太阳辐射的减弱方式:吸收作用、散射作用、反射作用。

气象学习题(有答案)

.学习帮手 . 第一章 大气 一、名词解释题: 1. 干洁大气:除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气,称为干洁大气。 2. 下垫面:指与大气底部相接触的地球表面,或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象,称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。 二、填空题: (说明:在有底线的数字处填上适当内容) 1. 干洁大气中,按容积计算含量最多的四种气体是: (1) 、 (2) 、氩和 (3) 。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4) 。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (5) 辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (6) ,夏天比冬天 (7) 。 5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化 的成分,是天气演变的重要角色。 6. 根据大气中 (9) 的铅直分布,可以把大气在铅直 方向上分为五个层次。 7. 在对流层中,温度一般随高度升高而 (10) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (11) 层,这一层上部气温随高度增高而 (12) 。 9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准,大气顶约高 (13) 千米。 答案: (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)温度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判断题: (说明:正确的打“√”,错误的打“×”) 1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中,它可以吸收太阳辐射中的紫外线。 2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地面空气升温,产生“温室效应”。 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用,使地球上二氧化碳含量逐年减少。 4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬,下层多于上层,夏季多于冬季。 5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序,分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。 6. 平流层中气温随高度上升而升高,没有强烈的对

气象学与气候学要点及试题-仅知识点

《气象学与气候学》要点及试题 *教学要点及试题: 绪论 重点: 1.气象学、气候学、天气学的概念及所研究对象 2.本学科与其他部门地理、区域地理学的关系 ●气象(meteor): ●气象学(meteorology)运用物理学原理和数学物理方法,研究发生于大气中一切物理性质、物理现 象和物理过程的大气学科。 ●气象学主要研究内容是什么?1)大气一般的组成、范围、结构及各种要素等; ●(2)大气现象的发生、发展及能量来源; ●(3)探求大气现象的本质及其变化规律; ●(4)将大气现象中的规律应用于实践。 ● ●气候:某地气候—在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动长时间的相互作用下,某时段内(一 般指30年以上)大量天气过程的综合。 ●。 ●天气与气候简析。某一地区在某一瞬间或某一段时间内大气状况和大气现象的综合 ● 1.气候和天气关系密切,却是既有联系又有区别的二个不同概念: ● a. 天气:一个地区短时间内大气的具体状态。 ●例如:三亚市某日的最高气温30°C,最低气温20°C ,午后有雷阵雨 ● ● b. 气候:指一个地方多年的天气平均状况。 ●例如:在中国,东部地区7月较为闷热;北方地区1月和2月多严寒天气;某市年平均气温为25°C, 昆明四季如春,这些都属于气候现象。 ● ●气候学研究任务: ●气候系统及其组成: ●大气的物质组成:(1)干洁空气、(2)水汽、(3)固态、液态颗粒

●什么是气溶胶(Aerosols),其分布特征和作用是什么? ●大气的圈层组成及各圈层特点 ●饱和水汽压(E)与温度(t)按指数规律变化。 ●绝对湿度: ●相对湿度: ●比湿(q) ●混合比(γ) ●露点(T d)当 ●风(wind) ●云: ●降水变率 ●空气状态方程: ●虚温:T v, ●思考题: 1.某气象台站测得某日某时f=40%,t=15℃,p=1000hPa, 求该时段的e、d、a、q、γ值。 2.北纬30°处有一座海拔1000m高的山,试分析该山地坡麓与山顶在上、下午不同时间各气象要素(T、p、 e、E、 f、t d)的分布及山南与山北的差别。 3.简介大气主要成分在大气层中的作用及微量气体(CO2、O3)影响气温垂直分布的原因及机制。 4.人类用什么方法来限制大气系统中二氧化碳含量的增加和 臭氧层遭到破坏? 5.对流层的三个基本特征是怎样形成的?对人类生存自然环 境有何影响? 6.对流层顶气温分布为何高纬高,低纬低? 7.说明状态方程物理意义. 8.说明各气象要素定义及单位. 9.干湿空气哪个重,为什么? 10.一块湿空气,P=1000hpa,e=23.4hpa,t=20°, 求该湿空气密度. 一、填空题: 1.气象学是研究发生于()中的一切()和()的科学,以()为研究对象。用()表示。 2.天气是指在某一地区,()或()内大气中的()和天气现象的综合。

气象学试题

第三章温度 一、名词解释题: 1.温度(气温)日较差:一日中最高温度(气温)最低温度(气温)之差。 2.温度(气温)年较差:一年中最热月平均温度(气温)与最冷月平均温度(气温)之差。 3.日平均温度:为一日中四次观测温度值之平均。即 T 平均 =(T02 + T08 + T14 + T20) - 4。 4.候平均温度:为五日平均温度的平均值。 5.活动温度:高于生物学下限温度的温度。 6.活动积温:生物在某一生育期(或全生育期)中,高于生物学下限温度的日平均气温的总和。 7.有效温度:活动温度与生物学下限温度之差。 8.有效积温:生物在某一生育期(或全生育期)中,有效温度的总和。 9.逆温:气温随高度升高而升高的现象。 10.辐射逆温:晴朗小风的夜间,地面因强烈有效辐射而很快冷却,从而形成气温随高度升高而升高的逆温。 11.活动面(作用面):凡是辐射能、热能和水分交换最活跃,从而能调节邻近气层和土层温度或湿度状况的物质面。 12.容积热容量:单位容积的物质,升温1C,所需要的热量。 13.农耕期:通常把日平均温度稳定在0 C以上所持续的时期,称为农耕期。 14.逆温层:气温随高度升高而升高的现象,称为逆温现象。发生逆温现象的气层,称为逆温层。 15.三基点温度:是指生物维持生长发育的生物学下限温度、上限温度和最适温度。 二、填空题: 1.空气温度日变化规律是:最高温度岀现在(1)时,最低温度岀现(2)时。 年变化是最热月在(3),最冷月在(4)月。 2.土温日较差,随深度增加而(5),极值(即最高,最低值)岀现的时间,随着深度的增加而(6)。 3.水的热容量(C)比空气的热容量(7)。水的导热率(入)比空气(8)。粘土的热容量比 沙土的要(9),粘土的导热率比沙土(10)。 4.干松土壤与紧湿土壤相比:C干松土

气象学习题(有答案)

. 第一章 大气 一、名词解释题: 1. 干洁大气:除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气,称为干洁大气。 2. 下垫面:指与大气底部相接触的地球表面,或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象,称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。 二、填空题: (说明:在有底线的数字处填上适当内容) 1. 干洁大气中,按容积计算含量最多的四种气体是: (1) 、 (2) 、氩和 (3) 。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4) 。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (5) 辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (6) ,夏天比冬天 (7) 。 5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分,是天气演变的重要角色。 6. 根据大气中 (9) 的铅直分布,可以把大气在铅直方向上分为五个层次。 7. 在对流层中,温度一般随高度升高而 (10) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (11) 层,这一层上部气温随高度增高而 (12) 。 9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准,大气顶约高 (13) 千米。 答案: (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)温度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判断题: (说明:正确的打“√”,错误的打“×”) 1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中,它可以吸收太阳辐射中的紫外线。 2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地面空气升温,产生“温室效应”。 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用,使地球上二氧化碳含量逐年减少。 4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬,下 层多于上层,夏季多于冬季。 5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序,分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。 6. 平流层中气温随高度上升而升高,没有强烈的对流运动。 7. 热成层中空气多被离解成离子,因此又称电离层。 答案:1.对,2.错,3.错,4.对,5.错,6.对,7.对。 四、问答题: 1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化? 答:大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。植物在太阳辐射的作用下,以二氧化碳和水为原料,合成碳水化合物,因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳;同时,由于生物的呼吸,有机物的分解以及燃烧化石燃料等人类活动,又要产生大量的二氧化碳。这样就存在着消耗和产生二氧化碳的两种过程。一般来说,消耗二氧化碳的光合作用只在白天进行,其速度在大多数地区是夏半年大,冬半年小;而呼吸作用等产生二氧化碳的过程则每时每刻都在进行。所以这两种过程速度的差异在一天之内是不断变化的,在一年中也随季节变化,从而引起二氧化碳浓度的日变化和年变化。 在一天中,从日出开始,随着太阳辐射的增强,植物光合速率不断增大,空气中的二氧化碳浓度也随之不断降低,中午前后,植被上方的二氧化碳浓度达最低值;午后,随着空气温度下降,光合作用减慢,呼吸速率加快,使二氧化碳消耗减少;日落后,光合作用停止,而呼吸作用仍在进行,故近地气层中二氧化碳浓度逐渐增大,到第二天日出时达一天的最大值。 在一年中,二氧化碳的浓度也主要受植物光合作用速率的影响。一般来说,植物夏季生长最旺,光合作用最强,秋季最弱。因此二氧化碳浓度秋季最小,春季最大。 此外,由于人类燃烧大量的化石燃料,大量的二氧化碳释放到空气中,因而二氧化碳浓度有逐年增加的趋势。 2. 对流层的主要特点是什么? 答:对流层是大气中最低的一层,是对生物和人类活动影响最大的气层。对流层的主要特点有: (1)对流层集中了80%以上的大气质量和几乎全部的水汽,是天气变化最复杂的层次,大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象,都集中在这一气层内; (2) 在对流层中, 气温一般随高度增高而下降, 平均每上升100米, 气温降低0.65℃,在对流层顶可降至-50℃至-85℃; (3) 具有强烈的对流运动和乱流运动,促进了气层内的能量和物质的交换; (4) 温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀,这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的

气象学与气候学试题及答案

气象学与气候学试题及答案一、名词解释 1、大气污染:大气污染物在大气中达到一定的浓度,而对人类生产和健康造成直接或间接危害时,称为大气污染。 2、大气稳定度:是指气块受任意方向振动后,返回或远离原平衡位置的趋势和程度。 3、干洁空气:大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体称为干洁空气。 4、气团:一定范围内,水平方向上气象要素相对比较均一的大块空气。 5、气候:一个地区在太阳辐射,下垫面性质,大气环流和人类活动长时间作用下,在某一时段内大量天气过程的综合,是时间尺度较长的大气过程。 6、水汽压:大气中水汽所产生的那部分压力称为水汽压。 7、辐射能:辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量,它们的传播速度等于光速,它们透过空间并不需要媒介物质,由辐射传播的能量称为辐射能。 8、辐射地面有效辐射:指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 9、光谱:太阳辐射能按波长的分布。 10、气旋:是一个占有三度空间的大尺空气涡旋,在北半球,气旋范围内空气作逆时针旋转,在同一高度上气旋中心的气压比四周的低。 11、高气压;由闭合等压线构成的高气压,水平气压梯度自中心指向外圈。 12、低气压:由闭合等压构成的低气压区,水平气压梯度自外向中心递减。 13、反气旋:是一个占有三度空间的大尺度空气涡旋,在北半球,反气旋范围内空气作顺时针方向旋转,在同一高度上,反气旋中心的气压比四周的高。 14 锋面气旋——生成和活动在温带一区的气旋称为温带气旋,而具有锋面结构的低压,称锋面气旋。 15、锋:是冷暖气团之间狭窄的过渡带,是一个三度空间的天气系统。 16、暖锋:是暖气团起主导作用,推动锋线向冷气团一侧移动。 17、冷锋:指冷气团势力比较强,向暖气团方向移动而形成的锋。 18、海陆风:由于海陆热力差异而引起的以一日为周期变化的风,白天风从海洋吹向陆地(海风);夜晚风从陆地吹向海洋(陆风)。 19、山谷风:大山区,白天日出后山坡受热,其上的空气增温快,而同一高度的山谷上空的空气因距地面较远,增温慢,于是暖空气沿山坡上升,风由山谷吹向山坡,称谷风。夜间山坡,辐射冷却,气温迅速下降,而同一高度的山谷上空的空气冷却慢,于是山坡上的冷空气沿山坡下滑,形成与白天相反的热力环流。下层风由山坡吹向山谷,称为山风。这种以一日为周期而转换风向的风称为山谷风。 20、季风:以一年为周期,大范围地区的盛行风随季节而有显着改变的现象,风向不仅有季节改变,且方向的变化在120°以上 21、气候资源:指能为人类合理利用的气候条件,如光能、热能、水分、风等。 22、地转风:是气压梯度力与地转偏向力相平衡时,空气作等速、直线水平运动的形式。 23、梯度风:自由大气中作曲线运动的空气,当G、A、C这个力达到平衡时形成的风称为梯度风 24、相对湿度:空气中实际具有的水汽压与同一温度下饱和水汽压的百分比。 25、雾:是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶,使水平能风度小于1KM的物理现象。如果能风度在1-10KM范围内,则称为轻雾。 26、台风:当地面中心附近最大风速大于或等于32.6m/s的热带气旋称为台风,热带气旋是形成于热带海

2011农业气象学试题A卷(1)

以下各题中未注明单位的各物理量均为标准国际单位制。 1.C 2.C 3.A 4.B 5.D 6.C 7.C 8.C 9.B 10.B 11.A 12.B 13.D 14.C 15.C 16.C 17.B 18.A 19.B 20.B 一、单项选择题:(本大题20小题,共20分) 1.长江中下游地区,()入梅对农业生产最有利。 A、5月下旬 B、6月上旬 C、6月中旬 D、6月下旬 2.露点温度表示()。 A、潮湿地面温度 B、空气湿度 C、饱和湿空气温度 D、未饱和湿空气温度 3.一团饱和的湿空气作升降运动时,大气处于稳定状态的判定条件是()。 A、γ<γm B、γ=γm C、γ>γm D、γ≤γm 4.低层大气能量的主要来源于()。 A、太阳辐射 B、地面辐射 C、大气辐射 D、大气逆辐射 5.切变线是指()急剧变化的界线 A、温度 B、湿度 C、气压 D、风 6.在三圈环流中,南、北半球各形成()个气压带。 A、2 B、3 C、4 D、5 7.下面霜冻最轻的是()。 A、谷地 B、洼地 C、山顶 D、坡地 8.温度愈高物体放射能力的波长愈向短波方向移动。已知太阳辐射最大放射能力的波长为0.475微米,由此计算得太阳表面的温度约为()。 A、5780 K B、6500 K C、6000 K D、6300 K 9.大气中臭氧主要集中在()。 A、散逸层,因该层紫外线辐射强,O与O2易合成O3 B、平流层,因该层紫外线辐射强,易形成O3 C、对流层,因该层温度低,O3不易分解 D、近地层,因该层温度高,O与O2易合成O3 10.在北球,冬半年,随着纬度的升高()。 A、昼弧增长 B、夜弧增长 C、昼弧夜弧相等 D、昼弧变短 11.以下作物中属于长日照植物的是()。 A、油菜 B、玉米 C、烟草 D、水稻 12.积雨云属于()云系。 A、滑升云 B、积状云 C、波状云 D、层状云 任课教师:系(教研室)主任签字:

气象学与气候学复习题

气象学与气候学复习题及参考答案 重要说明:复习应该扎实全面进行,此复习题只作为复习的重要线索和提示,并非考试的范围。 一、名词解释 1.天气:某地短时间气象要素和大气现象的综合表现。 2.风压定律:风与等压线平行,在北半球背风而立,高压在右,低压在左。南半球相反。 3.小气候:在一个大范围的气候区域内,由于局部地区地形、植被、土壤性质、建筑群等以及人或生物活动的特殊性而形成的小范围的特殊气候。如农田、城市、住宅区的气候。 4.对流层:大气垂直分层的最下层,平均厚度13-14千米左右。气温随高度的升高而降低,对流运动显著,天气现象复杂多变。 5.水平气压梯度力:气压梯度力的水平分量。是一个向量,其方向与等压面垂直,由高压指向低压,大小等于作用于单位质量空气上的力。 6.地转风:自由大气中运动的空气,当G、A这两力达到平衡时形成的风称为地转风。 7.气团:在水平方向上物理属性相对比较均匀的大块空气。 8.气候分类:在对全球气候形成因素综合分析的前提下,求同存异,对全球气候进行类型划分,使全球复杂的气候简单化和系统化的过程。分类的结果是把全球气候划为若干气候带和气候型,目的是便于气候研究和气候应用。 9.热成风原理:热成风与等温线平行,在北半球背热成风方向而立,高温在右,低温在左。南半球相反。10.高地气候:高原山地的气候,由于随着高度的变化水热组合发生相应变化,形成具有明显垂直带性的气候,叫高地气候。 11.气象学:研究大气的物理现象和物理过程并用于指导生产实践为人类服务的科学。 12.露点(温度):是当时条件下,使空气达到饱和时应有的界限温度。 13.寒潮:强冷空气活动所产生的大范围的剧烈大风、降温、霜冻和降雪等灾害性天气。 14.天气:某地短时间气象要素和大气现象的综合表现。 15.风压定律:风与等压线平行,在北半球背风而立,高压在右,低压在左。南半球相反。 16.小气候:在一个大范围的气候区域内,由于局部地区地形、植被、土壤性质、建筑群等以及人或生物活动的特殊性而形成的小范围的特殊气候。如农田、城市、住宅区的气候。 17、饱和水汽压:一定温度下空气中水汽含达到最大值时的水汽压,称为饱和水汽压,也叫最大水汽压。 18、温室效应:大气逆辐射使地面实际损失的热量比它以长波辐射放出的热量少一些,大气的这种作用称为温室效应。 二、填空题 1、大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体称为干洁空气-。 2、由太阳喷焰中发射的高能粒子与高层大气中的空气分子相撞,使之电离,并在地球磁场作下偏于两极上空形成,这种现象称为极光-。 3、太阳辐射能按波长的分布称为太阳光谱。 4、暖气团温度高于所经过地区温度,暖气团使所经过地区变暖,气团底部失热、冷却、气温直减率减小,气层趋于稳定。 5、气团形成的条件是(1、大范围性质比较均一的下垫面,(2、有利于空气停滞和缓行的环流条件。 6、锋两侧的温度、湿度、稳定度以及云、风、气压等气象要素有明显的差异。

《气象学与气候学》习题集及答案解析

《气象学与气候学》复习思考题及答案 一、名词解释 1、天气:指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态(如气温、湿度、压强等)和大气现象(如风、云、雾、降水等)的综合。 2、干洁大气:除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。 3、气候:一个地区在太阳辐射,下垫面性质,大气环流和人类活动长时间作用下,在某一时段内大量天气过程的综合,是时间尺度较长的大气过程。 4、气候系统:由大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈组成的整个系统,以及系统内各子系统间一系列复杂的相互作用过程统称为气候系统。 5、辐射地面有效辐射:指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 6、黑体:对于投射到该物体上所有波长的辐射都能全部吸收的物体称为绝对黑体。 7、深厚系统:温压场对称的天气系统,如暖高压和冷低压。。 8、大气窗:大气中对地面长波辐射在8-12微米的吸收几乎为零,地面辐射直接透过大气层进入宇宙中。 9、温室效应:大气对太阳短波辐射吸收很少,能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面,但由于大气中二氧化碳、水汽、氧化亚氮、氯氟烃等温室气体成分的存在,使大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热,并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分,对地表有保温效应,称为大气的温室效应,亦称花房效应。 10、大气污染:大气污染物在大气中达到一定的浓度,而对人类生产和健康造成直接或间接危害时。 11、暖锋:是暖气团起主导作用,推动锋线向冷气团一侧移动。 12、辐射:物体以电磁波或粒子流形式向周围传递或交换能量的方式。 13、辐射能:辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量,它们的传播速度等于光速,它们透过空间并不需要媒介物质,由辐射传播的能量称为辐射能。 14、大气逆辐射:指向地面的那部分大气辐射称为大气逆辐射。 15、地面有效辐射:地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。 16、地面辐射差额:在单位时间内,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。 17、大气稳定度:处在静力平衡状态中的空气块因受外力因子的扰动后,大气层结(温度和湿度的垂直分布)有使其返回或远离原来平衡位置的趋势或程度,称之为大气稳定度。 18、干绝热过程:干空气或未饱和的湿空气作垂直升降运动时,既没有与外界交换热量,又没有发生水相变化的过程。 19、干绝热直减率:干空气或未饱和湿空气绝热上升单位距离时的温度降低值。 20、逆温:对流层中出现的气温随高度升高而递增的反常现象。 21、辐射逆温:在晴朗无风或微风的夜晚,因地面、雪面或冰面、云层顶部等的强烈辐射冷却,使紧贴其上的气层比上层空气有较大的降温而形成的的逆温。 22、阳伞效应:大气中云和气溶胶对太阳辐射的强烈散射和反射作用,减弱了到达地面的太阳辐射,对地面有降温作用。 23、温室效应:大气对太阳短波辐射吸收很少,能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面,但大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热,并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分,对地表有保温效应。 24、气温年较差:一年中的最冷月的平均温度与最热月的平均温度之差。 25、虚温:在同一压强下,干空气密度等于湿空气密度时,干空气应有的温度。 26、露点:湿空气在水汽含量不变条件下,等压降温达到饱和时的温度。 27、位温:气块循着干绝热过程移动到同一个标准高度1000hPa 处,所具有的温度。 28、相对湿度:空气的实际水汽压与同一温度下的饱和水汽压之比。 29、饱和水汽压:在一定温度下,从水面或冰面进入空气中的水分子数与从空气中进入水面或冰面的水分子数相等时的水汽压。 30、位势高度:是指单位质量的物体从海平面抬升到某一高度克服重力所作的功。 31、高气压;由闭合等压线构成的高气压,水平气压梯度自中心指向外圈。

气象学模拟试题

南京农业大学试题纸 学年第学期课程类型:试卷类型: 课程:农业气象学班级:学 号:姓名:成绩:

E、露点温度 F、大气压强 随着雷暴的来临,气压、温度和湿度会出现显著的变化,表现为。 B、温度升高 C、湿度升高 E、温度降低 F、湿度降低 根据大陆度指标,下列城市位于海洋性气候区的有。 B、南京 C、北京 E、成都 F、西安 三、单选题:(每小题1分,共20分) 光照强度是指单位面积上接收的光通量,其单位为。 B、lm C、J/s D、W/m2夏季,下列城市中光照时间最长的是。 B、上海 C、成都 D、海口 到达地面的太阳总辐射与地面反射辐射之差称为。 B、有效辐射 C、天光漫射 D、地面辐射差额 通常将高于生物学下限温度的日平均气温称为。 B、活动温度 C、有效温度 D、净效温度 土壤温度铅直分布呈时,随着深度增加,土壤温度逐渐升高。 B、辐射型 C、上午转变型 D、傍晚转变型 水面蒸发速率随而减小。 B、饱和差增大 C、气压升高 D、风速加大 地面上的霜和露是通过冷却降温而形成的。 B、接触 C、辐射 D、混合 ,按降水强度的等级划分,属于。 B、中雨 C、大雨 D、暴雨 目前气象上常用的气压及水汽压的标准单位是。 B、mb C、Pa D、hPa 在自由大气层中,水平气压梯度力与平衡时的风称为地转风。 B、惯性离心力 C、摩擦力 D、水平地转偏向力 地面行星风带在北半球低纬度地区为。

D、雷暴 D、12 D、初冬 D、黑灾 D、22

南半球的大气活动中心已标明,请直接在图中标出北半 7月11日)低空和地面的天气形势简图,请根据此图分析江淮梅雨低 20°02′N,110°21′E)在春分、夏至、秋分、冬至时正午时刻的太阳高度角。

气象气候1至8章复习题

气象学与气候学复习题 第一、二章 一、选择题 1、300千米以上大气层气温达1000℃以上,其中运行的人造卫星不会烧毁,原因() a 卫星与大气处于相对静止的状态 b 卫星在大气中高速运动,能很好地散热c该层大气稀薄,卫星从中吸收的及与之摩擦产生的热量有限 d该层大气密度很大,有利于卫星散热 2、关于大气层中的臭氧,正确的说法是() a 只有臭氧层有臭氧 b 臭氧在大气层中均匀分布 c臭氧能大量吸收太阳辐射中的紫外线 d臭氧层分布在对流层中,所以与人类关系很密切 3、当地面热量由盈余转为亏损时() a 太阳辐射最强 b 地面辐射最强 c 大气辐射最强 d 气温最高 4、层具有无线电波的反射能力。() a 中间层 b平流层c暖层 d散逸层 5、关于等温线与等高线的对应关系,正确的是() a 等高线数值越大,等温线数值越大 b 等高线数值越大,等温线数值越小 c等高线数值越大,等温线越稀疏 d同一海拔高度上,气温相等 7、当天空出现青蓝色时,说明大气中的微粒直径是() a大于入射波的波长 b小于入射波的波长 c等于入射波的波长 d与入射波的波长无关 8、“大气保温效应”中起作用的是() a水b大气逆辐射c二氧化碳d尘埃 9、关于气温空间分布,正确的说法是() a 气温由南向北逐渐降低 b 气温从山麓向山顶降 c 夏季大陆气温比同纬度海洋低 d 冬季大陆气温比同纬度的海洋高 10、夏半年,北半球的太阳辐射量最多的地区是()。 a.赤道 b.20°----25°N c.30°N----25°N d.副热带 11、在干洁空气中能够强烈吸收和放射长波辐射的气体成分是:() A、氮气; B、氧气; C、臭氧; D、二氧化碳。 12、在低纬度对流层顶的高度是:() A、8-9公里; B、10-11公里; C、11-12公里; D、17-18公里。 13、一天中大气逆辐射最强的时刻在:() A、太阳高度最大时; B、12-13时; C、气温最高时; D、云量最多时。 14、我国年总辐射量最大的地区在:() A、新疆; B、西藏; C、长江中下游 D、海南岛。 15、空气与地面交换热量的主要方式是:() A、辐射交换; B、传导; C、对流运动; D、潜热交换。 16、有关空气温度的叙述,正确的是:() A、在一定温度下,空气中水汽含量越多,饱和差越小;

第四章习题-气象学与气候学

第四章大气的运动 [主要内容] 本章主要研究大气运动产生的原因,大气运动的形式、状况和大气环流。大气运动是气压分布的不均匀所造成的气压梯度力和地转偏向力、惯性离心力、重力以及摩擦力共同作用的结果。大范围的大气运动就是大气环流,气压带、全球的行星风带、平均经圈环流、平均纬向环流、平均水平环流、大气活动中心构成了大气环流的平均状况。 [名词解释] 静力方程:gdZ dP ρ=- 气压场:气压的空间分布称为气压场 等压线:等压线是同一水平面上各气压相等点的连线 等压面:指单位质量的物体从海平面(位势取为零)抬升到 Z 高度时,克服重力所作的功,又称重力位势,单位是位势米位势高度 位势米:重力位势的单位,是表示能量的单位,1 位势米定义为1 kg 空气上升1 m 时,克服重力作了9.8 J 的功,也就是获得9.8 J/kg 的位势能,即1位势米= 9.8J/kg 低压槽:是低压向外伸出的狭长部分,或一组未闭合的等压线向气压较高的方突出的部分 高压脊:是高压向外伸出的狭长部分,或一组未闭合的等压线向气压较低的方突出的部分 气压系统:在天气图上,用等压线表示的高、低气压或槽、脊系统 气压梯度力:气压梯度是一个向量,它垂直于等压面,由高压指向低压,数值等于两等压面间的气压差△P 除以其间的垂直距离△N 地转偏向力:空气是在转动着的地球上运动着,当运动的空气质点依其惯性沿着水平气压梯度力方向运动时,对于站在地球表面的观察者看来,空气质点却受着一个使其偏离气压梯度力方向的力的作用,这种因地球绕自身轴转动而产生的非惯性力称为水平地转偏向力或科里奥利力 惯性离心力:是物体在作曲线运动时所产生的,由运动轨迹的曲率中心沿曲率半径向外作用在物体上的力 地转风:地转风是气压梯度力和地转偏向力相平衡时,空气作等速、直线的水平运动 梯度风:当空气质点作曲线运动时,除受气压梯度力和地转偏向力作用外,还受惯性离心力的作用,当这三个力达到平衡时的风,称为梯度风 旋衡风:在低纬度地区或小尺度低压中,如果气压梯度力和惯性离心力都很大,而地转偏向力很小时,则可出现旋衡风 大气活动中心:冬、夏季在平均气压图上出现的大型高、低压系统,称为大气活动中心。 哈德莱环流圈:低纬环流圈,直接热力环流圈(正环流圈),又称哈得莱环流圈 费雷尔环流圈:中纬环流圈,是间接热力环流圈(逆环流圈),又称费雷尔环流圈 极地环流圈:高纬环流圈,又称极地环流圈,也是一个直接热力环流圈,是三个环流圈中环流强度最弱的一个 沃克环流圈:由于赤道地区存在着大尺度的东西向热力差异引起的 急流:急流是指风速30 m/s 以上的狭窄强风带 环流指数:经向环流型,即500hPa 西风带上发展出深槽大脊,能引起强烈的冷、暖空气活动。纬向型和经向型环流经常交替出现,其交替周期大约2—6周。这种交替演变规律一般用环流指数来表示。环流指数分纬向环流指数(IZ )和经向环流指数(IM )两种

农业气象学-试题及参考答案

农业气象学试题(1)及参考答案 一、名词解释: (共16分,每小题2分) 1、辐射的波动性: 辐射以波动的形式发射或传播能量的过程。 2、太阳高度角太阳光线与地平面的交角 3、长日照作物需要经过一段时间长的白天和短的黑夜才能开花结果的植物,称为长日照植物。 4、相对湿度空气中的实际水气压与同温度下饱和水气压的百分比。 5、温度年较差一年中最热月的月平均温度与一年中最冷月的月平均温度之差。 6、季风环流由于海陆热力差异引起的东西方向的垂直环流。 7、副热带高压西太平洋副热带高压是指由于热带环流圈的下沉在30°N附近堆积下沉形成的高压系统。

8、农业气候资源可供农业生产利用的光、热、水等气候资源,称 为农业气候资源。 二、填空(共10分,每空0.5分) 1、广东大部分地区的年降雨量多在 1500mm 到 2000mm 之间,通常把一年的降水分成两大部分,前一部分的降水,称为 前汛期降水,主要是由锋面引起的;后一部分的降水 称为后汛期降水,主要是由台风引起的。 2、由于地球的自转,形成了地球上昼夜交替变化.由于 地轴与地球公转轨道面不垂直 ,且地球在公转时,地轴方 向保持不变,因而形成了地球上的季节交替和各地昼夜长 短不等。 3、地球接收到的太阳辐射,主要是短波辐射,地面和大气 向外发出的辐射,主要是长波辐射。 4、植物在繁育期期对低温的反应比生长期对低温的 反应更为敏感,这一时期往往就是植物的温度临界期期。 5、水面蒸发速度的大小,与风速和饱和差成正比, 与大气压力成反比。 6、台风是指形成在热带海洋上的强烈气旋。当台风在东经180度以西,赤道 以北的西北太平洋海区形成后,我国气象部门将对其进行命名和编

气象学复习题

1、气象、天气、气候的联系? 答:气象是大气各种物理、化学状态和现象的统称; 天气是以气象要素值和天气现象表征的瞬时或较短时期的天气状况,是指特定时间、地区气象要素综合状况; 气候则指一个地区多年的大气状况,包括平均状况和极端状况,通过各种气象的统计量来表示,是天气的综合状况。 2、气象学、天气学、气候学的联系? 答:气象学是关于大气中发生的物理现象和过程的科学; 天气学是关于天气变化规律的科学,包括天气系统、天气形势和天气现象形成演变规律及分析预报方法; 气候学是关于气候形成、分类、变迁的科学。 3、天气、气候与日常生活的关系? 答:(1)干旱,致使土壤因蒸发而水分亏损,河川流量减少,破坏了正常的作物生长和人类活动,其结果造成农作物、果树减产,人民、牲畜饮水困难,及工业用水缺乏等灾害。 (2)暴雨使得在地势低洼、地形闭塞的地区,雨水不能迅速排泄造成农田积水和土壤水分过度饱和给农业带来灾害;暴雨甚至会引起山洪暴发、江河泛滥、堤坝决口给人民和国家造成重大经济损失。 (3)热带气旋(台风)造成狂风、暴雨、巨浪和风暴潮等恶劣天气,破坏力很强,给人民和国家造成重大经济损失。 (4)冰雹是一种严重的自然灾害,常常砸毁大片农作物、果园,损坏建筑物,威胁人类安全。 (5)雪灾,长时间大量降雪造成大范围积雪成灾,严重影响甚至破坏交通、通讯、输电线路等生命线工程,对人民生产、生活影响巨大。 4、天气、气候与农业生产的关系? 答:农业生产过程主要是在自然条件下进行的,气候和土壤条件是最基本、最重要的自然环境和资源因素。而土壤的形成、水热状况和微生物活动等,在很大程度上又受气候条件的制约。不仅气象灾害给农业造成巨大损失,全球气候变化对未来农业可持续发展也带来巨大的影响。 (1)大气提供了农业生物的重要生存环境和物质、能量基础。农业生产的对象是植物、动物、微生物等生命有机体,其生长发育和一切生命活动都离不开温度、水分、光照、气体成分、气流等气象要素。特别是绿色植物光合作用的基本原料都来自大气环境,农业动物和农用微生物的物质转换过程又都建立在消耗和分解绿色植物的基础上。 (2)大气提供了可供农业生产利用的气候资源。农业生物顺利完成生长发育或完成预定农事活动都需要一定的物质基础、能量积累或有利环境,其中有利的气象条件可称为农业气候资源。 (3)气象条件还对农业设施和农业生产活动的全过程产生影响。气象条件还对温室、畜舍、仓库等农业设施的小气候及生产性能产生影响,对农机作业、化肥和农药等生产资料的使用效率,以及农产品加工、运输、贮藏等产后活动有很大影响。 (4)大气还影响着农业生产的宏观生态环境和其他自然资源。土壤、植被、水体等其他环境系统的形成演变很大程度上受到大气环境的影响和制约,土地、水资源、生物等其他自然资源的数量、质量及其气候资源的相互配置关系到农业生产类型分布和经济效益,特别是人类活动产生的温室效应导致的全球气候变化及其应对措施直接关系到人类社会、经济的可持续发展。 (5)农业生产活动对大气环境的影响。大规模垦荒、植树造林、水利工程等人类活动对局地大气环境产生各种影响,稻田和饲养的反刍动物是一种温室气体——CH4的主要来源,但种植

气象学与气候学题库

答案:1、简述干洁空气的概念及其主要成分。(答案) 1、干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体,简称干空气。它的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等,其容积含量占全部干洁空气的99.99%以上。其余还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等。 2、虚温含义,它可直接测量吗? (答案) 2、在等压条件下,当干空气具湿空气密度时之温度即称为虚温,由此可知其代表干空气的温度,一般由Tv表示。定义虚温的用意在于,湿空气的分子量会随环境水气量改变而改变,使气体常数(R)成为变数,而较难正确计算出来。为使计算方便,所以利用干空气的气体常数来计算,因此定义虚温来代替湿空气的温度,如此就不用考虑变动的气体常数了,亦即可以处理掉复杂的水气效应,由此可知,虚温为水气的函数。因为实际观测环境大气所得的温度为湿空气温度,而所使用的气体常数为干空气气体常数(R),所以实际上状态方程(P=ρRT)(其中R=R*/md) 并不成立(因为其使用干空气气体常数(R),而温度却用湿空气的),所以为使其成立需使用虚温(即干空气之温度),如此才可使R与T均为干空气之值。由于虚温与实际观测之温度误差不算大(仍在允许的误差范围内),因此目前大多数的人仍直接利用实际观测之温度来代替虚温。 Tv=T+W/6。其中T为实际大气温度,W为饱和混合比值。表示虚温与实际温度之差距,等于露点温度所在的饱和混合比数值的六分之一。 6、当气温为25 ℃,气压为 1080hPa,相对湿度f=65%时,求e(水汽压)、E(饱和水汽压)、d (饱和差)、a(绝对湿度)、q(比湿)。 (答案) 6、25℃时,饱和水汽压E=31.668,f=e/E,则e=fE=65%*31.668=20.5842 d=E-e=31.668-20.5834=11.0838, a=289*e/T=289*20.5834/(25+273)=19.9625 q=0.622*e/P=0.0119 7、若相对湿度f,气压p不变,增温时,绝对湿度a和比湿q前后是否相同? (答案) 7、当温度升高时,饱和水汽压E要增大,而f不变,所以水汽压e也要增大,q是比湿,q=0.622e\P,P不变,e增大,所以q要增大。a是绝对湿度。即单位体积空气中所含的水汽量,也是增大的。 8、对流层的特征如何,为什么? (答案) 8、对流层有三个基本特征: (1)气温随高度增加而降低:由于对流层主要是从地面得到热量,因此气温随高度增加而降低。高山常年积雪,高空的云多为冰晶组成,就是这一特征的明显表现。 (2)垂直对流运动:由于地表面的不均匀加热,产生垂直对流运动。对流运动的强度主要随纬度和季节的变化而不同。一般情况是:低纬较强,高纬较弱:夏季较强,冬季较弱。因此对流层的厚度从赤道向两极减小。 (3)气象要素水平分布不均匀:由于对流层受地表的影响很大,而地表面有海陆分异,地形起伏等差异,因此在对流层中,温度、湿度等的水平分布是不均匀的。 9、臭氧层形成过程及其作用怎样? (答案) 9、臭氧层的形成:臭氧层(ozone layer)是指大气中臭氧浓度较高的层次。一般指高度在 10-50km之间的大气层,也有指20-30km之间臭氧浓度最大的大气层。即使在浓度最大处,臭氧对空气的体积比也只有百万分之几,因此它在大气中是痕量成分。将它折算到标准状态(气压为

气象学试题

第三章温度 一、名词解释题: 1. 温度(气温)日较差:一日中最高温度(气温)最低温度(气温)之差。 2. 温度(气温)年较差:一年中最热月平均温度(气温)与最冷月平均温度(气温)之差。 3. 日平均温度:为一日中四次观测温度值之平均。即 T平均 = (T02+T08+T14+T20)÷4。 4. 候平均温度:为五日平均温度的平均值。 5. 活动温度:高于生物学下限温度的温度。 6. 活动积温:生物在某一生育期(或全生育期)中,高于生物学下限温度的日平均气温的总和。 7. 有效温度:活动温度与生物学下限温度之差。 8. 有效积温:生物在某一生育期(或全生育期)中,有效温度的总和。 9. 逆温:气温随高度升高而升高的现象。 10. 辐射逆温:晴朗小风的夜间,地面因强烈有效辐射而很快冷却,从而形成气温随高度升高而升高的逆温。 11. 活动面(作用面):凡是辐射能、热能和水分交换最活跃,从而能调节邻近气层和土层温度或湿度状况的物质面。 12. 容积热容量:单位容积的物质,升温1℃,所需要的热量。 13. 农耕期:通常把日平均温度稳定在0℃以上所持续的时期,称为农耕期。 14. 逆温层:气温随高度升高而升高的现象,称为逆温现象。发生逆温现象的气层,称为逆温层。 15. 三基点温度:是指生物维持生长发育的生物学下限温度、上限温度和最适温度。 二、填空题: 1. 空气温度日变化规律是:最高温度出现在 (1) 时,最低温度出现 (2) 时。 年变化是最热月在 (3) ,最冷月在 (4) 月。 2. 土温日较差,随深度增加而 (5) ,极值(即最高,最低值)出现的时间,随着深度的增加而 (6) 。 3. 水的热容量(C)比空气的热容量 (7) 。水的导热率(λ)比空气 (8) 。粘土的热容量比 沙土的要 (9) ,粘土的导热率比沙土 (10) 。 4. 干松土壤与紧湿土壤相比: C干松土

相关主题
相关文档 最新文档