气象学复习题.docx

1、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

2、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

3、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

4、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

5、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，但种植业又可吸收CO2、减低温室气体浓度。5、大气的主要成份、作用？答：主要成分：干洁大气（即干空气）、水汽、悬浮在大气中的固液态杂质。（1）干洁空气：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。A：氮气（N2，），78%：大气中含量最多的气体，是地球上生命体的基本成分，并以蛋白质的形式存在于有机体中。自然条件下,氮气只能通过闪电雷暴作成形成,通过降水过

6、程被植物和土壤吸收利用。B：氧气（O2），21%：是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参与大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。C：臭氧（O3）： 对紫外线有着极其重要的调控作用。对高层大气有明显的增温作用。（5560km，含量极少。2025km，达最大值，形成臭氧层；1215km以上，含量增加特别显著；从10km向上，逐渐增加；近地面，含量很少；）D：二氧化碳（CO2）0.03%：绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。强烈吸收红外辐射，产生“温室效应”。（来源于生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧和分解、火山喷发作用等。）（2）水汽：主要来自江、河

7、、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。在天气气候变化中扮演了重要角色，水是生命之源；能强烈吸收红外辐射， 产生“温室效应”，影响温度变化。（3）大气中悬浮着的各种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分）。气溶胶粒子：大气中沉降速率极小、尺度在10-4m到100m之间的固态和液态微粒。（PM2.5）。作用：吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射；缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量；降低大气透明度，影响大气能见度；充当水汽凝结核，对云、雾及降水形成有重要意义。6、大气层分几层？分层依据？各层的主要特点?答：大气从地面到大气上界分为5

8、层：对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。（1）对流层的厚度随维度和季节的不同而有变化。随纬度增加，厚度降低。低纬地区：平均厚度为1718km；中纬地区：平均为1012km；高纬地区：平均为89km。就季节而言，夏季厚，冬季薄。主要特征：1）主要天气现象均发生在此层。2）温度随高度升高而降低。（平均高度每升高100m，气温下降0.65。） 3）空气具有强烈的垂直运动和不规则的乱流运动。4）气象要素的水平分布不均匀。（2）平流层位于对流层顶到距地面50-55km的高度。在该层内，最初气体温度随高度的增加不变或稍有上升；到25-30km以上，气温随高度上升有显著升高。平流层也是地球大气中臭氧集中的

9、地方，尤其在20-25km高度上臭氧浓度最大，成为臭氧层。主要特征：1）气温随高度的上升而升高，这种分布特点是由于受地面温度影响很小，特别是由于此层存在的大量臭氧能直接吸收太阳紫外线的缘故。2）空气运动以水平运动为主，无明显的垂直运动。3）水汽和尘埃含量极少，晴朗少云，大气透明度好，气流比较平稳，适宜于飞机航行。（3）中间层是从平流层到距地面85km的高度。主要特征：1）气温随高度增加迅速下降，顶部气温可降至-83以下。2）空气有强烈的垂直运动，故又称之为“高空对流层”。（4）热层是从距地面80800km 的高度。主要特征：1）气温随高度增加迅速上升。2）空气质点在太阳紫外辐射和宇宙高能粒子作

10、用下，产生电离现象。（5）散逸层是大气的最高层，又称外层。这一层中的大气物质具有向星际空间散逸的特性，是大气圈与星际空间的过渡地带。7、大气与生物的关系？答：1）创造合适的生态环境，如光、温、湿度等；2）防止紫外线、流星雨等，保护生物；3）O2是代谢过程中必须的；4）外星生物；5）没有独特的大气，就没有生物的存在。8、对流层的定义、厚度、特点？答：见上9、为什么对流层温度随高度降低，平流层则升高？答：由于对流层与地面相接触，空气从地面获得热量，温度随高度的增加而降低。在不同地区、不同季节、不同高度，气温降低的情况是不同的。平均而言，每上升100m，气温下降0.65。而平流层这种分布特点是由于受

11、地面温度影响很小，特别是由于此层存在的大量臭氧能直接吸收太阳紫外线的缘故。10、臭氧层为何只分布在平流层？答：臭氧层的臭氧是由阳光中的紫外线照射到普通的氧分子上生成的。它本身在不断扩散，同时也在不断生成，处于动态平衡中。比平流层高的大气层由于空气十分稀薄，无法生成臭氧层，而平流层以下的大气层由于平流层中的臭氧层吸收了高能的紫外线，到达下层的紫外线已不足生成臭氧，所以臭氧层存在于平流层。第二章1、名词解释：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。故有：a，rd。灰体：透射率d，吸收率a（r），且a不随波长而变化的物体。辐射：物体向外发射电磁波。任何物体(273)都会

12、向外发射电磁波，（也吸收外来电磁波）辐射能：电磁波这种形式的能量。电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把他们排列成谱，叫做电磁波谱。净辐射：单位时间、单位面积地表面吸收的太阳总辐射和大气逆辐射与本身发射辐射之差。辐射差额：指一个物体或系统的辐射能量的收入和支出之间的差值。地面辐射：水、陆、植被等地球表面（又称下垫面）按其本身的温度不断向外发射长波辐射。地面有效辐射：地面发射的辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，是地表实际失去的辐射能。大气逆辐射：大气吸收地面长波辐射的同时，又以辐射的方式向外放射能量。大气辐射的方向既有向上的，也有向下的.大气辐射中向下的部分，因为与地面辐射方向相反，称为大气逆

13、辐射。分子散射：太阳辐射遇到的散射质点的直径比入射辐射的波长要短，则对于入射辐射中波长较短的辐射的散射强，而对波长较长的辐射散射弱。对于一定大小的分子来说，散射能力与波长的四次方成反比，这种散射是有选择性的，成为分子散射。漫反射：是投射在粗糙表面上的光无规则地向各个方向反射的现象。短波辐射：波长小于4m的电磁辐射。长波辐射：波长大于4m的电磁辐射。近红光：远红光：波长为0.70.8m的辐射称为远红光。近红外光：指波长在0.752.5m范围内的电磁波。远红外光：指波长在251000m范围内的电磁波。太阳常数：当地球位于日地平均距离时(约为1.496108km)，在地球大气上界投射到垂直于太阳光线

14、平面上的太阳辐射强度。光合有效辐射：太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分。太阳高度角h：太阳光线与地表水平面之间的夹角。(0h90)方位角A：太阳光线在水平面上的投影和当地子午线的夹角。昼长（可照时数）：不受任何遮蔽时每天从日出到日落的总时数。太阳辐射强度：单位时间内投射到单位面积上的太阳辐射能量。2、物体辐射的基本规律？答：任何物体都在辐射。温度越高，辐射越强，波长越短；温度越低，辐射越弱，波长越长。物体也吸收辐射，有选择性。3、太阳辐射的波长范围？可分为几部分？各部分能量比例？答：太阳辐射波长范围大约在0.15-4微米之间。主要分为可见光部分（0.4-0.76m）、波长大于可见光的红外线

15、（0.76m）和小于可见光的紫外线（平原。海拔越高，空气越稀薄，大气透明度高，大气对太阳辐射削减越弱。（2）高纬冬天。夏季的太阳高度角比冬季的太阳高度角大，且昼长夜短，日照时数多。（4）中午早上。太阳高度角大。6、地面有效辐射及影响因素？答：地面有效辐射受地面温度、大气湿度、空气湿度、云和海拔等因素影响。地表温度越高，地面辐射越强，有效辐射增大；空气温度越高，大气逆辐射越强，地面有效辐射减小；空气湿度越大，大气逆辐射加强，有效辐射越小；天空云量越多，大气逆辐射加强，有效辐射越小；海拔高度越高，有效辐射越大。7、地面净辐射及影响因素？答：P47（1）到达地面的太阳辐射（2）下垫面反射特征：颜色越

16、浅的物体，其反射越强，吸收越弱（3）大气状况：阴天，太阳辐射辐射减少（4）海拔高度8、太阳辐射与植物生长发育的关系？答：1）波长大干1m的辐射，被植物吸收转为热能，影响植物体温和蒸腾作用，可促进干物质的积累不参与生化作用。 2）波长为0.72-1m的辐射，只对植物细胞伸长起作用，其中0.70.8m称为远红光，对光周期和种子形成有重要作用，并控制开花与果实颜色。3）波长为0.610.72m的辐射(红、橙光)，可被植物叶绿素强烈吸收，光合作用最强。4）波长为0.510.61m的辐射(绿光)，表现为低光合作用与弱成形作用。5）波长0.40.51m的辐射(蓝、紫光)，可被叶绿素和黄色素较强烈吸收，表现

17、次强的光合作用与成形作用。 6）波长0.3150.4m的辐射，起成形作用，如使植物变矮、叶片变厚等。7）波长0.280.315m的辐射，对大多数植物有害。8）波长小于0.28m的辐射能立即杀死植物。9、为什么天气晴朗时天空呈蓝色，而浑浊时呈灰白色？日出日落时太阳呈红色？答：因为大气对太阳辐射有散射的作用。晴空时其散射作用的主要是空气分子，空气分子选择性的对波长较短的蓝紫光进行散射，使天空呈蔚蓝色。阴天或大气尘埃较多时起散射作用的主要是悬浮微粒，散射光的长短波混合，天空呈灰白色。因为日出日落前后，太阳高度角小，太阳光经过的大气路径长，大气对太阳辐射的散射作用强，波长较短的可见光都被散射了，只有波

18、长较长的红光、橙光投射下来。10、大气温室效应的原理？大气天窗？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”。长波辐射中8-12m处吸收率最小，透射率最大，这一波段称为“大气天窗”，是地表失去能量的通道。这个波段的辐射，正

19、好位于地面辐射能力最强处，所以地面辐射有20%的能量透过这一窗口射向宇宙空间。11. 如何理解“所有的物体都会发光”？答：（不同星球表面的温度不同，辐射出的电磁波也一样，我们所看到的光也不一样。温度高，波长短，能量较高；温度低，光偏红。） 任何有温度的物体都会辐射电磁波，温度低是主要频率集中在红外区，即红外辐射，温度高则逐渐移入可见光区。其实我们看到的光只是光波里面一小部分。12. 微波炉加热食物的原理是什么？答：当微波辐射到食品上时，食品中总是含有一定量的水分，而水是由极性分子(分子的正负电荷中心，即使在外电场不存在时也是不重合的)组成的，这种极性分子的取向将随微波场而变动。由于食品中水的极

20、性分子的这种运动。以及相邻分子间的相互作用，产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此，食品的温度也就上升了。用微波加热的食品，因其内部也同时被加热，使整个物体受热均匀，升温速度也快。13. 紫外线为何可用于消毒？答：紫外线具有的高光子能量，照射微生物时，可迅速穿透微生物的细胞膜和细胞核，破坏其DNA的分子键，使其失去活性，因此细胞不能复制，微生物不久就会死亡。14. 昼长的时空变化规律？答：夏季昼长随纬度升高而加长，冬季昼长随纬度升高而缩短，春、秋分昼夜平分。15. 正午太阳高度角的计算公式？答：h正午90-+式中：为观测点纬度，为赤纬。的含义：太阳直射点纬度(即太阳直射光线与赤道平面之间的夹角

21、)。（春分日或秋分日：0夏至日：23.5；冬至日：-23.5）16. 广州“二分”、“二至”日出、日落、正午的太阳方位。答：广州日出日落正午二分正东正西正上方夏至东北西北正东冬至东南西南正南17. 海口“二分”、“二至”日出、日落、正午的太阳方位。答：海口日出日落正午二分正东正西正上方夏至东北西北正东冬至东南西南正南第三章名词解释：热导率：指物体在单位厚度间、保持单位温度差时，其相对的两个面在单位时间内通过单位面积的热流量。热容量：在一定过程中，物体温度变化所需吸收或放出的热量。（质量热容量、体积热容量）温度日较差：一日内最高温度与最低温度之差。年较差：一年中最热月平均温度与最冷月平均温度之差

22、。潜热交换：物质在进行相态变化时所发生的热量交换。显热交换：热量从温度高的土壤表面向外传递，以乱流热交换方式进入空气的热量。霜：霜是近地面空气中的水汽达到饱和，并且地面温度低于0，在物体上直接凝华而成的白色冰晶。霜冻：温暖季节温度降到0以下，造成植物伤害的现象。平流霜冻：因冷空气南下而形成，又称风霜，地温高于气温。辐射霜冻：因地表辐射降温而形成，又称地霜、晴霜、静霜，地温低于气温。1、热量传递方式有哪几种，有何特点？举例说明。答：空气与外界的热量交换包括传导、辐射、对流、湍流、平流、蒸发和凝结。 （1）辐射热交换：任何温度在绝对零度以上的物体，通过辐射的放射和吸收而进行的热量交换方式。地表得到

23、、失去热量的主要方式。 （2）分子传导热交换：物质通过分子碰撞，所产生的表现为热量传导的动能交换方式。导热性能与分子的排列相关，固体的导热性能远远优于气体。土壤中热量传递方式，土温的变化与分布；木地板与瓷地板温感差异；静止空气的导热性。 （3）流体流动热交换：流体在各个方向上流动时，热量随流体运动而输送的热量交换方式。在空气、水体中发生，热交换效率远高于分子热传导。根据流体流动的方向性分为对流、平流和乱流三种。对流使上下层空气混合，产生热量交换。平流对大规模的热量传递和缓和地区之间、纬度之间温度的差异起着很大作用。 （4）潜热交换：物质在进行相态变化时所发生的热量交换。水分蒸发吸收地表热量，能

24、量“潜伏”在水气分子中，水气分子在空气中凝结为云时，放出热量。是地表和大气热量交换的重要途径。是气象过程的重要动力，如台风、雷电等。2、下垫面热平衡？如何理解地表既是热原也是冷源？ 答：地表净辐射能R，感热通量P，进入空气的热能，进入土壤的热能B，潜热通量LE。所以地表热平衡方程：Q=R-（P+B+LE）。白天地面净辐射为正值，土壤表面吸收的辐射能转化为热能，使土壤表面温度高于贴地气层和下层土壤，于是热量从温度高的土壤表面向外传递，一部分以乱流热交换方式进入空气P，一部分以分子传导方式进入下层土壤B，还有一部分热量用于土壤蒸发LE，此时地表表示为热源。夜晚地阿敏净辐射为负值，土壤表面因地面有效

25、辐射丢失热量而不断降温，使土壤表面温度低于贴地气层和下层土壤，于是空气和下层土壤以热量P、B的方式向土壤表面输送热量，同时，与地面接触的空气湿度达到饱和状态时，又会释放凝结潜热LE给地面，此时地表表示为冷源。3、比较水面和陆地的温度变化特点，并解释。答：（1）水面温度：日凉夜暖，夏凉冬暖。因为水的热容量大，导热性好，海面温度不易升、降。水分蒸发要消耗大量热能，使水升温的热量就更少了。阳光可透入水中约100米深，分布较均匀，表层温度较低，温差小，进入空气中的热量就少。云雾较多、湿度大，也对温度有缓和作用。因此，海洋上或受海风影响的地区，白天凉爽，夜间暖和；夏季凉爽，冬季暖和。 （2）陆地温度：日

26、热夜冷，夏热冬冷。因为沙子疏忪，热容量小，导热性能差，导致其升温快、降温也快；沙漠云少、湿度小，夜间地表辐射强；蒸发消耗少，加热地表、空气的热量多；辐射被表层全部吸收，加大温差。4、为何沙土易出现热害和冷害？答：（沙子疏忪，热容量小，导热性能差，导致其升温快、降温也快；沙漠云少、湿度小，夜间地表辐射强；蒸发消耗少，加热地表、空气的热量多；辐射被表层全部吸收，加大温差。）5、比较山岗和山谷、阴天和晴天、干松地表和紧湿地表的温差，并解释。答：（1）山岗温差山谷温差。因为山岗乱流热交换强、山谷弱；夜间冷空气下沉，积聚在山谷。 （2）晴天阴天。在无风晴天，中午前后，低层温度高，高层低气层不稳定，易对流

27、，生风（成云致雨）；夜间，低层温度低，高层高气层稳定，静风。阴天、风大：温差小，上下差别小。 （3）干松地表紧湿地表。这是因为干松土中空气较多，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。6、地面和空气的最高最低温度出现在什么时候？为什么？答：一天中地面最高温度、地面最低温度出现在地面热量收支相抵（平衡）的时刻。最高温出现在午后13时，因为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。空气温度日变化规律是：最高温度

28、出现在14时，最低温度出现日出前后时。同理，大气的热量来自地面，13时左右，地面向大气提供的热量最多，13时以后，大气获得的地面辐射虽然开始减少，但仍然足够用于支出，直到地方时14时左右，大气热量收支平衡，大气温度达到最大值，随后气温便逐渐下降，一直下降到清晨日出为止。7、大气中的水气、云对温度变化有何影响？答：（云量多时，到达地面上的太阳辐射少，所以温度低，反之则高；云量多时，云层相当于温室大棚的覆膜，白天温度相对较低，夜晚温度相对较高，所以温差小，反之则大。）8、霜冻的类型、特点、影响因素、防御措施？答：霜冻可以分为辐射型、平流型、平流辐射型三种。辐射型霜冻因地表辐射降温而形成，地温低于气

29、温。晴朗少云、干燥的天气，地表辐射增强；微风或无风的情况不利于上下层空气的热交换；山谷、低洼地的冷空气易积聚；沙性土壤，热容量少，热导性差，易出现辐射型霜冻。平流型霜冻因冷空气南下而形成，地温高于气温。其范围大、持续时间较长。在偏北向、背阳、迎风坡地、冷空气易进难出的地形，平流型霜冻较重。在冷空气易出难进的地形、背风向阳面，平流型霜冻较轻。平流辐射型：冷空气过后常晴朗干燥，利于辐射降温。对于辐射型霜冻，可以选合适的播种期、品种，选合适地形，调节地表热特性（镇压、水），包扎、覆盖以及利用烟雾等方式进行防御。对于平流型霜冻，可以选合适的播种期、品种，选合适地形和防风等方式进行防御。9、大气静力稳定度？如何判断？答：处在静力平衡状态中的大气层，受外力因子扰动后，有返回或远离原来平衡状态的趋势，称为大气层静力稳定度。当气团处于平衡位置时，即具有与四周大气相同的气压、温度和密度，这时气团不动。当该空气团受到外力作用，做垂直运动时，只要它本身的绝热直减率与周围空气的温度垂直梯度不一致，那么它到达一新的高度时其温度与周围空气的温度就不相等，于是就会产生向上或向下的加速度。（1）当