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气候学习题库

《气象学与气候学》题库

1、简述干洁空气的概念及其主要成分

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、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：

由于对流层受在表的影响很大，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。

3、臭氧层形成过程及其作用怎样?

臭氧层的形成：

臭氧层（ozonelayer）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1013.25hPa，温度为273K），在整个大气层中，总累积厚度只有0.15-0.45cm。

其含量虽少，却能吸收掉大部分的太阳紫外辐射，对人类和其他生物起着重要保护作用。

臭氧吸收太阳紫外辐射而引起的加热作用，还影响着大气温度层结和环流。

大气臭氧的形成过程，大致如下：

氧分子吸收太阳辐射中波长小于2420A°的光量子而离解为氧原子，由此可形成一系列反应，其中最主要的反应过程是氧分子和氧原子在第三气体（M）的参与下形成臭氧。

臭氧层的作用：

（1）臭氧层阻挡了强紫外线辐射到地面，保护了地球上的生命。

强紫外辐射有足够的能量使包括DNA在内的重要生物分子分解，增高患皮肤癌、白内障和免疫缺损症的发生率，并能危害农作物和水生生态系统，可以说，如果没有大气臭氧层的保护，这个世界就不能存在。

（2）臭氧层吸收的太阳紫外辐射能量使平流层大气增温，对平流层的温度场和大气环流起着决定性作用，如果平流层臭氧浓度下降，将引起平流层上部温度下降，平流层下部和对流层温度上升。

因此，臭氧层对建立大气的垂直温度结构和大气的辐射平衡起重要作用。

臭氧层吸收了部分太阳辐射，估计能使地面的平均温度降低1~2度。

4、什么是地面总辐射，与大气上界的太阳辐射相比有什么变化?

地球上某一点接受太阳的能量,一部分来自直接辐射，另一部分则是散射辐射,二者之和称为地面总辐射.大气上界的太阳辐射通过大气圈，然后到达地表。

由于大气对太阳辐射有一定的吸收，散射和反射作用，使投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面，所以在地球表面所获得的太阳辐射强度要小。

5、为什么云层存在会使白天气温降低，夜间气温升高?

白天云层存在，云层对太阳辐射有吸收，散射和反射作用，云层越厚，作用越强，那么到达地面的太阳辐射就小，使得白天气温降低；而在夜间，由于云层的存在，而不存在太阳辐射，云层越厚，大气逆辐射超强，地面可以得到热量的补偿，减少热量的损失，地面有效辐射小，所以，夜间的气温升高。

6、同为睛夜静风，清晨但较干燥地区夜间的降温幅度一般总比湿润地区大，这是为什么?

温室效应气体中有水，水汽对地面长波辐射也有较强的吸收能力，在晴夜静风情况下，干燥地区夜间保温作用就小，而湿润地区的水汽有保温作用，使得夜间的降温幅度不是很大。

7、大气保温作用与温室效应是一回事吗?

大气对短波辐射吸收比较小，而对长波辐射有一定的吸收，也有一定的反射。

这一特性类似于温室的玻璃，它可以让太阳的短波辐射通过，但对长波辐射则是吸收的，因此温室内的温度可以比外边的高很多，但应指出，温室玻璃还有一个作用就是隔绝了温室内外的空气对流，从而保持温室内较高的温度，地球大气并没有这一作用，因此，大气保温作用和温室效应不是一回事。

8、形成云雨的主要条件是什么，为什么会形成不同类型云雨

形成云雨的主要条件是凝结核的存在，空气垂直上升所进行的绝热冷却使空气达到过饱和。

在雨的形成过程中大水滴起着很重要的作用。

由于空气垂直上升运动的形式和规模不同，形成云的状态、高度、厚度也不同。

大气上升运动方式主要有：

热力对流，动力抬升，大气波动，地形抬升。

不同的云，由于其水平范围，云高，云厚，云中含水量，云中温度和升降气流等情况不同，因而降水的形态，强度，性质也随之而有差异。

9、比较云和雾

云和雾的形成都是水汽由未饱和达到饱和。

一是增加空气中的水汽，二是降温。

一般来说云主要是靠潮湿空气在上升运动过程中绝热膨胀降温达到饱和而生成的。

因此，上升气流和充足的水汽是云生成的必要条件。

而雾出现在贴地气层中，是接地的云。

雾的形成有两个基本条件，一是近地面空气中的水蒸气含量充沛，二是地面气温低。

其实云、雾本是同类，并没有本质上的差别，只是由于他们所处的位置不同，才有云和雾之分。

例如，当云层较低时，云底会淹没高山之顶，可是位于山顶上的人却说，这里弥漫着浓密的大雾。

有时山腰里被大雾所笼罩，可是平地上的人却又说，这是一条白色的云带缭绕在山腰之中。

因为人们通常是生活在地面，因此总是从站在地面的位置来区分云或雾：

笼罩在地面或海面的是雾；离开地面和海面的，不管它有多高，都是云。

因此可以说，云是空中之雾，雾是地面、海面之云。

两者之间并没有不可逾越的鸿沟。

清晨茫茫大雾，日出后不久，常常被抬升到空中而成为灰白色的云层；而当一股暖锋移来的时候，云层又往往会越降越低，有时终于碰到地面和海面，就成为茫茫大雾。

    简单地说，云和雾都是悬浮在空气中的细微的小水滴或小冰晶。

它们都是由空气中的水汽遇冷凝结而成的。

我们知道，空气含水汽的能力是有一定限度的，达到最大限度时，就称为水汽饱和。

但水汽饱和要随气温的变化而变化，气温越高，空气中所能容纳的水汽也越多。

例如，在１立方米的空气中，气温在４℃时，最多能容纳水气的量是６.３６克；气温在２０℃时，１立方米的空气中最多就可以含水汽１７.３０克。

如果空气中所含的水汽多于一定温度条件下的饱和水汽量时，多余的水汽就会凝结出来，于是，看不见的水汽就变成能看得见的细微的小水滴（当温度低于０℃时，则形成小冰晶）。

这些小水滴或小冰晶的体积非常小，它们的平均半径只有几个微米，重量很轻，能够被空气中的上升气流托住，因此能够悬浮在空气中成为云或雾。

10、为什么水平气压梯度力是大气运动的主要推动力

水平气压梯度力：

当空间存在着气压梯度时，空气便受到沿气压梯度方向的作用力，作用在单位质量空气上的力称为气压梯度力。

因为气压梯度可以分解为水平气压梯度和铅直气压梯度，因而气压梯度力也可分解为水平气压梯度力和铅直气压梯度力。

铅直气压梯度力与重力基本相平衡，水平气压梯度力便成为驱动空气水平流动的原动力。

11、水平地转偏转力的大小为什么与纬度有关

地转偏向力的大小与风速和所在纬度的正弦成正比。

即在同一纬度上。

风速愈大，偏转力愈大；风速愈小，偏转力愈小；风速为零时，偏转力也为零。

在风速相同情况下，偏转力随纬度减小而减小，到赤道时为零，在两极达到最大。

12、比较同纬度海陆上空气温不同及其原因

同纬度，夏季海洋上空气温度小于陆地温度；冬季则相反。

其原因在于：

首先，在同样的太阳辐射强度下，海洋所吸收的太阳能多于陆地所吸收的太阳能；其次，陆地所吸收的太阳能分布在很薄的地面上，而海水所吸收的太阳能分布在较厚的水层中。

第三，海面有充分水源供应，以致蒸发量较大，失热较多。

最后，岩石和土壤的比热小于水的比热。

由于上述差异，海陆热力过程的特点互不相同。

大陆受热快，冷却也快，温度升降变化大。

而海洋上温度变化缓慢。

13、地面大气活动中心的含义是什么，与一般气压中心有什么不同，北半球主要有哪些大气活动中心？

大气活动中心：

月平均气压图上表现出来的高压和低压。

出现位置比较稳定。

包括永久性的和季节性的活动中心。

北半球夏季重要的活动中心：

印度低压，西太平洋副热带高压，北大西洋副热带高压；冬季中心有：

西伯利亚高压，阿留申低压，冰岛东亚，西太平洋副热带高压，北大西洋副热带高压

14、实际风，地转风，梯度风，以及热成风各指什么，它们之间有什么关系？

实际风是实际观测风。

地转风，梯度风都是一种理论上存在的风，而不是实际风。

实际风与地转风的差异总是存在的，这种差异的存在往往是各种因素造成的，其中最主要的有，近地层的摩擦作用，这是由于空气运动时与地表面产生摩擦而出现的，它的方向与空气运动方向相反，又总是使风速减小。

   上、下两层等压面上地转风的矢量差称为热成风（Vt）。

这是一种与两个气层间温度分布不均匀有密切关系的。

热成风的方向与气层间的平均等温线平行，背热成风而立，高温区在右侧，低温区在左侧。

热成风的大小与气层间的水平温度梯度成正比。

即等温线越密集（疏），热成风就越大（小），这就是热成风原理。

15、天文气候和实际气候的差异?

因为天文辐射的时空分布特点，形成了天文气候因纬度而异的天文气候带，而实际气候不仅太阳辐射的影响，还受宇宙地球物理因子、环流因子（大气环流和洋流）、下垫面因子（海陆分布、地形与地面特性、冰雪覆盖）、人类活动等多种因子的影响，因此实际气候不仅随纬度变化，同一纬度也有各种不同的气候类型。

16、简述海陆热力性质的差异及其对增温和冷却的影响？

海陆热力性质的差异主要表现在：

1）在同样的太阳辐射强度下，海洋所吸收的太阳能多于陆地所吸收的太阳能；2）陆地所吸收的太阳能颁在很薄的地表面上，而海水所吸收的太阳能分布在较厚的水层中；3）海面有充分水源供应，以致蒸发量较大，失热较多，这也使得水温不容易升高，而且，空气因水分蒸发而有较多的水汽，以致空气本身有较大的吸收热量的能力，也就使得气温不易降低。

而陆地上的情况正好相反。

   由于上述差异，海陆热力过程的特点互不相同，大陆受热快，冷却也快，温度升降变化大。

而海洋上则温度变化缓慢。

因此，冬季海洋是大气的“热源”，大陆是“冷源”，夏季海洋是大气的“冷源”，大陆是“热源”。

17、天气与气候的含义有什么不同，现代气候学的核心是什么?

“天气”则是指大气在短时间内的变化状态,是一个地区瞬间的风、云、雨、雪、阴、晴变化状况，“气候”是指大气在长时期内的变化状态,是一个地区的多年的天气状况的变化规律，现代气候学的核心：

以气候系统和全球变化为核心。

18、怎样理解气候系统

气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。

太阳辐射是这个系统的能源。

在太阳辐射的作用下，气候系统内部产生一系列的复杂过程，这些过程在不同时间和不同空间尺度上有着密切的相互作用，各个组成部分之间，通过物质交换和能量交换，紧密地结合成一个复杂的、有机联系的气候系统。

19、为什么天文气候具有地带性与周期性的特点，它的具体含义是什么?

天文气候是由天文辐射所决定的，天文辐射能量的分布因纬度而异，天文辐射最多的是赤道，随着纬度的增高，辐射能渐次减少，最小值出现在极点，这种能量的不均衡分布，导致不同的天文气候带。

同时地球绕太阳公转的的周期变化为一年，也就决定了在同一纬度带，天文辐射有以一年为周期的季节性变化。

20、为什么地面辐射差额中、低纬为正值，而高纬为负值

地面辐射差额是某段时间内单位面积地表面所吸收的总辐射和其有效辐射的差值。

影响地面辐射差额的因子除考虑影响总辐射和有效辐射的因子，还应考虑地面反射率的影响，中低纬接收的太阳总辐射大于地面有效辐射，因此地面辐射差额为正值，而在高纬，接收的太阳总辐射少，又终年积雪反射率大，因此高纬的地面辐射差额为负值。

21、中、低纬大陆东西岸各受哪些活动中心的影响?

会导致什么气候差异?

冬季亚欧大陆中部偏北受强大的蒙古高压控制，大