农业气象学试题及答案.docx

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农业气象学试题及答案

农业气象学试题（有答案）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，大气第一章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一、名词解释题：

1.干洁大气：

除去了水汽和各种悬浮的变化固体与液体微粒的纯净大气，称为干洁大气。

答：

大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。

植物下垫面：

2.指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气在太阳辐射的作用下，以二氧化碳和水为原料，合成碳水化合层之下的界面。

如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。

物，因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳；同时，由于生物3.气象要素：

构成和反映大气状态的物理量和物理现象，的呼吸，有机物的分解以及燃烧化石燃料等人类活动，又要产称气象要素。

主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、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降水、辐射、日照和各种天气现象等过程。

一般来说，消耗二氧化碳的光合作用只在白天进行，其二、填空题：

（说明：

在有底线的数字处填上适当内容）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、按容积计算含量最多的四种气体是：

（1）1.干洁大气中，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。

（2）、氩和（3）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2.大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的。

（4）引起二氧化碳浓度的日变化和年变化。

（5）辐射。

大气中二氧化碳和水汽主要吸收3.

在一天中，从日出开始，随着太阳辐射的增强，植物光合速率（6），4.近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上不断增大，夏天比冬天（7）。

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，5.（8）是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成光合作用减慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗减少；日落后，分，是天气演变的重要角色。

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6.根据大气中（9）的铅直分布，可以把大气在铅直方向浓度逐渐增大，到第二天日出时达一天的最大值。

上分为五个层次。

7.在对流层中，温度一般随高度升高而。

（10）

在一年中，这一层上部气二氧化碳的浓度也主要受植物光合作用速率的影响。

大气中对流层之上的一层称为8.（11）层，一般来说，植物夏季生长最旺，光合作用最强，秋季最弱。

因。

温随高度增高而（12）

此二氧化碳浓度秋季最小，春季最大。

9.根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的

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千米。

标准，大气顶约高（13）

空气中，因而二氧化碳浓度有逐年增加的趋势。

长波二氧化碳（3）（4）紫外线（5）氮答案：

（1）

（2）氧2.（9）（8）（7）（6）低低水汽温度（10）降低对流层的主要特点是什么（12）（11）平流

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升高（13）1200

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，错误的打“×”“√”说明：

判断题：

三、（正确的打，）大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中，1.它可以吸层内；收太阳辐射中的紫外线。

（2）使地面空2.二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，在对流层中，气温一般随高度增高而下降，平均每上升。

气升温，产生“温室效应”100米，气温降低0.65℃，在对流层顶可降至－50℃至－使地球上二由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，3.85℃；

（3）氧化碳含量逐年减少。

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；下层多地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，4.

（4）温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀，于上层，夏季多于冬季。

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5.大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、而产生的。

热成层、中间层、平流层和散逸层。

第二章平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运6.辐射

辐射：

物体以发射电磁波或粒子的形1.一、名词解释题：

动。

．

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（14）。

11.湖北省在立夏日太阳升起的方位是（15）。

时把辐射能也简称为辐射。

12.在六月份，北京的可照时间比武汉的（16）。

太阳高度角：

2.太阳光线与地平面的交角。

是决定地面太

13.在太阳直射北纬10°时，北半球纬度高于（17）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的北极地区就出现极昼。

0，正午时达最大值。

落时为14.由冬至到夏至，北半球可照时间逐渐（18）3.太阳方位角：

太阳光线在地平面上的投影与当地子午线。

15.光照时间延长，短日照植物的发育速度就会（19）的交角。

以正南为0，从正南顺时钟向变化为正，逆时针向变。

16.在干洁大气中，波长较短的辐射传播的距离比波长较°，正西方为化为负，如正东方为－9090°。

长的辐射传播距离4.可照时间：

从日出到日落之间的时间。

（20）。

17.光照时间：

5.可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光随着太阳高度的降低，太阳直接辐射中长波光的比

（21）。

照射的时间之和。

18.6.太阳常数：

当地球距太阳为日地平均距离时，大气上界地面温度越高，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）1367瓦，随地面与垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度。

其值为空气温度之差的增大而米-2（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大气质量数：

太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气7.。

（26）。

铅直厚度的比值。

答案：

（1）瓦.直接辐射：

以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳米－28.

；

（2）1；（3）绝对黑体；（4）15；（5）160000；（6）二分之一；辐射。

（7）0°；（8）－23°27'；9.总辐射：

太阳直接辐射和散射辐射之和。

（9）－60°；（10）45°；（11）83°27'10.光合有效辐射：

绿色植物进行光合作用时，能被叶绿；（12）36°33'；

（13）60°；（14）素吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成分。

减小；（15）东偏北；（16）长；（17）80°；

（23）大气逆辐射：

大气每时每刻都在向各个方向放射长波11.（22）多；短；（21）增加；（20）（18）延长；（19）减慢；地面辐射差额。

（25）减小；（26）减小；（24）增大；辐射，投向地面的大气辐射，称为大气逆辐射。

说明：

在四个答案中，只能选一个正确答（.地面有效辐射：

地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之三、选择题：

12

差，即地面净损失的长波辐射。

）案填入空格内。

。

13.地面辐射差额：

某时段内，地面吸收的总辐射与放出1.短日照植物南种北引，生育期将________缩短；A.延长；B.的有效辐射之差。

。

可能延长也可能缩短。

不变；D.C.

（1）1.二、填空题：

常用的辐射通量密度的单位是是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光2.晴朗的天空呈蓝色，2.。

不透明物体的吸收率与反射率之和为

（2）

（3）13.对任何波长的辐射，吸收率都是的物体称为。

较多的结果。

________D.透射。

反射；吸收；当绝对温度升高一倍时，4.绝对黑体的总辐射能力将增大B.散射；C.A.

________中。

3.倍。

（4）对光合作用有效的辐射包含在如果把太阳和地面都视为黑体，太阳表面绝对温度为5.B.紫外线；A.红外线；长波辐射。

，则太阳表面的辐射通量密度是地表300K6000K，地面温度为D.C.可见光；面的（5）。

4.倍。

在大气中放射辐射能力最强的物质是________其辐射能力最大值所对应的6.绝对黑体温度升高一倍时，臭氧；氧；B.A.

水汽、水滴和二氧化碳。

（6）波长就变为原来的。

氮；D.C.

（8），冬至时为太阳赤纬在春秋分时为7.（7）____。

5.。

当地面有效辐射增大时，夜间地面降温速度将取决于气温。

。

（10）时的时角为C.不变；D.加快；A.B.减慢；15，下午（9）时的时角为8上午8.

；4.D5.A；；；答案：

1.A2.B3.C在夏至、冬至和春秋分正午时的太阳高度N）°（30武汉9.

对绝对黑体，当温度升高时，辐射能力最。

（13）和（12），（11）角分别为1.四、判断题：

大值所对应的波长将向长波方向移动。

冬半年，在北半球随纬度的升高，正午的太阳高度角10.

2.在南北回归线之间的地区，一年有两次地理纬度等于太（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日阳赤纬。

）在40°S的正午太阳高度角。

3.时角表示太阳的方位,太阳在正西方时,时角为90°。

解：

已知φ=－40°（在南半球）北半球某一纬度出现极昼时，4.南半球同样的纬度上必然δ=－20°

∴h=90°－（－40°）+（－20°）=110出现极夜。

°

计算结果大于905.白天气温升高主要是因为空气吸收太阳辐射的缘故。

°，故取补角，

太阳高度角为：

h=180光合有效辐射只是生理辐射的一部分。

6.°－110°=70°

也可用上述后一公式直接得太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐7.

h=90射。

°－|φ－δ|=90°－|－40°－（－20°）|=70°

3.计算可照时间8.地面辐射和大气辐射均为长波辐射。

大致分三步：

9.对太阳辐射吸收得很少的气体，对地面辐射也必然很少

（1）根据公式：

cosω0=－tgφtgδ吸收。

计算cosω0的值。

（2）计算反余弦函数值ω10.北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值，所以气温较0，得日出时角为－ω0，日落时角为+ω0高。

（3）计算可照时间2ω0/15°（其中ω0必须以角度为单位）。

错；错；错；答案：

1.2.对；3.4.对；5.6.对；7.

25日武汉的可照时间。

计算错；对；9.10.错。

11月例错；8.

=30°－20五、计算题°，武汉纬度φ解：

由附表3可查得δ=°）=tg（－20tgδ=－任意时刻太阳高度角的计算1.tg30°－cosω0=tgφcosω0=°ωδδ＋＝根据公式Sinhsinφsincosφcos大致分三步进行：

，49分）即：

日出时角为－°（相当于真太阳时6时。

11分）日落时角为°0

（1）计算时角ω，以正午时为°，上午为负，下午为正，每（相当于真太阳时17时小时/15°=ω×－其计算式是ω＝°；15如以“度”为单位，（t12）15°0/15°=2×°∴可照时间=2小时计算水平面上的太阳直接辐射通量密度t其中为以小时为单位的时间；如以“弧度”为单位，则ω＝4.

12）（t－×2πRsb=Rscamsinh/24建议计算时以角度为单位。

根据公式：

值计算

（2）sinh（中查到，考试时3大致分三步进行计算：

所需的δ值可从教材附表。

两部分）一般作为已知条件给出。

）sinh（参看第1，2

（1）计算太阳高度角的正弦m=1/sinh

（2）计算大气质量数，一般用公式，即为所求太阳高度角。

求反正弦函数值（3）hRsb（3）计算时的太阳高度角。

在冬至日上午°例：

计算武汉（30N）10

时水平面上的太阳冬至日上午10取φ=40°N）计算北京例1°°＝－×－°＝×－（tω＝10解：

上午时：

12）15（1012）1530（a=。

Rsc=1367瓦米-2°武汉纬度：

φ°－=冬至日：

δ2327'=30，直接辐射通量密度（设°＋°23－°=∴sinhsin30sin（27'）cos30cos（°=，ω－30－23°27'（°23－冬至日）=解：

已知φ=40°,δ27'）°°－27'）cos（30）=cos（－23°27'）+cos40°－sinh=sin40°sin（23）=30h=29°17'°cos（－m=1/sinh=1/=正午太阳高度角的计算2.

瓦米（-2）∴根据公式：

Rsb=Rscamsinh=1367×在夏至日正午时的太阳直接辐射通°－φ＋δh=90°N）计算武汉（φ为30例2

（°时，应取补角h>90进行计算；特别应注意当计算结果即用a=。

量密度（已知。

）作为太阳高度角h°－180，=23°27'解：

已知φ=30°，δ°2330也可根据°－=90－为h=90°φ－δ°－角高太正午阳度|°－h=90°27'27'=83|φ－δ。

）建议用后一公式计算（进行计算，就不需考虑取补角的问题m=1/sinh=-2）瓦米27'=（°sin83××Rsb=Rscamsinh=1367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．

例3当太阳直射南半球纬度18°时，试求我国纬度42°处地m=1/sinh=1/sin30°=2

水平地面上直接辐射能量密度Rsb=Rscamsinh=1367太阳常×2×面上正午时的直接辐射通量密度（已知大气透明系数为，sin30°=（瓦米-2）数为1367瓦米-2）。

南坡：

Rsb=－18°a=南坡=Rscamsinα=Rscamsin（h+β）=1367×2×解：

已知φ=42°δsin60°=（瓦米=30正午时：

h=90°－φ+δ=90°－42°－18°°-2）

北坡：

Rsb北坡=Rscamsinα=Rscamsin（h－β）=Rscamsin0°m=1/sinh=1/sin30°=2

=0=（瓦米-2）°Rsb=Rscamsinh=1367×2sin30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，5.计算坡面的太阳直接辐射通量密度

而对坡度大于太阳高度角的北坡，则无太阳直接辐射。

所以南坡面上的直接辐射通量密度计算式为：

坡为温暖的阳坡，北坡为阴冷的阴坡。

Rsb坡=Rscamsinα

六、问答题：

其中α为太阳光线与坡面的夹角。

1.Rsb坡的计算步骤与上述水平面上Rsb的计算类似，但在第2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，太阳后，应确定夹角α。

（步计算m）辐射能量主要在N）冬至日坡度为20°的南坡和北坡在~4微米，包括紫外线、可见光和红外线，能量（例1计算武汉φ为30°最大的波长为微米。

地面辐射能量主要在3~80正午时的太阳直接辐射通量密度（设透明系数a=。

微米，为红外线，能量最大的波长在10°27'，正午太阳高度角为：

h=90微米附近。

二者温度不同，太阳表面温度°，δ解：

已知φ=30=－23°为地面的（|=90－|φ－δ°－|30°－－23°27'）|=36°33'20倍，太阳辐射通量密度为地面的204倍。

2.时不能用α代替试述正午太北半球阳高度角随纬度和季节的变化规律。

mm=1/sinh=1/sin36°33'=（注意：

此处计算答：

由正午太阳高度角计算公式h）。

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=56=36对于南坡，正午时α=h+坡度°33'+20°°33'

小。

因此正午太阳高度角的变化规律为：

-2）°33'=（瓦米sin56=1367Rsb南坡=Rscamsinα××随纬度的变化：

33'（如果北在太阳直射点以北的地区（φ>δ），随着纬度φ=1633'=h对于北坡，正午时α－坡度=36°－20°°的增大，正午坡坡度大于hh逐渐减小；在直射点以南的地区，随φ的增大，北坡时则无直射光，即Rsb=0）正午瓦米°×=1367×sin1633'=（-2）h逐渐增大。

α北坡Rsb=Rscamsin随季节（δ）的变化：

对任何一定的纬度，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。

例如北北坡的差别。

和Rsb回归线以北的地区，从冬至到夏至，正午h逐渐增大；从夏至的某地欲盖一朝南的玻璃温室，为了减小反射损例2在°N到冬至，正午h失，要使冬至日正午时太阳直接光线垂直于玻璃面，试问玻璃逐渐减小。

在｜φ－δ｜>90°的地区（极圈内），为极夜区，全天太阳在地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平线以下。

/瓦米2，透明系1367（辐射通量密度为多少已知太阳常数为3.可照时间长短随纬度和季节是如何变化的数为

答：

随纬度的变化：

在北半球为夏半年时，全球随纬度φ值的=－°，a=°，δ解：

已知φ=增大（在南半球由南极向赤道φ增大），可照时间延长；在北半°°－°－°δ°－φ

（1）h=90+=90=20球为冬半年时,全球随纬度φ值的增大可照时间缩短。

m=1/sinh=1/sin20°=

随季节（δ）°=7020h=90=90玻璃面与地平面的夹角β°－°－°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），玻璃面上的直接辐射通量密度为

（2）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。

Rsb坡=（sin90×=1367α=Rscamsin×°-2）瓦米在北半球为夏半年30在北纬°处有一座山，3例其南北坡的坡度为（δ>0）时，北极圈内纬度为（90试求冬至°，°-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北半球冬半年（δ<0）时，北极圈90°+。

-2）瓦米1367设大气透明系数为，（太阳常数为δ以北的地区出现极夜，南极圈内同样纬度以南出现极昼。

－°，=°，δ=30，坡面坡度βa=°=解：

已知φ光照时间长短对不同纬度之间植物的引种有什么影响4.°）=30－°+（°－°=90δ+°－φh=90．

答：

光照长短对植物的发育，特别是对开花有显著的影响。

有越强。

（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）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，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较高的空气，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（夏光照时间的延长而减慢，后者则相反。

对植物的主要生育期大。

随纬度升高光照时间延长，半年）来说，因而短日照植物南种北

举例：

引，由于光照时间延长，发育速度将减慢，生育期延长；北种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，引起地面及近南引，发育速度因光照时间缩短而加快，生育期将缩短。

长日地气层急剧降温，可出现霜冻。

照植物的情况与此相反。

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－微米）、可见光－微米对一般作物来说，而另一方面，温度升高都会使发育速度加快，）和红外线－4微米）温度降低使发育速度减慢。

因此，对长日照植物来说，南种北。

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。

可见减慢，光照与温度的影响互相补偿，使生育期变化不大；北种光主要起光效应，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吸收红橙光区－微米）和蓝紫光区－微米度间引种较易成功。

而对短日照植物，南种北引，光照和温度）。

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－微米的红外线。

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，光温影响第三章温度

一、名词解释题：

1.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温度（气温）日较差：

一日中最高温度（气温）与最低温度（气温）一般不易成功。

但纬度相近且海拔高度相近的地区间引种，不之差。

2.温度（气温）年较差：

一年中最热月平均温度（气温）论对长日照植物和短日照植物，一般都容易成功。

与最冷月平均温度（气温）之差。

5.为什么大气中部分气体成分对地面具有“温室效应”

3.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日平均温度：

为一日中四次观测温度值之平均。

即

T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平均=（T02＋T08＋T14＋T20）÷4。

4.候平均温度：

为五日平均温度的平均值。

温。

但大气中的部分气体成分，如水汽、二氧化碳等，都能强5.活动温度：

高于生物学下限温度的温度。

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6.活动积温：

生物在某一生育期（或全生育期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）中，高于生物学下限温度的日平均气温的总和。

）（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，。

7.有效温度：

活动温度与生物学下限温度之差。

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，8.有效积温：

生物在某一生育期。

所以这种保暖效应被称为大气的“温室效应”（或全生育期）中，有效温度的总和。

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

9.逆温：

气温随高度升高而升高的现象。

在农业生产中的作用。

10.辐射逆温：

晴朗小风的夜间，地面因强烈有效辐射而答：

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很快冷却，从而形成气温随高度升高而升高的逆温。

逆辐射之差，它表示地面净损失的长波辐射，其值越大，地面11.活动面（损失热量越多，夜晚降温越快。

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。

（1）影响因子有：

地面温度：

地面温度越高，放射的长波辐12.

（2）射越多，有效辐射越大。

容积热容量：

单位容积的物质，升温1大气温度：

大气温度越高，向地面℃，所需要的热量。

放射的长波辐射越多，有效辐射越小。

（3）云和空气湿度：

由于13.农耕期：

通常把日平均温度稳定在大气中水汽是放射长波辐射的主要气体，所以水汽、云越多，0℃以上所持续的时期，称为农耕期。

（4）湿度越大，大气逆辐射就越大，有效辐射越小。

天气状况：

14.大气逆辐射减小，晴朗无风的天气条件下，地面有效辐射增大。

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。

地表性质：

地表