第一单元(1-4章) 课堂练习1(大气学)
1、已知空气温度为26.4℃，露点为9.3℃，求实际水汽压（e ），饱和水汽压（E ），相对湿度（f ）。如果露点不变，空气温度变高了，则答案将怎样变化？如果气温不变，露点变高了，则答案又将怎样变化？
解：将露点温度τ=9.3℃代入马格努斯公式，即求得水汽压e
7.459.3
2359.3
6.1110
11.7()e ?+=?=百帕
将空气温度代入马格努斯公式，即得饱和水汽压E
7.4526.423526.4
6.1110
34.4E ?+=?=（百帕）
相对湿度 100%34%e
f E
=?=
如果τ不变，空气温度变高了，则饱和水汽压E 要变大，相对湿度f 要变小。反之，如果气温不变，露点τ变高了，则与露点相对应的水汽压就要增高，所以相对湿度f 要变大。
2、在热带沙漠常常温度高达45℃或更高，而相对湿度却低达2%，而在极地，温度降低到零下40℃或更低，相对湿度近100%，试问哪个地区绝对湿度大，大多少倍？
解：分别求出温度45℃与-40℃时的饱和水汽压E 与她们的实际水汽压e
7.454523545
7.4523540
6.111096.246.1110
0.1896.240.02 1.925()0.1810.18()
E E ?+?-=?==?==?==?=热（-40）
极热极（百帕）（百帕）
e 百帕e 百帕
则
33 1.93
217217 1.31(/)
273450.182172170.17(/)
27340
e a T e a T ===+===-热极克米克米
热带沙漠地区约大7.7倍。
3、已知气温为23.7℃，绝对湿度为14.13/克米，求e 、E 、f 、τ、饱和差。 解：水汽压e
7.4523.723523.7
(27323.7)14.1
19.3()
2172176.111029.3()100%66%
T a e E e
f E
?++?====?==?=百帕百帕
由e 值从马格奴斯公式可求得τ值
7.452356.1110
e ττ
?+=?
16.9τ=（℃）
饱和差=E-e=29.3-19.3=10.0(百帕)
4、气温15.0℃，大气压力1015.0百帕，混合比0.01/克克，求（a ）饱和水汽压，（b ）水汽压，（c ）饱和差。（d ）相对湿度，（e ）绝对湿度，（f ）比湿。 解：（a ）7.4515
23515
6.1110
17.04()E
?+=?=百帕
因为 0.622e
r p e =-
所以 （b ）0.011015.0
16.1()0.6220.010.622r p e r ?===++百帕
（c ）饱和差17.0416.10.94()d
E e =-=-=百帕
（d ）相对湿度16.1100%100%95%17.04
e f E =
?=?= （e ）绝对湿度
316.121712.13(/)23715
a ==+克米 （f ）比湿?-3
e 16.1q=0.622=0.622=9.710（克/克）p 1015.0
5、计算垂直密度梯度，在该高度上密度为1.0千克/米3
，温度为23.1℃，气温直减率为0.65℃/100米。如果空气密度不随高度变化，那么?T
z
?=? 解：p RT
ρ=
对z 取导数
2111()[][*]p P p T g R T z z RT R T z T z R T T z
ρρρ?????==-=--????? 将已知值代入上式，得
431[*]10(//)g R T z R T T z
ρρρ-??=--=??千克米米 根据题意0z ρ?=? 0g R T
T T z
ρρ?∴+=? 则 , 3.41T g T g
z R z R
??=--==??℃/100米 6、一容器内装有氧气100克，气压为10个大气压，温度为47℃，因容器漏气，经过一段时间后，压强降到原来的5/8，温度降到27℃，问：（1）容器的体积有多大？（2）漏了多少气？ 解：（1）根据通用的理想气体状态方程：
**
M pV R T
u MR T V pu
==
设式中u 为氧气的分子量，将已知的物理量数值代入上式得 3333
2
100108.3110(27347)8.210()3210101310
V --????+==????米 （2）仍根据通用的理想气体状态方程：
*
*
M pV R T
u pVu M R T
== 此时的压强降到原来的5/8，温度降到27℃，容积为38.210?厘米3
，用这些已知量代入上式得
233
5
101310108.21032
80.06664()66.648.3110(27327)
M -??????===??+千克（克） 漏掉的气为：100-66.64=33.36（克）。 课堂练习2
7、设地面气压为1013百帕，温度为0.0℃，试求在均质大气中3997米和7995米高度上的气压。 解：
000
h
p p gdz p gh ρρ=-=-?
3997
2
1.299.83997
1013506.5()10
p ??=-=百帕 7995
2
1.299.87995
10130()10
p ??=-=百帕 8、超音速运输飞机在1000米上空飞行，测得t=15℃,p=890百帕，已知飞机以下气层的气温直减率为6.5℃/1000米，求海平面气压。 解： 先求出海平面的温度0t
015(6.5/1000)100021.5t =+?=（℃）
1000米以下气层的平均温度为
(21.515)218.25t -
=+÷=℃。
利用压高公式可求出海平面气压
1
18400(1)lg p z a t p -
?=+
01100018400(118.25)lg
273890p =+?
018.25
lg 1000/18400(1)890273p =+
1000.67p ∴=(百帕)
9、设有甲、乙两气柱，甲气柱的温度比乙气柱高，若地面气压都一样。试问分别在甲、乙两气柱Z 高度上A 、B 两点，哪一点气压高？为什么？
解：甲、乙两气柱可分别看成是两等温气柱。 设20t =甲℃，设5t =乙
℃
根据等温大气的压高公式：
0d gz
R T
p p e
-
=
式中273T t =+。已知T T 乙甲，两气柱高度相等，
∴
d d gz gz R T
R T --
乙甲
∴
A B P P
10、某日南京信息工程大学大气物理学系学生数人假日去郊区钟山作登山运动，他们登山时测得山脚，山顶的气压和温度分别为1000百帕，10℃和955百帕，5℃。接着他们估算出山的高度，问山有多高?
[解] 根据压高公式
2118400Z Z Z ?=-=-
1
2p （1+at ）lg
p
式中t -
为Pl 、P2二层之间的平均温度，其值为
1
(105)7.52
t -
=+=℃
用已知值代入上式得
18400378.05Z ?==11000
（1+7.5）lg 273955
（米）
第二单元(6章) 课堂练习2(热力学)
1、若有一未饱和湿空气流经一座高3000米的高山，已知
020t =℃，015τ=℃，P=1000百帕，试问：
（1） 凝结高度等于多少？
（2） 在山顶处的温度等于多少？ （3） 在背风山麓处温度等于多少？ （注：取
m γ=0.5℃/100米，凝结出的水全部下降掉）
解：（1）已知20t =℃，015τ=℃，可直接代入凝结高度公式： 0123()123(2015)615c Z t τ=-=-=米 也可从ln T p -图上直接求（略）。
（2）设山顶处的温度为3000t ，凝结高度处的温度为C
Z t 。气流在
凝结高度以下它是根据干绝热直减率上升的， 所以0
0020161513.85Z
d t t Z γ=-=-?=℃；
在凝结高度以上气流是根据湿绝热直减率上升，所以山顶处的温度为 0(3000615)2Z
Z m t t γ=--=℃
（4） 因设凝结出的水全部下降掉，故在背风坡气流是沿干绝
热下沉的
∴
山脚处的温度为
'0300032Z d t t γ=+?=℃
2.温度为20℃，比湿为10克/千克的空气，在爬越一座山时，从1000百帕高度抬升到700百帕高度。试问该空气的初始露点为多少？若在上升期间水汽凝结物的80%通过降水下落，求空气在山的另一侧下沉到900百帕处的温度。
解： 先把空气微团的状态（1000百帕，20℃）点在ln T p -图解上，
然后沿1000百帕等压线降温到与10克/千克的等饱和比湿线相交，所对应的温度即为初始露点温度约为14℃。
现从（1000百帕，20℃）点出发沿干绝热线上升，直到与10克/千克的等饱和比湿线相交，然后再沿通过该交点的湿绝热线上升到700百帕，这时的比湿为6克/千克，因此凝结出的液态水为10-6=4克/千克。按题意，降掉3.2克/千克，空气微团中尚剩液态水0.8克/千克。现在再将空气微团从700百帕高度沿湿绝热线下降，直到与6.8克/千克的等饱和比湿线相交（此时0.8克/千克的液态水已全部蒸发完），再沿干绝热线下降至900百帕，此时微团温度约为19.8℃。
3.一股气流越山，山前气象站测得气流的P=1000百帕，t=20℃，τ
=15℃，这股气流翻越山顶（山顶P=600百帕）下降到山后气象站（P=1000百帕），问：（1）如果气流越过山顶前，所凝结的液态水全部脱离气流，那么，山后气象站应预报这股气流来时的
t=？，τ
=？（2）如果1/2液态水降落，那么，山后气象站预报
t=？，τ
=？（3）如果液态水一直不脱离气流，那么。t，
τ
又分别等于多少呢？
解：（1）空气先从初态（P=1000百帕，t=20℃，τ=15℃）出发，沿干绝热线上升到凝结高度，再沿湿绝热线上升到山顶（P=600百帕处），然后又沿干绝热线下降到1000百帕，此时t=35.5℃。从（1000百帕、35.5℃）点出发，沿等压线向左移，直到与4
q=克
/千克相交处，所对应的温度即为τ=1℃。
（2 ）空气从初态出发，沿干绝热线上升到凝结高度，再沿湿绝热线上升到山顶，然后又沿干绝热线下降到1000百帕，所对应的温度t=29℃。从（1000百帕、29℃）点出发，沿等压线向左移，直到与q =7克/千克线相交，所对应的温度即为τ=8.5℃。 （3）空气从初态出发，沿干绝热线上升到凝结高度，再沿湿绝热线上升到山顶，然后又沿湿绝热线下降直到液态水全部蒸发完的高度，再沿干绝热线下降到1000百帕，求得t=20℃。从（1000百帕、20℃）点出发，沿等压线向左移动直到与10q =克/千克线相交，所对应的温度即为τ=15℃。
第三单元(5章) 课堂练习(辐射学)
1.一立方体的黑体，每边长10厘米，如果把它加热到727度，求此黑体放射的辐射能有多少瓦？ 解：立方体的表面积为：
220.16610S -=?=?(米
2
)
每单位表面积放射的辐射为
()4
4845.67010273727 5.6710b F T σ-==??+=?（瓦/米
2
）
黑体放射的总的辐射能为 4235.6710610 3.40210b F S -?=???=?（瓦）
2、一个物体的辐射通量密度为1396.5瓦/米2
，吸收率为0.8，试求其温度等于多少度？ 解：根据基尔霍夫定律：T
Tb T
F F k =
式中F T 为物体的辐射通量密度，F Tb 为黑体的辐射通量密度，k T 为吸收率 4T
T F k T σ∴=?
因此，44
3
1396.5
418.80.8 5.6710
T T F T k σ-===???（开）=145.8（度） 3、测得太阳辐射最大的能量所对应的波长为0.475微米，试问太阳表面温度等于多少？
解：根据维恩位移定律：2884m T λ?=（微米?度） 因此，28842884
6071.60.475
m
T λ==
=（开） 4、若不计地球大气的影响，地球一年能接收到多少太阳辐射能（焦耳/年）？
解：因为地球绕太阳公转，总是一半表面向着太阳，一半表面背着太阳，因此，半个球面接收到的太阳辐射能等于通过地球球心的太阳截面所接收到的辐射能。故地球一年接收到的太阳辐射能总量∑为
2
0365246060E R S π∑=?????
()8246370101370246060365 5.510π=???????=?
5.一个具有黑体特性的人造地球卫星，其质量为100千克，半径为1米，比热为103
焦耳/千克.开，试问卫星刚刚移出地球阴影时
的增温率（度/秒）？
解：按题意，可列出下式：20/r S m c T t π??=????
式中r 为卫星半径，S 0为太阳常数，m 为卫星质量，c 为比热，
/T t ??为增温率。
将数值代入
2203
3.1411370
0.04310010r S T t m c π?????===???（度/秒）
6.日地距离一年中相对变化最大可达3.3%，试证一年中地球辐射（平衡）温度相对变化可达1.65%。
证：按题意可列出方程2242
002(1)4E
E E r R S a T R r
πσπ??-=??
式中T E 为地球辐射（平衡）温度，R E 为地球半径，r 为日地距离，r 0为日地平均距离，a 为地球反射率。
对上式微分，有22332
00(1)(2)44E E E E a R r S r dr T dT R πσπ--???-=???
将上式整理一下，得22
42
002(1)(2)44E
E
E E E
r dT dr R S a T R r r T πσπ--=
简化得12E E
dT dr r
T -=
λ
3.3%, 1.65%E E
dT dr
r T =∴= 7.若太阳常数增加5%，那么，太阳表面的有效温度将增加多少呢？（太阳可视为黑体）
解：太阳表面放射的总的辐射通量? ， 2004r S ?π=?
式中r 0为日地平均距离，S 0为太阳常数。太阳表面的辐射通量密度F 为
22000022
2
444r S r S F R R R π?
ππ??===
式中R 为太阳半径
根据史蒂芬-波尔兹曼定律，有24
00
2
r S T R
σ??= 因此，太阳表面的有效温度T
为24
0021
r S T R σ
?=?
对上式微分，有2002311
4r dT dS R T σ=??20002304r S dS R T S σ?=?
???
或2000
230
4r S S T R T S σ???=?
???
已知8110
00
0.05,710, 1.49510S R r S ?==?=?米米 T=5770(开)
代入上式，得725T ?=（开）
8.证明黑体辐射通量密度分布曲线的极大值max Tb F λ与其绝对温度T 的五次方成正比 证：
m T b λ?= （维恩位移定律）
将m λ代入普朗克公式
2
5
21
1
Tb hc k T
hC F e
λλπλ=?-
中，有 25max
5
5
211Tb hc
k T hC F KT b e T
λλπ=?=- 式中2
5211
hc k T
hC K b
e
λπ=?
-
作业题(辐射学)
1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2
，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。
①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2
） 任意距离处太阳的总辐射通量不变：
()()
2200200
2
211
2
2
8
72
441.4961013676.96106.31610s s s s s
r F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===??=
?≈?
②
()22
8722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s s
r F m Wm W
π-Φ==?????=?
③
()2
62
2
2610
3.1415926 6.371013673.844510
4.5310e s
m Wm r S W
π--???=
Φ?=?
答案：①6.3?107
W/m 2
；②3.7?1026
W ；③4.5?10-10
, 约占20亿分之一。
2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47?108
km ）为S 1，在远日点时（d 2=1.52?108
km ）为S2，求其相对变化值1
21S S S -是多大。 答案：6.5%
同1（1）：
221122122
11
2
1222
2
4414141.471 1.5210.93530.0647
d S d S S S S
S S d d ππππ=-=-=-
=-
≈-=
3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。如果能把云底表面视为7℃的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。174W/m 2
云体：余弦辐射体+立体角 根据：
202/4
cos cos sin 2
T F L d L d d L
π
π
πθθθθ?π=Ω
==
???
又由绝对黑体有4T F T L σπ==
所以此云在该地表面上的辐照度为
()4
4
82
2
1 5.66961072732
174T E Wm σ--=
=???+= 4.设有一气层，可只考虑其吸收作用，有一平行辐射，波长为λ，射入气层前的辐射通量密度为10Wm -2
μm -1
，经气层中吸收物质的含量u = lg/cm 2
的吸收后，辐射通量密度为5W μm -1
。求该气层的吸收率及质量吸收系数（k λ）。 答案：0.7 cm 2
/g
()()
2
2
05/50%10/a W m m E A E W m m μμ?===? 0,0,',,0',,0
,0,,02
21
e e
1'ln 1
ln 0.510.693k u
l k u
l l E E E E E k u E gcm
cm g λλλλλλλλ
λ-?-?--==
??=-
? ???
=-
= 或
0,'
0,2
21
11e 0.5
1
'ln 0.5
1
ln 0.510.693k u
A k u
gcm cm g λλτ-?--=-=-==-=-= 5.波长λ = 0.6μm 的平行光束，垂直入射10m 厚的人工云层，射入前及透过云层后的辐照度分别为：F 0=100(mW cm -2
)及
F =28.642(mW cm -2)。设云中水滴数密度N （个/cm 3
）及云滴半径r =
10μm 各处均一。只考虑Mie 的一次散射。求 ① 云层的体积散射系数k λ=?；② 云中水滴数密度N ；③ 若光束与云层法线成60°角入射，则射出云层后的辐照度E =？。
答案：①1.25?10-3
cm -1
；②200个/ cm 3
；③8.2(mW cm -2
) 1）
0,0
,,0,0,0,0,0,,01
e ln 1
ln 10128.642ln 101000.125l
k dl
l l
l l E E E k dl E E k m E m m λλλλλλλλλ-
-?=??
=- ? ?
??
??=- ? ???
??=- ???
=? 2）
()2
3
2
262210104.67
0.620.125198.9221010sc
sc sc sc sc r
m
m
Q r
k N k N cm r m ππμαλ
μσπσππ--?=
=
=∴=≈==
==?
3）
()
0,0
sec ,,00.1251022e 1008.21z
k dz
l E E e mWcm λθλλ-
-??-?===
6.对于λ = 0.32μm 的太阳辐射，若只考虑大气的气体分子散射与O 3的吸收，当地面气压为1个大气压，O 3总含量uO = 2mm ，，太阳天顶角θ = 40°时，求整层大气对此波长的透射率。 答案：0.254
()()()()
()(),, 4.05,,0.008813 4.05
exp 802100.00880.32 1.3037exp 0.160.8884 1.30370.254
O R O O O O k u m m
e
e
m m λλλδθδθλλτθ-??-+??-+---==??=-??+????
=-+?????=
7、地面气压为760mm 时，测量在1.5—1.6μm 波段内的太阳直接辐射S ?λ，得到以下数据：
天顶角θ 40°
50°
60°
70°
S ?λ
(Wm -2
)
13.95 12.55 10.46 7.67
求大气的透明系数P ?λ，光学厚度τ?λ及大气上界处S ?λ,0=？ 答案：0.68465，0.373，22.31 Wm -2
即为长法求大气顶太阳辐射通量密度。
(),,0ln ln 0m S S m λλλδ=- (5.4.39)
y A Bx =+ (5.4.40)
假定不同太阳天顶角时大气性质不变，则透过率为常数。当测得几组观测值后，可用线性回归求出斜率和截距： θ： 40 50 60 70
m=secθ： 1.3037 1.5525 1.9927 2.8999 S λ： 13.95 12.55 10.46 7.67
lnS λ： 2.63 2.52 2.34 2.03
A=3.10932 S λ0= 22.4058 (Wm -2
) B=-0.3726 (光学厚度τ?λ)
透明系数：透过率：exp(B)=0.68894
8、由飞机探测得到各高度的水平面上向上、下的辐射通量密度如下表（P 为各高度气压值）：
P (hPa)
1010 786 701 )m (W 2-↓?F
672.9 725.2 751.7 )m (W 2-↑?F
56.9
82.3
94.1
求各高度间气层的辐射变温率（℃/24h ）。 各高度E*为：
P (hPa)
1010 786 701 E*（Wm -2
）
616 642.9 657.6 )m (W 2-↑?F
56.9
82.3
94.1
1010-786hPa:
()24*
243600
9.8642.9616
24360010047861010100
1.013/24h
p T
g E t
c p
C h
??=-
????-=-
??-?=
786-701hPa
()24*
243600
9.8657.6642.9
2436001004701786100
1.458/24h
p T g E t
c p
C h
??=-
????-=-
??-?=
9、设有一温度T =300K 的等温气层，对于波长λ=14μm 的定向平行辐射当只有吸收削弱时，垂直入射气层的透射率T r =0.6587。试求：①气层对该辐射的吸收率，②若气层的光学质量u =0.4175(g/cm 2
)求质量吸收系数k λ；③气层的漫射辐射透射率T f λ，④气层本身的辐射出射度。
答案：①0.3413，②1cm 2
/g ，③0.5，④229.6 Wcm -2
3413.06587.011=-=-=λλτA
② 由透射率公式
)
ex p(u k a ?-=λλτ，求得
g cm u k a /14175
.06587
.0ln ln 2=-=-
=λλτ ③气层的漫射辐射透射率T f λ=
5.06587.06
6.166
.1==）（λτ ④气层本身的辐射出射度
)/(6.229300106696.55.0)12484,m W T F f =???=-=-στλ（
10、如在夜间地面上空布满云层，设地面为黑体，T 0=300K ，气压为P 0=1000hPa ，云底为黑体，温度T b =280K ，气压为P b =800hpa ，中间大气为等温T =285K 的灰体，其长波漫射透射率T f =0.4。试求：（1）地面的有效辐射，（2）中间气层的温度是要增加还是降低，求出变温率?=??t
T
(℃/3h),（3）如果云底温度
T b 改为260K ，则气
层温度的变化将如何？
答案：①95.4 Wcm -2
，②0.19℃/3h ，③-0.094 1）
大气物理学题库答案
二、填空题 1.氮气、氧气、氩气（或N2、O2、Ar） 2.原始大气、次生大气、现代大气 3.基尔霍夫定律、普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩定律。
4. 核化（或填异质核化）、凝结、碰并、连锁； 5. 水云、冰云、混合云； 6. 色； 7. 爱根核，大核，巨核； 8. 增加空气中的水汽、降温。 9. CO2、O3； 10. 瑞利散射， 米散射， 几何光学散射； 11. 宇宙射线 地壳αβγ射线作用 大气中放射性元素 12. 低气压、高气压、低压槽、高压脊、鞍型气压场 13. Kirchhoff （或基尔霍夫） 14. 紫外光、红外光 15. 辐射平衡、热量平衡， 潜热 、感热，太阳辐射，大气 。 16. 高压、低压 17. 冷却、增湿、冷却、增湿 18. 日地平均距离大气上界 19. 比湿 、 混合比 、 水汽密度 、 露点 、 相对湿度 。 20. 状态（变化）、 层结 。 21. 对流层 、平流层 、 中层、热层 、外层。 22. 绝热上升膨胀冷却 、辐射冷却、平流冷却 、 混合冷却 。（降温过程很多，写出其中四种即可） 23. 0>??z θ 、 0
大气探测从原理上区分有哪几种方法？ 大气探测从原理上一般分为直接测量和遥感测量 直接测量：探测器（感应）直接放入大气介质中，测量大气要素。直接测量包括现场测量和遥测两种方式。遥感探测：通过大气中传播的要素信息反演出大气要素的时空分布。遥感测量课一份为主动遥感和被动遥感 大气探测的”三性”要求是哪些?如何保证大气探测资料的代表性和可比性？ 三性：准确性、代表性、比较性。准确性反映测量值与真实状况的差别，我们希望准确性要适当的高（即误差要小到慢速使用目的的要求）。代表性是指所测得的某一要素值，在所规定的精度范围内，不仅能够反映观测站该要素的局地情况，而且能够代表观测站周围一定范围内该要素的平均情况。代表性分为空间代表性和时间代表性，指观测资料所能代表的空间范围是时间间隔。我们对观测资料的代表性要求，与分析和应用的各种现象的时间和空间尺度两者均有关 代表性分为空间代表性和时间代表性。要保证大气探测资料的空间代表性，原则上要确定台站地形具有典型性。站址的选择、观测站的建立要防止局地地形地物造成大气要素不规则变化。一般说来，平原地区的台站资料代表性较好，山区、城市台站资料代表性较差。要保证时间代表性，则要保证大气要素观测的同时性 要保证大气探测资料的可比性，则要求观测时间、观测方法、仪器类型、观测规范、站台地理纬度、地形地貌条件等的一致性 淡积云、浓积云、秃积雨云、鬃积雨云，它们之间的区别界限是什么？ 由淡积云-浓积云-秃积雨云-鬃积雨云的对流增强时依次发展形成的为低空积状云的四个阶段。当对流减弱，云内下沉气流占主导作用时，云体将逐渐瓦解消散，演变成其它的云。（1）淡积云；云的个体不大，轮廓清晰，底部较平，顶部呈圆弧形凸起，垂直发展不旺盛，云底较扁平，薄的云块呈白色，厚的云块中部有淡影。分散在空中，晴天常见。浓积云：云的个体高大，轮廓清晰，底部较平、阴暗，垂直发展旺盛，垂直高度一般大于水平宽度，顶部呈圆弧形重叠凸起，很象花椰菜。秃积雨云：这种云是浓积云向鬃积雨云发展的过渡阶段。云顶已开始冻结，云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊，丝絮状结构还不太明显，云体其余部分仍具有浓积云特征。这是积雨云的初始阶段，存在时间较短促。鬃积雨云：这种云是积雨云发展的成熟阶段。由秃积雨云发展而成。云顶白色，丝絮状结构明显，常呈马鬃状和铁砧状，底部阴暗，气流混乱 云的观测的主要内容是什么？ 主要内容是判定云状、估计运量、测定云高、选定云码 简述云形成的基本过程 云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到过饱和而发生凝结或凝华的过程 水汽要凝结成水滴或凝华成冰晶而形成云，必须具备两个基本条件：一是要有水汽凝结核，二是要有水汽过饱和，二者缺一不可。大气中一般不缺乏凝结核，因此，形成云的最关键问题，还在于应有水汽的过饱和 气象能见距离为10千米，问在10千米处有一以天空为背景视角大于30′的白色建筑物是否能见？为什么？ 不能。能见度是指视力正常（对比视感阈为0.05）的人，在当时天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认出目标物（黑色，大小适度）的最大水平距离；所以在10千米处有一以天空未背景视角大于30°的白色建筑物不能看见 浮尘与霾、霾与轻雾的区别 形成浮尘的沙尘是由远处传播而来，而霾不是。一般浮尘的能见度更小，并且垂直能见度也不大。霾常出现在干燥时期，浮尘不一定。霾和轻雾的组成不同，霾是大量沙尘漂浮在空气
大气物理学在线考试复习资料 一、单选题（） 1.冬季沿海地区经常形成的逆温是（ D ） A辐射逆温 B下沉逆温 C地形逆温 D平流逆温 4.台风属于（ B ）系统。 A大尺度 B中尺度 C小尺度 D微尺度 5.夏季的台风属于（ B ） A暖高压B暖低压C冷高压D冷低压 7.白贝罗的风压定律是关于在北半球，背风而立，高压在（ D ）A上 B下 C左 D右 8.根据测量结果，碘化银成冰阈温大致为，浸润冻结为（ B ）A-20～-19℃ B-9～-8℃ C-16～-13℃ D-5～-3℃ 1.大雨滴对可见光的散射属于（C ） A 瑞利散射 B 米散射 C 几何光学散射 D 大粒子散射 2.云滴对可见光的散射属于（ B） A瑞利散射 B 米散射 C 几何光学散射 D 大粒子散射
3.夏季对我国东部沿海地区影响很大的副热带高压属于（ A）A暖高压 B冷高压 C暖低压 D冷低压 4.无机冰核以（D ）代表。 A二氧化碳 B 氮气 C 丙烷 D 碘化银 5.在晴朗无云的夜间，容易形成的逆温是（A ） A 辐射逆温 B 下沉逆温 C 地形逆温 D 平流逆温 6.气体分子对可见光的散射属于（A ） A 瑞利散射 B米散射 C几何光学散射 D 大粒子散射 7.温带气旋属于（C ）系统。 A 大尺度
B 中尺度 C 小尺度 D 微尺度 8.单位时间内通过某一平面的辐射能称为（ D） A 辐亮度 B 辐射率 C 辐射通量密度 D 辐射通量 9.地转平衡条件下的水平风称为（A ） A 地转风 B 热成风 C 梯度风 D 旋衡风 10.雨滴的形成增长主要是（ C） A湍流碰并 B 布朗碰并 C 重力碰并 D 气压梯度力碰并 10.根据测量结果，碘化银成冰阈温大致为，接触冻结为（B）（4分）A -20～-19℃B -9～-8℃C
习题 1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐 射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。 ①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2 ） 任意距离处太阳的总辐射通量不变： ()() 2200200 2 211 2 2 8 72 441.496101367 6.96106.31610s s s s s r F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===??= ?≈? ② ()22 8722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s s r F m Wm W π-Φ==?????=? ③ ()2 6 2 2 2610 3.1415926 6.371013673.844510 4.5310e s m Wm r S W π--???= Φ?=? 答案：①6.3107 W/m 2 ；②3.7 1026 W ；③4.510 10 , 约占20亿分之一。 2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47108km ）为S 1，在远日点 时（d 2=1.52108 km ）为S2，求其相对变化值 1 2 1S S S -是多大。 答案：6.5% 同1（1）：
221122122 11 2 1222 2 4414141.471 1.5210.93530.0647 d S d S S S S S S d d ππππ=-=-=- =- ≈-= 3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。如果能把云底表面视为7℃ 的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。174W/m 2 云体：余弦弦辐射体+立体角 根据： 202/4 cos cos sin 2 T F L d L d d L π π πθθθθ?π=Ω == ??? 又由绝对黑体有4T F T L σπ== 所以此云在该地表面上的辐照度为 ()4 482 2 1 5.66961072732 174T E Wm σ--= =???+= 4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离 d 0=1.50×108 km 时，求大气上界处波长=10m 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。 答案：0.286 Wm 2 m 1 ，31.2 Wm
大气探测学复习思考题（2011版）一、写出下列云状的国际简写或由国际简写写出云状学名 浓积云Cu cong 碎积云Fc 淡积云Cu hum 秃积雨云Cb calv 鬃积雨云Cb cap 荚状层积云Sc lent 堡状层积云Sc cast 透光层积云Sc tra 积云性层积云Sc cug 蔽光层积云Sc op 层云St 碎层云Fs 雨层云Ns 碎雨云Fn
透光高层云As tra 蔽光高层云As op 透光高积云Ac tra 蔽光高积云Ac op 堡状高积云Ac cast 荚状高积云Ac lent 积云性高积云Ac cug 絮状高积云Ac flo 毛卷云Ci fil 密卷云Ci dens 伪卷云Ci not 钩卷云Ci unc 匀卷层云Cs nebu 毛卷层云Cs fil 卷积云Cc 二、解释名词 大气科学、大气探测、气象资料的代表性、气象资料的准确性、气象资料的比
较性、云、、云量、天气现象、气象能见度、气象光学距离、气温、摄氏温标、华氏温标、热电现象、热滞系数、百叶箱、湿度、露点温度、盖﹒吕萨克尺度、气压、本站气压订正、海平面气压订正、风、阵风、降水量、蒸发量、积雪、太阳常数、直接辐射、雾、环日辐射、散射辐射、全辐射、净辐射、日照时数、高空测风、单经纬仪定点测风、双经纬仪基线测风、一次雷达、二次雷达、测风雷达的测角原理、等信号强度法、自动气象站、遥感、主动式大气遥感探测、被动式大气遥感探测、激光雷达、声雷达、可见光探测、红外辐射探测、微波探测、大气边界层探测、气象塔、对比视感阈 三、简述或论述下列各题 1．为什么要提出气象观测资料的“三性”？ 2．什么是观测资料的测站代表性和区域代表性？ 3．怎样来衡量观测资料的代表性和准确性？它们之间有何关系？怎样保证比较性？ 4.淡积云、浓积云、秃积雨云、鬃积雨云，它们之间的区别界限是什么？ 5.碎积云、碎层云、碎雨云，它们之间在外形及成因上有何不同？ 6.卷层云和高层云、高层云和雨层云、雨层云和层云，各有何异同之处？ 7.卷积云和高积云、高积云和层积云，各有何异同之处？
南京信息工程大学试卷 2012－2013学年第1 学期大气物理学课程试卷(A卷) 试卷共2页；考试时间120分钟；任课教师刁一伟；出卷时间2013年1月 系专业年级班 学号姓名得分 注意：1. 请勿将试卷拆开；2. 所有答案以写在答题册上为准； 3. 本页与所有答题页均请填写学号、姓名。 一、选择题（每小题2分，共36分） 1. 如果大气处于静力稳定状态下，那么： （A）大气的位温随高度增加而增大（B）大气的垂直减温率大于干绝热减温率（C）大气的水汽压随高度增加而增大（D）大气的密度随高度增加而增大 2. 饱和气块在绝热上升过程中，叙述正确的是： （A）位温保守（B）水汽压保守（C）假相当位温保守（D）温度保守 3. 造成某地气温下降的原因，下列哪一项是错误的？ （A）下降运动（B）冷锋过境（C）水汽蒸发（D）地面长波辐射 4. 下面哪一个不是露形成的有利条件？ （A）晴朗的夜晚（B）微风（C）垂直运动大（D）水汽足够 5. 通常长波辐射与短波辐射的分界线为。 （A）0.1μm （B）1μm （C）4μm （D）10μm （E）40μm 6. 某地的气温垂直减温率为3℃/km，则表示大气： （A）很稳定（B）很不稳定（C）有利于积云发展（D）气温较高 7. 当夜间空气冷却至露点温度时，形成辐射雾。如果空气持续冷却，随后露点温度会有什么变化？ （A）上升，因为空气变干燥（B）上升，因为空气变潮湿 （C）下降，因为空气变干燥（D）下降，因为空气变潮湿 8. 月晕出现时，下列叙述正确是： （A）天空有卷层云（B）头顶上的云层有雨滴掉下来
（C）云是由小水滴组成的（D）头顶上的天空有低云 9. 干绝热减温率和湿绝热减温率的主要差异为： （A）饱和空气总是不稳定（B）未饱和气块膨胀比饱和气块快 （C）湿空气的重量比干空气轻（D）饱和空气上升时会有潜热释放 10. 使未饱和气块达到饱和的方法为： （A）气块做上升运动（B）气块做下降运动 （C）气块做旋转运动（D）气块向外辐散 11. 太阳辐射通过大气层到达地面，下列何者对太阳辐射的吸收量最大？ （A）平流层大气（B）对流层大气（C）云层（D）地面 12. 下列哪一项出现时，通常表示空气的相对湿度大？ （A）干球温度与湿球温度的差很大（B）干球温度与湿球温度的差很小（C）空气中的混合比大（D）空气中的水汽压大 13. 日出前的黎明，日落后的黄昏以及阴天时，天空仍是明亮的，这是由于：（A）吸收作用（B）大气逆辐射（C）反射作用（D）散射作用 14. 下列气体中不属于温室气体的是： （A）二氧化碳（B）甲烷（C）氮气（D）一氧化二氮 15. 焚风是过程的典型例子： （A）干绝热（B）湿绝热（C）假绝热（D）非绝热 16. 当状态曲线位于层结曲线的右端，此时大气属于（）。 （A）绝对稳定型大气（B）真潜在不稳定型大气 （C）假潜在不稳定型大（D）绝对不稳定型大气 17. 对地面起保温作用的辐射形式是： （A）太阳短波辐射（B）地面长波辐射（C）大气辐射（D）大气逆辐射18. 地球大气平流层(Stratosphere)里，含量最大的气体成分是（）。 （A）臭氧(O3) （B）氧气(O2) （C）氮气(N2) （D）二氧化碳(CO2)
《大气探测学》习题参考答案 第1章绪论 1．大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？ 大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行个别或系统的连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。研究范围是近地层大气、高空大气以及一些特殊区域的大气（如大气边界层，城市热岛环流，峡谷风场，海陆风场等）。大气探测的特点：随着科学技术的发展，大气探测的要素量和空间范围越来越大。分为近地面层大气探测、高空大气层探测和专业性大气探测。近几十年来，作为主动遥感的各种气象雷达探测和作为被动遥感的气象卫星探测，以及地面微波辐射探测等获得较多信息的大气探测方法，正在逐步进入常规大气探测领域。这些现代大气探测技术应用于大气科学的研究领域，极大的丰富了大气探测的内容。 2．大气探测的发展主要有那几个时期？ ①创始时期。这是在16世纪末发明第一批大气探测仪器以前的漫长时期，这期间发明了相风鸟、雨量器和风压板等，不能对大气现象进行连续记录。 ②地面气象观测开始发展时期。16世纪末，随着气象仪器的发明，开始了气象要素定量测量阶段。 ③高空大气探测的开始发展时期。这时期陆续有人采用系留气球、飞机及火箭携带仪器升空，进行高空大气探测。 ④高空大气探测迅速发展时期。这时期，前苏联、德国、法国、芬兰等国家都开始研制无线电探空仪，以及其他高空探测技术，为高空大气探测事业开辟了新的途径。 ⑤大气探测的遥感时期。1945年美国首次将雷达应用于气象观测，后来发射了气象火箭和探空火箭，把探测高度延伸到了500千米。 ⑥大气探测的卫星遥感时期。这个时期，大气探测不仅从根本上扩大了探测范围，也提高了对大气探测的连续性。 3．简述大气探测原理有那几种方法？ ①直接探测。将探测元件直接放入大气介质中，测量大气要素。应用元件的物理、化学性质受大气作用而产生反应作用的原理。 ②遥感探测。根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变化，分为主动遥感和被动遥感。 ③施放示踪物质。向大气施放具有光学或金属性质的示踪物质，利用光学方法或雷达观测其随气流传播和演变规律，由此计算大气的流动状况。 ④模拟实验。有风洞模拟和水槽模拟。风洞模拟大气层边界层风、温及区域流场状况。水槽模拟大气层环流、洋流、建筑物周围环境流场特征。可调控温度场，模拟大气边界层的温度层结。 4．大气探测仪器的性能包括那几个？ ①精确度。即测量值与实际值的接近程度。又包括仪器的精密度和准确度。精密度考察的是连续测量值彼此相互间的接近程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。探测仪器的精确度取决于感应元件的灵敏度和惯性。 ②灵敏度。即单位待测量的变化所引起的指示仪表输出的变化。 ③惯性（滞后性）。即仪器的动态响应速度。具有两重性，大小由观测任务所决定。 ④分辨率。即最小环境改变量在测量仪器上的显示单位。 ⑤量程。即仪器对要素测量的最大范围。取决于所测要素的变化范围。 5．如何保证大气探测资料的代表性和可比性？ 代表性分为空间代表性和时间代表性。要保证大气探测资料的空间代表性，原则上要确定台站地形具有典型性。站址的选择、观测站的建立要防止局地地形地物造成大气要素不规则变化。一般说来，平原地区的台站资料代表性较好，山区、城市台站资料代表性较差。要保证时间代表性，则要保证大气要素观测的同时性。 要保证大气探测资料的可比性，则要求观测时间、观测方法、仪器类型、观测规范、站台地理纬度、地形地貌条件等的一致性。 第2章云的观测
《大气探测学》知识点总结 说明： 1、不要求记住公式，试卷上会给出公式，但需明白公式中各项意义 2、考题题型有判断题、填空题、单选题、简答题与计算题 复习提纲： 一.绪论 大气探测的定义 大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程(以及化学成分)进行个别或系统的、连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。 大气探测的发展历史 始创时期（16世纪之前） 相风乌、雨量器、风压板等 地面气象观测发展阶段（ 16世纪末开始） 1593年，意大利人伽里略发明了气体温度表 1643年，托里拆利发明了水银气压表 1783年，瑞士德索修尔发明了毛发湿度表 高空气象探测发展阶段（ 18世纪末开始） 二十世纪初，无线电探空仪 四十年代中期，气象火箭 大气遥感发展阶段（ 20世纪40年代开始） 二十世纪四十年代初，天气雷达 1960年4月，气象卫星 我国气象探测的组织 基准气候站：一般300-400公里设一站 基本气象站：一般不大于150公里设一站 一般气象站：一般50公里左右设一站 高空气象站：一般300公里设一站，每天探测2次或3-4次。(8:00,20:00北京时) 大气探测原理 直接测量：感应元件置于待测介质之中，根据元件性质的变化，得到描述大气状况的气象参数。如：温度表 遥感探测：根据大气中声、光、电磁波等信号传播过程中性质的变化，反演出大气要素的时空变化。可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。如：雷达卫星 大气探测仪器的性能指标和误差 准确度：仪器的测量值（已做各种订正后）与真值的符合程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。反映的是系统误差和随机误差的合成大小，常用相对误差来表示，其值越小，准确度越高。 灵敏度：仪器的灵敏度就是它的示度在被测要素改变单位物理量时所移动的距离、旋转的角度或显示输出量的大小。 惯性（滞后性）：具有两重性，一般要求惯性的大小由观测任务所决定 自动平均能力：探空仪惯性小；湍流探测惯性很小；地面气象台站观测惯性适当大点 分辨率：仪器的分辨率——导致一个测量系统响应值变化的最小的环境改变量，它和量程及
主要知识点 ?理想气体状态方程 ?绝热过程与位温 ?饱和水汽压、冰面饱和水汽压 ?饱和绝热与假绝热 ?抬升凝结高度、自由对流高度、浮力能量、对流凝结高度 ?均质核化、异质核化 ?曲率效应、溶质效应 ?临界过饱和度/临界半径 ?Kohler曲线、霾的形成 ?云滴碰并增长、末速度 ?冰云核化、贝吉隆Bergeron过程 ?气溶胶、凝结核、云凝结核 ?气溶胶分类、源、汇、寿命、分布 ?气溶胶吸湿参数 ?气溶胶对云和降水的影响 ?气溶胶直接效应、间接效应 ?短波辐射、长波辐射、温室效应与温室气体 ?大气吸收谱与大气窗区 ?云对地球辐射的影响 ?Chapman机制、催化损耗循环、南极臭氧损耗机制、北极何时出现臭氧洞 ?边界层、地表能量平衡、地表水平衡 ?静力稳定度、动力不稳定 ?边界层日变化 ?海陆风、山谷风、城市热岛效应 ?Rayleigh散射、米散射 ?对流层顶定义、对流层顶分布特征 ?热带对流层顶层 第二讲 大气科学研究手段 ?探测设备研制——研制少、技术落后、水平低 ?野外观测——试验少、国外仪器、手段单调（促进国外改进设备） ?遥感反演（卫星、飞机、地基、移动）——国外观测、反演理论与方法少、验证工作多?资料同化（同化方案、资料库）——国外模式、理论研究多、无国产品 ?诊断分析——国外资料、国外卫星资料、国外模式资料、工作众多（促进国外完善资料）?数值模拟（模式研制、运行者）——国外模式、研制改进少、运行者众多（促进国外完善模式） 关于探测的一些注意事项 1.视事未必是事实 2.精确测量未必就是测量精确 大气物理学范畴 ?大气物理学寻求从物理原理来解释大气中发生的各种时间与空间尺度的现象。大气物理学可以广泛地认为包括所有大气现象。流体力学、热力学、电磁学 ?大气科学领域传统上把大气物理学与大尺度动力学（中尺度、天气尺度、行星尺度）
第一单元(1-4章) 课堂练习1(大气学) 1、已知空气温度为26.4℃，露点为9.3℃，际水汽压（e ），饱和水汽压（E ），相对湿度（f ）。如果露点不变，空气温度变高了，则答案将怎样变化？如果气温不变，露点变高了，则答案又将怎样变化？ 解：将露点温度τ=9.3℃代入马格努斯公式，即求得水汽压e 7.459.3 2359.36.111011.7()e ?+=?=百帕 将空气温度代入马格努斯公式，即得饱和水汽压E 7.4526.4 23526.46.111034.4E ?+=?=（百帕） 相对湿度 100%34%e f E =?= 如果τ不变，空气温度变高了，则饱和水汽压E 要变大，相对湿度f 要变小。反之，如果气温不变，露点τ变高了，则与露点相对应的水汽压就要增高，所以相对湿度f 要变大。 2、在热带沙漠常常温度高达45℃或更高，而相对湿度却低达2%，而在极地，温度降低到零下40℃或更低，相对湿度近100%，试问哪个地区绝对湿度大，大多少倍？ 解：分别求出温度45℃与-40℃时的饱和水汽压E 与她们的实际水汽压e
7.4545 235457.45235406.111096.246.11100.1896.240.02 1.925()0.1810.18() E E ?+?-=?==?==?==?=热（-40） 极热极（百帕） （百帕） e 百帕e 百帕 则 331.93217217 1.31(/) 273450.18 2172170.17(/)27340e a T e a T ===+= ==-热极克米克米 热带沙漠地区约大7.7倍。 3、已知气温为23.7℃，绝对湿度为14.13/克米，求e 、 E 、f 、τ、饱和差。 解：水汽压e 7.4523.7 23523.7(27323.7)14.1 19.3() 2172176.111029.3()100%66% T a e E e f E ?++?====?==?=百帕百帕 由e 值从马格奴斯公式可求得τ值 7.452356.1110e τ τ?+=?
大气物理学与大气环境 （学科代码：070602） 一、培养目标 本学科培养德、智、体全面发展的，具有坚实的大气物理、大气环境、天气和气候动力理论基础和系统的专业知识，了解大气科学发展前沿和动态，具备从事大 气物理和大气环境、天气和气候动力研究或大学教育的高层次人才。 二、研究方向 1．天气动力学、数值模式及模拟分析、2．气候动力学及气候变化和预测、3．热带天气学、海—气相互作用和季风、4．中小尺度天气学和暴雨研究、5． 云雾物理学及气溶胶、6．卫星遥感学及其应用、7．大气光学探测及应用、8．大气边界层物理学及下垫面过程、9．污染气象学、10．雷电物理学和雷电探 测、11．中层大气物理和化学 三、学制及学分 按照研究生院有关规定。 四、课程设置 英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。
学科基础课和专业课如下所列 基础课： AE15201★高等大气动力学★（4） AE15202★高等天气学★（4） AE15203★高等大气物理学★（4） AE15204★大气遥感方法★（4） EN05211 大气化学（2） 专业课： AE15210 大气统计方法（3） AE15211 空气污染气象学（3） AE15212 全球气候变化（2） AE15213 大气科学中的数值模拟方法（4）ME25202 计算流体力学（4） AE06101 大气科学进展（2） AE16201 气溶胶、云和降水卫星遥感（3）AE16202 中层大气研究（3） AE16203 大气电学研究（3） AE16204 大气下垫面过程与边界层气象学（2） 备注：带★号课程为博士生资格考试科目。 五、科研能力要求 按照研究生院有关规定。 六、学位论文要求 按照研究生院有关规定。
大气物理学 (32+19+33=84 题 ) 一、单项选择题： 1、陆地下垫面的热量差额主要是指__________。（C） A：下垫面与大气之间的热量交换B：下垫面上的蒸发与凝结 C：地面辐射差额D：土壤的性质 2、对流层与平流层交界处，有一个厚约 __________公里的过渡层，叫对流层顶。( A ) .10C 3、如果已知本站气压、海拔高度和气柱的__________，就可以用压高公式求算 海平面气压。 ( C ) A. 相对湿度 B.气压垂直递减率 C.平均温度 D.垂直高度 4、大气的稳定度决定于该气团的层结，层结不稳定是__________。 ( C ) A. γ =γ d B.γ <γ d C.γ>γd D、γ =γd=0 5、常在 T-lnP 图上见到，自由对流高度以上的正不稳定能量面积大于其下面的 负的不稳定能量面积 , 这种情况叫 __________。( A ) A. 真潜不稳定型 B.假不稳定型 C.绝对不稳定型 D.绝对稳定型 6、在叙述云块上升过程中的降温时，有时讲绝热降温，有时讲膨胀降温，这两 种说法 __________。( C ) A. 完全一样 B.完全不一样 C.基本一样 D.基本不一样 7、大气中的臭氧主要分布在：__________。( B ) A、对流层 B、平流层 C、中间层 D、热层 8、目前一般把PH值小于 __________的降水都称为酸雨。( B ) A、B、 C 、 D 、 9、测量空气湿度的最基本方法是__________。( B ) A、干湿表法 B、称重法 C、疑结法 D、吸收法 10、一定体积内空气中含有的水汽质量和干空气质量的比值定义为__________。( B ) A、绝对湿度 B、混合比 C 、比湿D、相对湿度
大气压强练习题 一、填空题 1．著名的 _________ 实验证明了大气压强的存在.________ 实验第一次测定了大气压强的数值. 一标准大气压相当于____厘米高的水银柱产生的压强, 合 ________帕 , 约 ________帕. 2．(05沈阳市(课改区))把钢笔水吸入笔囊中是利用了_______________ 的作用。 3．在做托里拆利实验时, 如果把玻璃管倾斜一定角度, 玻璃管内水银柱的长度将_______; 水银柱的高度 ______.( 填 " 变大 " 、 " 变小 " 或 " 不变 ") 4．已知实验室所在地大气压为1标准大气压 , 在如图所示的托里拆利实验 中,管内水银上方为真空 , 则管内 A点的压强为 _______毫米汞柱 , 槽内 B点的 压强为 _______毫米汞柱 . 5．在做托里拆利实验时, 不小心管内进入了一点空气, 测得的结果是 730 毫米汞柱 , 而当时实际大气压的值是756毫米汞柱 , 那么管中水银面上方空气的压强是 ________毫米汞柱 . 6．做托里拆利实验, 玻璃管内灌入的液体是_______. 若管内灌入的是水, 当玻璃管倒置在水里, 要求管顶出现真空, 玻璃管至少要约_____米 ; 若管内灌入的是煤油, 则玻璃管至少要约 _____米 .( ρ油 =0.8 × 103kg/m3)( 在一标准大气压下 ) 7．(04湖南郴州)在标准大气压 (1.0l 5 2 × l0 Pa) 下，面积为20m的房顶上表面受到的大气压力 的大小为 ____________N． 8．(05安徽省)在玻璃瓶内装一些水，用一个插有两端开口细管的塞子将瓶口塞 紧，如图所示，从细管的上端向瓶内用力吹气，当停止吹气后，你将看到的现 象是，你认为产生这种现象的原因是。 9．(04重庆北碚)某同学在实验室里读出水银气压计的示数为74cm，当地大气压 强的大小为 ____________Pa（ g=10N/kg, 水银的密度为 13.6 × 103㎏ /m3），由此 可知，当地位置比海平面________选填 " 高 " 或 " 低 " ）。 10．(04福州)在海拔 3000m以上的高原地区，汽车发动机的冷却水容易沸腾，是因为高原地 区气压 _______1标准大气压，水的沸点__________100℃。而人在该地区吸气困难，与在平 原相比，吸气时肺的容积要扩张得更______ 些，肺内的气压要变得更_______些。 11．(05贵阳)高压锅是人们喜欢的节能、节时的炊具。再使用时，由于锅内气体的压强比 外界大气压高，所以水的 _________提高，食物可以很快煮熟。 12．(04芜湖)煮牛奶时，为了保持牛奶的营养成分，不能用高温煮沸。为此，人们制造了一 种"低压锅 " 。用这种锅煮牛奶，可以使牛奶里的水不到 100℃就沸腾。这种 " 低压锅 " 的物理原理 是 _________________. 13．酒精的沸点是 78.5 ℃ , 如果测出酒精的沸点是78℃ , 则当地的大气压 ________于 76cmHg. 2 ，当锅内蒸气的压强达到 1.6 个标准大气压时，14．(05天津市)若高压锅盖的面积约为 450cm 锅盖与锅体间的拉力为 ________N( 已知外界大气压为 1个标准大气压， 1个标准大气压的值可 近似取 105Pa) 。 15．(04福建宁德)注射器内封闭着一定质量的空 气，在温度一定时，注射筒内空气体积减小， 压强将 ___________． ( 填 " 变小 " 、 " 不变 " 或 " 变大 ") 16．(04湖北黄冈)保温瓶中热水不满而盖紧瓶塞，过一段时间，瓶塞不易 拔出。此现象表明：体积一定时，气体的温度______，气体的压强 ____ __。假定外界大气压为 1.0 × 105Pa, 瓶口截面积为 10cm2，拔出瓶塞至少需 要的力量是 20N，则瓶内气体压强是 _____. 17．如图所示 , 用手握着两张纸, 让纸自然下垂. 在两张纸的中间向下吹
大气科学专业（大气探测方向）培养方案 一、培养目标 本专业培养具有扎实的大气科学基本理论、专业知识和专业技能，能够在大气探测、 大气物理、大气环境、气象学、气候学、应用气象和相关学科从事科研、教学、科技开发 及相关管理工作的高级专门人才。 二、培养要求（培养规格） 本专业学生主要学习大气科学等各方面的基本理论和基本知识，受到科学思维与科 学实验（包括野外实习和室内实验）等方面的基本训练，具有良好的科学素质，具有利用 现代电子信息技术、气象雷达和气象卫星遥感技术进行大气科学基本业务、科学研究、理 论分析、数据处理和计算机应用的基本技能。具有较强的知识更新能力和广泛的科学适应 能力。 1系统地掌握本专业的数学、物理、电子技术、计算机等基础理论和基本知识； 2、具有扎实的大气科学基础理论和实验技能，掌握现代大气探测和遥感技术和分析方法； 3、了解相近专业的一般原理和方法； 4、了解国家科技发展、环境保护、知识产权、专业服务等有关政策和法规； 5、了解大气科学及相关学科的理论前沿和发展动态，具有研究、开发新系统、新技术的初步能力； 6、掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。 三、主干学科：大气科学 四、主要课程、核心课程和特色课程 1）主要课程：数字电子线路、大气物理学、天气学、电路分析基础、天气学分析、气象统计方法、现代大气探测学、气象观测仪器检定与维护、卫星气象学、雷达气象学、模拟电子线路、雷达原理和信号处理、动力气象学、气象卫星资料的多学科应用、中尺度气象学、中尺度数值模拟与预报、大气激光探测、专业英语、电磁场理论、嵌入式系统设计、信号与系统、数字信号处理、微波技术与天线。 2）核心课程：计算机基础、大气科学概论、线性代数、概率统计、高等数学、大学物理、Fortran语言程序设计、大气物理学、天气学、天气学分析、现代大气探测学、雷达气象学、卫星气象学、雷达原理和信号处理、信号与系统。 3）特色课程：卫星气象学、雷达气象学、气象卫星资料多学科应用。
大气物理学复习资料 第一部分名词解释 第一章大气概述 1、干洁大气：通常把除水汽以外的纯净大气称为干结大气，也称干空气。 2、气溶胶：大气中悬浮着的各种固体和液体粒子。 3、气团：水平方向上物理属性比较均匀的巨大空气块。 4、气团变性：当气团移到新的下垫面时，它的性质会逐渐发生变化，在新的物理过程中获 得新的性质。 5、锋：冷暖性质不同的两种气团相对运动时，在其交界面处出现一个气象要素（温度、湿 度、风向、风速等）发生剧烈改变的过渡带称为锋。 6、冷锋：锋面在移动过程中，冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动。 7、暖锋：锋面在移动过程中，暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动。 8、准静止锋：冷暖气团势力相当，锋面很少移动，有时冷气团占主导地位，有时暖气团占 主导地位，使锋面处于来回摆动状态。 9、锢囚锋：当三种冷暖性质不同的气团（如暖气团、较冷气团、更冷气团）相遇时，可以 产生两个锋面，前面是暖锋，后面是冷锋，如果冷锋移动速度快，追上前方的暖锋，或两条冷锋迎面相遇，并逐渐合并起来，使地面完全被冷气团所占据，原来的暖气团被迫抬离地面，锢囚到高空，这种由两条锋相遇合并所形成的锋称为锢囚锋。 10、气温垂直递减率：在垂直方向上每变化100米，气温的变化值，并以温度随高度的升 高而降低为正值。 11、气温T：表示空气冷热程度的物理量。 12、混合比r：一定体积空气中，所含水汽质量和干空气质量之比。r=m v/m d 13、比湿q：一定体积空气中，所含水汽质量与湿空气质量之比。q=m v/(m v+m d) 14、水汽压e：大气中水汽的分压强称为水气压。 15、饱和水汽压e s：某一温度下，空气中的水汽达到饱和时所具有的水汽压。 16、水汽密度（即绝对湿度）ρv：单位体积湿空气中含有的水汽质量。 17、相对湿度U w：在一定的温度和压强下，水汽和饱和水汽的摩尔分数之比称为水面的相
第三章：能见度的观测 1.能见度是一个复杂的心理---物理现象，主要受悬浮在大气中的固体和液体微粒引起的大气消光的影响。 2.能见度用气象光学视程表示。气象光学视程是指白炽灯发出色温为2700K的平行光束的光通量，在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度。 3.目标物的最大能见度距离有两种定义法。一种是消失距离，另一种是发现距离。消失距离要比发现距离大。在气象上通常采用的是消失距离。 4.影响目标物最大能见距离的因子有：目标物和背景的亮度对比、观测者的视力--对比视感阈（白天）、大气透明度。其中，大气透明程度是主要因子。 5.透射能见度仪是通过测量水平空气柱的平均消光系数来测量能见度的，它是最接近气象光学距离定义的测量方法。 6.光在大气中衰减是由空气分子和气溶胶粒子等的散射和吸收所引起的。 7.能见度仪的误差因子：a、校准误差；b、系统的电子设备的不稳定性；c、消光系数作为低通信号进行远距离输送时受到电磁场的干扰，最好是对此类信号进行数字化；d、来源于日出或日落的干扰和初始定向不良；e、大气污染沾污光学系统；f、距地大气状况导致不具代表性的消光系数或背离科什米得定律或使得得出的散射系统不同于相应的消光系数。
8.散射仪与透射仪相比，对污染的敏感性相对较低，常被用作日常监测仪器，或用来对气象光学距离提供近似估计，目前较多的用语自动气象观测系统。透射仪仅用语一些对能见度测量要求较高的测站，如机场，或作为散射仪的检定标准。 第四章天气现象的观测 1.降水类型的自动识别，可采用光学、声波、电磁波（雷达）等多种探测技术，其中以光学原理为基础的降水类型识别技术研究得较为深入。 2.基于光学原理进行降水类型识别的技术，主要有光强衰减多要素判断法、降水粒子光强闪烁法和降水粒子下落速度法等。 3.漏斗云或龙卷的出现常可通过天气雷达来确定。现代多普勒天气雷达已成为识别中尺度气旋的十分有效的设备。 4.从风速的测量值的离散序列即可确定飑。若风速测量设备的输出值与风向传感器、温度或适度传感器组合在一起，则就有可能识别出线飑。 5.雷暴主要通过使用闪电计数器来监测。利用一定时间间隔内的闪电次数，并与降水率或风俗联合应用，即可确定弱、中度和强雷暴。 第九章 1.蒸发式海洋和陆地水分进入大气的唯一途径，是地球水文循环的主要环节之一。 2.由于地形和天气系统引起的降水分布的不均匀性，造成降水量测量值的代表性较差。
大气探测学复习题
大气探测学复习题 1、大气探测按照探测方法分：目测（云、能、天）、直接探测（探测仪 器与被测大气直接接触，如玻璃液体温度表测量气温的方法。目前直接探测正向遥测方向发展，如自动站的温度传感器）和遥感（又称间接探测，指仪器与被测大气不直接接触进行的探测，分为主动遥感和被动遥感）三种。 2、大气探测按照探测范围分：地面气象观测和高空气象探测两种。按 照探测平台分：地基探测、空基探测和天基探测。按照探测时间分：定时观测和不定时观测。WMO又把定时观测分为基本天气观测和辅助天气观测，两者均参与全球气象资料的交换。 3、一个比较完整的现代化大气探测系统，包括探测平台（基础）、探测 仪器（核心）、通讯系统（纽带）、资料处理系统（不可或缺）。 4、大气探测学主要研究内容：研究大气探测系统的建立原则和方法， 以便获得有代表性的全球三维空间分布的气象资料；制定大气探测技术规范来统一各种观测技术和方法，使其标准化，确保气象资料具有可比较性；研制探测仪器标准计量设备，制定计量校准方法，确保测量结果的准确性。 5、传感器或测量系统的校准是确定测量数据有效性的第一步。校准是 一组操作，是指在特定条件下，建立测量仪器或测量系统的指示值雨相应的被测量（即需要测量的量）的已知值之间的关系。主要确定传感器或测量系统的偏差或平均偏差、随机误差、是否存在任何阈值或非线性响应区域、分辨率和滞差。 6、校准结果有时可以用一个校准系数或一序列校准系数表示，也可以 采用校准表或校准曲线表示。 7、随机误差是不可重复的，也是不可消除的，但是它能够通过在校准 时采用足够次数的重复测量和统计方法加以确定。 8、根据国际标准化组织（ISO）的定义，标准器可分基准、二级标准、 国际标准、国家标准、工作标准、传递标准、移运式标准等。基准设置在重要的国际机构或国家机构中。二级标准通常设置在主要的校准实验室中。工作标准通常是经过用二级标准校准的实验室仪器。工作标准可以再野外场地作为传递标准使用。传递标准既可用于实验室也可在野外场地使用。 9、基准（或一级标准）：具有最高的计量学性质的标准器，无需参照其 他标准器。 10、二级标准：通过与基准进行比对而认定的标准器。
大气物理学（大三） 第六章 大气热力学基础 一、热力学基本规律 1、空气状态的变化和大气中所进行的各种热力过程都遵循热力学的一般规律，所以热力学方法及结果被广泛地用来研究大气，称为大气热力学。 2、开放系和封闭系 (1) 开放系：一个与外界交换质量的系统 (2) 封闭系：和外界互不交换质量的系统 (3) 独立系：与外界隔绝的系统，即不交换质量也不交换能量的系统。 3、准静态过程和准静力条件 (1)准静态过程: 系统在变态过程中的每一步都处于平衡状态 (2) 准静力条件：P ≡Pe 系统内部压强p 全等于外界压强Pe 4、气块（微团）模型 气块（微团）模型是指宏观上足够小而微观上含有大量分子的空气团，其内部可包含水汽、液态水或固态水。 气块（微团）模型就是从大气中取一体微小的空气块，作为对实际空气块的近似。 5、气象上常用的热力学第一定律形式 【比定压热容cp 和比定容热容cv 的关系cp= cv+R ，（R 比气体常数）】 6、热力学第二定律讨论的是过程的自然方向和热力平衡的简明判据，它是通过态函数来完成的。 7、理解熵、焓（从平衡态x0开始而终止于另一个平衡态x 的过程，将朝着使系统与外界的总熵增加的方向进行；等焓过程: 绝热和等压；物理意义：在等压过程中,系统焓的增加值等于它所吸收的热量） 8、大气能量的基本形式：（1）内能；（2）势能；（3）动能；（4）潜热能 9、大气能量的组合形式（1）显热能：单位质量空气的显热能就是比焓。（2）温湿能：单位质量空气的温湿能是显热能和潜热能之和。（3）静力能: 对单位质量的干（湿）空气，干（湿）静力能：（4）全势能: 势能和内能之和称全势能 10、大气总能量 干空气的总能量: 湿空气的总能量: 二、大气中的干绝热过程 1、系统（如一气块）与外界无热量交换（δQ=0)的过程，称为绝热过程。（对未饱和湿空气κ= κd=R/Cp=0.286计算大气的干绝热过程）286.00 00)()(p p p p T T d ==κ例：如干空气的初态为p=1000hpa ,T0=300K ，当它绝热膨胀，气压分别降到900hpa 和800hpa 时温度分别为多少？ 2、干绝热减温率 定义：未饱和湿空气块温度随高度的变化率的负值为干绝热减温率γv ，单位°/100m dp ρ 1-dT c =αdp -dT c =δQ p p 2p k d V 21+gz +T c =E +Φ+U =E Lq +V 2 1+gz +T c =Lq +E +Φ+U =E 2p k m m C m k km K c g o pd d 100/1100/98.0/8.9≈===γ