气象学与气候学

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气象学与气候学

第一章引论

1、为什么对流层的高度因纬度而异?

对流层对流运动的产生,主要由于地表不均匀受热。而地表所获得的热量因为纬度异而有不同,一般情况下,低纬强高纬弱,夏季强冬季弱。因此对流层高度由赤道向两极递减。同一纬度夏季厚度大冬季厚度小。

2、对流运动是怎样产生的?

对流层的主要热源是地面,由于下垫面性质、纬度、季节等的差异造成地面不均匀受热,地面和高空产生气压差,进而产生对流运动。

3、为什么在对流层中上冷下热?

因为对流层的主要热源是地面。对流层下部距离地面近,得到热量多;上部反之。

4、为什么云雨现象都集中在对流层?

①由于地球引力作用,对流层集中了整个大气3/4的质量和几乎全部水汽;

②对流层垂直对流运动强烈,空气经对流和湍流运动,高低层空气进行热

量交换,是地面的水汽、杂质等易于向上输送,进而成云致雨。

5、为什么平流层气温随高度增加而迅速上升?

平流层受地面影响小,存在着大量臭氧吸收太阳辐射使温度升高,上层虽然臭氧层稀薄,但紫外线辐射强烈,因此温度随高度增加而上升。

6、为什么平流层大气稳定且天气晴朗?

①水汽含量少;②气流平稳,空气垂直混合作用微弱。

7、高层大气中有一个与人类活动关系密切的层,叫什么?为什么?作用是什

么?

电离层。由于受强太阳辐射,产生带电离子和自由电子,使高层大气中产生电流和磁场,并反射无线电波,对人类通信等有很大影响。

第二章太阳的热能和温度

第一节太阳辐射

1.概念: 太阳辐射, 太阳辐射光谱, 太阳常数.

太阳辐射:太阳以电磁波的形式向外传递能量。太阳辐射所传递的能量称为太阳辐射能。

太阳辐射光谱:太阳辐射中辐射能按波长的分布。

太阳常数(I0):在日地平均距离上,大气顶界垂直于太阳光线的单位面积上每分钟接受的太阳辐射,称为太阳常数,即 1367W/m2 。

2、太阳辐射光谱中能量是如何分布的?

太阳辐射主要是可见光,也有不可见的红外线和紫外线。在全部太阳辐

射能中,波长在占99%,且主要分布与可见光和红外线区,前者占50%,后者占43%,紫外线占7%。

3、为什么太阳辐射是短波辐射, 地面-大气系统是长波辐射?

因为太阳辐射波长主要集中在0.15—4μm之间,地面和大气辐射波长场集中在10—15μm之间,因而太阳辐射是短波辐射, 地面-大气系统是长波辐射。

4、大气对太阳辐射的吸收对太阳辐射有什么影响?

大气中吸收太阳辐射的成分主要是水汽、氧、臭氧、二氧化碳及固体杂质等。大气对太阳辐射的吸收有选择性,由于大气的主要吸收物质(臭氧、水汽)对太阳辐射的吸收带都位于太阳辐射光谱能量较小的两端区域,因此大气对太阳辐射的吸收对太阳辐射的减弱作用不大。

5、为什么天空有时是蓝色有时呈白色?

太阳辐射通过大气,遇到空气分子、尘埃等质点均会发生散射。若分子直径比波长短,则发生分子散射(蕾利散射),且波长越短散射越强。这种散射有选择性,因为太阳辐射中的蓝青光波长较短,容易被分子散射,因而雨后天晴天空呈蓝色。

若分子直径比波长长,则发生粗粒散射(米散射),这种散射无选择性,及辐射的各种波长均被散射。因此当空气中尘埃或雾粒较多时,一定范围内的长短波均被散射,因此天空呈灰白色。

6、太阳高度角的大小与到达地面的直接辐射有什么关系?

太阳高度角是影响太阳直接辐射的主要因素之一(另一个是大气透明度)。太阳高度角越大,等量的太阳辐射散布的面积越大,因而地面单位面积获得的辐射量小;太阳高度角越小,太阳辐射穿过的云层越厚,太阳辐射被减弱的越多,到达地面的越少。

7、请解释我国太阳总辐射量分布区域的原因?

我国太阳辐射总量最高在西藏,青海、新疆、黄河流域次之,长江流域与大部分华南地区很少。因为西北、华北属温带大陆性季风气候,晴朗干燥天气较多,日照时间长,因此辐射多;青藏高原海拔高,紫外线辐射多,因此辐射总量大;长江中下游属亚热带季风气候,云量多,对太阳辐射的削弱作用强,因此辐射总量少。

第二节地面和大气的辐射

1.地面有效辐射的多少与什么有关?

地面放射的辐射与地面吸收的辐射之差成为地面有效辐射。实质是地表散失热量的多少。影响因子:地—气温差、空气湿度、空气透明度、云况、海拔、地面性质等。

2.大气窗口及其作用是什么?

大气在整个长波段,8—12μm,处吸收率最小,透明度最大,称为大气窗口。有

约20%的地面辐射由此射向宇宙空间,因此可利用红外辐射观测此波段的辐射强度,推断地表温度的变化。

3、大气的保温效应是什么?

大气辐射指向地面的部分为大气逆辐射。大气逆辐射是地面因放射辐射而损耗的能量得到补偿,因此大气对地面有一定的保暖的作用,称为温室效应。

4、为什么有云的夜晚比无云的夜晚暖?

由于大气的温室效应,有云的夜晚使地面得到的大气逆辐射较多,因此有效辐射较小,地面散失的热量少,使温度较高。

5、什么是地面辐射差额,具有什么特点?

某段时间内单位面积地表所吸收的总辐射和其有效辐射的差值,称为地面辐射差额。地面辐射差额具有日变化和年变化。一般夜间为负,白天为正,夏季为正,冬季为负。其年振幅随纬度的增加而增大,同一纬度,陆地年振幅大于海洋。全球各纬度基本都为正,只有高纬度和某些高山地区为负值。就全球而言收入大于支出。

6、地气系统辐射差额的存在有什么意义?

就个别地区来看,地气系统辐射可正可负;就整个地-气系统看,多年平均为0,从而使全球达到辐射平衡。地气系统辐射差额分布不均,使高低纬受热不均,引起气压分布不均,导致大气运动,使高低纬间有水平的热量输送,进而产生大气环流。

第三节大气的增温和冷却

1、为什么霜前冷,雪后寒,霜重见晴天?

水汽在地面和地表物质上凝华形成霜。因为空气中的水汽在地表凝华时会释放出潜热,将空气的热量传给地面,从而使气温降低,因此霜前冷。雪是空气中的水汽在空中凝结形成,雪后融化时蒸发吸热,使气温下降。因为当地面迅速辐射冷却时才能凝华形成霜,只有情天才满足这一条件,因此霜重见晴天。

2、干绝热过程和湿绝热过程有什么不同?

任一气块与外界无交换热量时的状态变化过程为绝热过程。当升降气块内部既没有水相变化又没有与外界热量交换过程时,称为干绝热过程。饱和空气绝热上升中,因饱和而发生冷却凝结,同时释放凝结潜热,加热气块的过程称为湿绝热过程。此过程涉及水汽凝结,但不考虑其他热量交换。

第四节大气温度的时空变化

1.气温的日变化特点是什么?

①一天内有一个最高值和一个最低值,最高值出现在午后14时左右,最低值出现在清

晨日出前。

②日较差的大小与纬度、季节、和其他自然地理条件有关。日较差最大地区在副热带,

向两极减小。

2、为什么最高气温在午后14时而非正午?

正午太阳高度角最大,太阳辐射达最强,地表储存太阳辐射能而升温,到午后13点最高,再通过辐射、对流把地面的长波辐射传给大气,气温到14时达最高

3、为什么阴天气温日较差比晴天小?

阴天的云量比晴天多,由于云层对太阳辐射的削弱作用,白天地面得到的太阳辐射少,最高气温比晴天低;在夜间由于云层大温室效应,使地面散失的热量少,最低温反比晴天高。因此阴天温差小于晴天。

4、为什么一年中气温最大值在大暑而非夏至?

由于地面储存热量的原因,气温出现最高值的那天不是太阳辐射最强的夏至,而是比这一时段落后1—2个月。

5、为什么北半球1月等温线比7月密集?

1月太阳直射点在南半球,北半球高纬度地区不仅太阳高度低,且白昼时间短;低纬地区太阳高度角较高且白昼较长,因此1月份温差大;7月份太阳直射点在北半球,高纬地区虽然太阳高度角小,但白昼时间长,低纬地区太阳高度角大但白昼时间短,因此7月份的温差小。所以1月等温线比7月密集。

6、为什么北半球7月南北温差比冬季小?(同上)

7、为什么北半球夏季陆地上的等温线凸向极地?

同一纬度夏季陆地气温高于海洋。北半球海陆分布差异明显,因此陆地上的等温线凸向极地。

8、辐射逆温是如何形成的,条件是什么?

由于地面强烈辐射冷却形成的逆温称为辐射逆温。在晴朗无云或少云的夜间,地面很快辐射冷却,近地面气层随之降温。离地面越近降温越多,离地面越远降温越少,因此形成了自地面开始的逆温。

条件:晴朗无云或少云的夜间,无风或微风。

9、用图解释乱流逆温的形成过程?

由于低层空气湍流混合而形成的逆温称湍流逆温或乱流逆温。P57

第三章大气中的水分

1.用分子运动论说明蒸发,凝结和饱和过程(E和e)

水在表面动能超过脱离液面所需的功的水分子,有可能克服周围水分子的吸引或相互碰撞,运动方向不断改变,其中有些向水面飞去而重新落入水中。单位时间内跑出水面的水分子比落回水中的水分子多,系统中的水就有一部分变成了水汽,即蒸发过程,反之为凝结过程。有可能在同一时间内,跑出水面的水分子与落回水中的水汽分子恰好相等,即水和水汽之间达到了两相平衡,这种平衡叫做动态平衡,动态平衡时的水汽称为饱和水汽。

. e

e>E出现凝结(过饱和)

2.E的大小和哪些因素有关?

E为饱和水汽压,e为实际水汽压。与温度、蒸发面性质、蒸发面形状有关。

3.为什麽冰晶与水滴,大小水滴,冷暖水滴间利于水分转移.?

冰晶与水共存时,可知冰晶的E小于水滴的E,当实际水汽压介于二者之间时,就会产生冰水之间的转移现象,水滴应因蒸发不断减小,冰晶因凝结不断增大,即冰晶效应。其他同理。

4. 说明云滴增大和降水的形成过程。

云体上升绝热冷却或有云外水汽输入时,使云内空气中的水汽压大于饱和水汽压,因此云滴能够凝结增长(63页凝结增长)。云滴增大加上冲并过程形成雨滴降落即降水。P74、75

5.大气中水汽凝结条件有哪些?

有凝结核存在,实际水汽压大于饱和水汽压。

使空气达到过饱和即实际水汽压大于饱和水汽压的途径:①通过蒸发使空气中水汽增加,实际水汽压大于饱和水汽压;②通过冷却作用,减小饱和水汽压,使其小于实际水汽压。

6、地面凝结物和空中凝结物可分为几类?分别简述其主要特征。

地面凝结物——露和霜:傍晚或夜间,由于地面辐射冷却,使近地面空气层降温之露点以下,

当露点高于0℃时形成露,低于0℃时形成霜。

雾凇:形成玉树枝等地物迎风面上的白色疏松的微小冰晶或冰粒。分为晶状雾凇和粒状雾凇。P68

雨凇:形成于地面或地物迎风面上的透明或毛玻璃状的紧密冰层。由于过

冷却雨滴降到低于0℃地物上冻结而成。P68

空中凝结物——雾:悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶。分为辐射雾、平流雾、蒸发雾、上坡雾、锋面雾等。P69

云:空气中有凝结核,空气过饱和而凝结。对云来说,其过饱和主要有空其

垂直上升进行绝热冷却形成。使空气上升的形式有热力对流、动力抬

升、大气波动、地形抬升。分类:层状云(雨层云、高层云、卷云),

波状云(层积云、高积云、卷积云),积状云(淡积云、浓积云、积

雨云)P70

7、何谓降水量,降水时间,降水强度, 凝结增长,冰晶效应, 雾凇和雨凇?

降水量:常分日、月、年、月平均、年平均、多年平均降水量。

降水时间:一次降水过程从开始到结束持续的时间,用日、时、分表示。

降水强度:单位时间内的降水量。中央气象局将其分成7个等级。

后四个名词见3、4、6题。

8、如告诉你某地的经纬度,你能估计该地的降水概况吗?

地形雨:暖湿气流运行中,遇山地阻挡在迎风坡(雨坡)凝结高度以上形成的降水。

迎风坡降水多。分布于山地迎风坡。

对流雨:近地空气强烈受热上升,绝热冷却时形成的降水。时间短,范围小,并伴有雷电、冰雹的暴雨。赤道带全年均为对流雨,中纬度夏季午后。

锋面雨:冷、暖空气块(团)相遇时产生的降水。中、高纬度的重要降水形式。时间长,范围广,强度小

台风雨:暖湿空气绕台风中心旋转上升形成。强度很大,暴雨-狂风-雷电。热带洋面。

赤道带——春分、秋分降水相对较多,温带大陆西岸——降水季节变化不明显,温带大陆东岸——集中于夏季,我国——西南季风区5—10月为雨季;东亚季风区夏季为雨季,且南方雨季长于北方。

全球降水大致分布呈4个基本带:

(1)赤道多雨带——受赤道热带气团控制,全年多雨,年降水量1500—3000mm,个别>3000—4000mm。多对流雨,上升为主

(2)20—30o少雨带——受副高控制,下沉为主, 年降水量<500mm,但受季风、台风和地形因素影响,少数地区降水丰富(东岸)(乞拉齐朋、福建、广东…)

(3)中纬度多雨带——受锋面气旋影响,年降水量500—1000mm。尤其大陆沿岸受季风影响降水十分丰富。锋面和气旋雨

(4)高纬度少雨带——受极地高压影响,气温低、蒸发弱,年降水量<300mm。下沉为主

9、为什么说降水量的多少与湿润程度是两个不同的概念?

湿润程度主要决定于降水量与蒸发量的差额。

第四章大气的运动

本章是重点,名词解释和画图题。看书比较重要。

1、冬季与夏季的气压有什么不同?

即气压的年变化。大陆上,冬季气压最高,夏季低,年变化很大,且随着纬度的增加而增大。海洋上夏季高冬季低,年较差较小。山区最高压在夏季,最低值在冬季。P88

2、请问右图说明什么?(气压随高度的增加而递减)P83

3、用图解释暖高压、冷高压随高度的变化时,系统是如何变化的?P92

4、在北半球高压区或低压区的中心轴线向什么方向倾斜?

高压向西南方,低压向西北方。(温压场的不对称系统)P92

第三节大气的水平运动和垂直运动

1、什么是白贝罗风压定律?

地转风背风而立,北半球高压在其右方,南半球高压在其左方。P98

2、在同一气压场中,Vc、Vg、Vac是什么关系?请解释。

梯度风在一定纬度带,当气压梯度力相等时,低压梯度风速小于地转风速,高压梯度风速大于地转风速,即Vac> Vg >Vc P99

3、北半球暖高冷低区风随高度变化的规律?

热成风热成风风压定律:北半球背风而立,高温在右,低温在左。南半球相反。 P101

4、随着纬度增高水平地转偏向力有什么变化?增大

5、赤道上空的空气会发生偏向吗?为什么?

不会。赤道上没有地转偏向力。

6、请根据要求画图:(作业)

在北半球,画出气压场、受力、风向、热成风、风随高度变化的平面图

第四节大气环流

1、用图简述只有太阳辐射一个因素下大气环流的特点。

即单圈环流。P105

2、天空中的云为什么总是从西向东移动呢?不知道

3、为什么南极的冰雪样中会出现DDT的化学成分呢?

大气环流的存在,使全球的大气处于不断环流状态,其他地区的气体通过大气环流到达南极上空,并通过降水大大地面冰雪中。

4、简述三圈环流和三风四带的形成过程(要求结合示意图进行说明)。作业

5、非洲的撒哈拉沙漠为什么是世界最大的沙漠?

副高地区,降水量小于蒸发量;盛行东北信风,是强大的离岸风,不能带来水汽;地形平坦开阔,有利于沙漠的扩张。

6、赤道地区常年多雨,为什么?(空气对流运动旺盛,赤道低压带,空气处于上升状态)

7、欧洲西海岸降水量从西向东减少,什么原因?

欧洲西海岸位于盛行西风带,自海岸西部吹来,从海洋带来充沛的水汽。由于中部阿尔卑斯山脉等高大山脉的阻挡,时到达东部的水量减少。

8、海陆分布对地面的大气环流有何影响?

海陆热力性质差异明显。夏季大陆是热源,海洋是冷源,冬季相反,影响到海陆间的气压分布,使完整的纬向气压带分类成一个个高压和低压中心;冬夏海陆热力性差异引起的气压梯度驱动海陆间大气的流动,形成随季节转换的环流,是季风形成的重要原因。P106

9、以北半球中纬度冬季为例,说明海陆分布对高空大气环流的影响?

北半球陆地辽阔,海陆呈东西向分布。冬季,大陆是冷源纬向西风流经大陆时,气流温度逐渐降低,到大陆东岸达到最低,气流东流入海后,因海洋是热源,温度逐渐上升,到海洋东缘升到最高。因此大陆东岸形成温度槽,大陆西岸形成温度脊。夏季相反。P106

10、高大地形对地面上的环流有何影响?

包括动力作用和热力作用两个方面。大规模气流爬越高大山脉或高原时,常在高山迎风坡受阻,使空气质量辐合,形成高压脊,背风侧由于空气辐散,形成高压槽。(热力作用)

若气流比较浅薄或山地过于高大,气流往往不能爬越,而在山地迎风面发生绕流或分支现象,在背风坡形成汇合现象。(动力作用)

11、大气环流的长期变化有哪些方面?

主要受季节更替引起的地标热力差异影响。中高纬度一年中环流状态的季节变化,一般以西风带上槽脊数量、结构形式和西风的强弱表现出来。(冬季三槽三脊,夏季四槽三脊)。冬夏季环流形势比较稳定,且占全年相当长的时间,成为中高纬度环流的基本状态,并在一年中交替出现。P115

第五章天气系统

第一节气团和锋

1、为什么我国不容易形成气团?

气团指气象要素(温度、湿度、大气静力稳定度)在水平分布上比较均匀的大范围空气团。其形成条件:范围广、地表性质比较均匀的下垫面;有一个能使空气物理属性在水平方向上均匀变化的气流场。我国多山地。下垫面性质复杂,受季风影响,没有稳定的气流场。

2、为什么锋面总向冷空气一侧倾斜?

由于冷暖气团密度不同,在两气团之间形成了由冷气团指向暖气团的水平气压梯度力,迫使冷气团呈楔形伸向暖气团下方将其抬升,当水平气压梯度力开始起作用时,地转偏向力也随之起作用,并不断改变冷气团运动方向。当这两力达到平衡时,冷暖气团分界面便处于倾斜状态。

3、锋内的温度、气压、风有何特点?

水平温度梯度大,等温线密集,并随高度的上升向冷气团一侧偏移。当自上而下通过锋区时,出现锋面逆温现象。锋两侧气压倾向是不连续的,当等压线横穿锋面时产生折角。折角尖端指向高压一方,锋落在低压槽中。锋附近的风场是同气压场相适应的。在气压场中,由于地面锋处于低压槽中,根据梯度风的原理,风斜穿等压线,呈气旋式切变。地面锋成为风的辐合线。P124—125

4、请画出冷锋形成示意图?

5、简述华南准静止锋和昆明准静止锋的形成过程,二者有何不同?

华南准静止锋是云系发展在锋上,并有明显降水。由于冷锋南下中冷气团削弱、暖气团增强演变而成,形成连续性降水若暖气团湿度增大、底层升温,可能形成积雨云和雷阵雨。“清明时节雨纷纷”。

昆明准静止锋是云系发展在锋下,并无明显降水。南下冷空气被山脉阻挡呈现准静止状态,锋上暖空气比较干燥且滑升缓慢,产生不了大规模云系和降水,而锋下冷气团含水汽较多,沿山地爬升,加上湍流、混合作用形成连续性降水。

第二节中高纬度天气系统

1、不同锋形成的天气各有什么特点?

暖锋天气——方向:暖空气推动着锋面向冷空气一侧移动,并缓慢爬升。

天气特点:降水主要在雨层云,属于连续性降水,强度小,雨区较广。锋前降

水,冷气团中因温度分布不均匀,有乱流作用,若锋线附近空气达到饱和,则

产生锋面雾。

出现的位置:春秋季出现在江淮、东北地区;夏季出现在黄河流域

冷锋天气——缓行冷锋

方向:冷空气推动着锋面向暖空气一侧移动。

天气特点:降水发生在雨层云中,且多为连续性的。若暖空气不稳定,则产生雷阵雨。

出现地区:夏季在北方,冬季在南方

冷锋天气——急行冷锋

方向:冷空气推动着锋面向暖空气一侧移动。

天气特点:过境时,往往狂风暴雨、雷电交加,气象要素剧变。锋线一过则天气豁然晴朗。但降水区较窄。冬季因暖空气干燥,则锋后出现大风和风沙天气。

出现的地区:常出现在我国北方的春、冬季。

准静止锋——形成:往往由冷锋演变而成。当冷锋南下过程中热力逐渐减弱,与南方暖空气团交绥而势均力敌时,就形成了准静止锋。

分类:根据云系的部位不同分为云系在锋上(华南准静止锋)、云系在锋下的(昆

明准静止锋)

锢囚锋——由暖、冷、更冷气团相遇,相互组成两个锋面,后一个锋面追上另一个锋面或两个锋面相遇,暖空气被迫抬升,地面完全被冷空气所占据。冷式锢囚锋:冷锋

后的更冷气团\暖锋前的冷气团。暖式锢囚锋:冷锋后的冷气团/暖锋前的更冷气团。

保留原来两条锋的天气。东北地区的锢囚锋多属冷式锢囚锋,华北地区的锢囚锋属

本地形成的暖式锢囚锋,冬半年在西北、华北、东北地区会出现地形锢囚锋。

2、画出锋面气旋的平面结构示意图?

定义:具有锋面结构的低压。是温带地区产生大范围云雨天气的主要系统,主要出现在东亚、北美、地中海等地区。成熟的锋面气旋的结构:气旋前方是宽阔的暖锋云系和相伴的连续性降水天气,气旋后方是比较狭窄的冷锋云系和降水天气,气旋中部是暖气团天气。

3、锋面气旋移来时会带来什么样的天气?

气旋前方是宽阔的暖锋云系和相伴的连续性降水天气,气旋后方是比较狭窄的冷锋云系和降水天气,气旋中部是暖气团天气。

4、如何表示气旋、反气旋的强度大小?

用气旋与反气旋的中心气压值的高低来表示。气旋:中心气压值愈低,其强度愈大。反气旋:中心气压值愈高,其强度愈大。

5、气旋与反气旋是如何分类的?

名称

分类

气旋反气旋

按形成和活动地区分温带气旋

热带气旋

极地反气旋

温带反气旋

副热带反气旋

第三节副热带高压

1、在北半球副热带高压是如何分布的?

Ppt图

2、为什么北半球副热带高压夏季强度大?

①行星风系的季节性移动作用,夏季行星风系北移

②青藏高原的叠加作用

3、副热带高压哪些部位容易产生降水天气?

中心:下沉气流强,晴朗少云,风力弱,炎热。

西北、北:气流来自低纬,潮湿、温暖,上升气流强,云雨区广,有时是雷雨天气,北侧与西风带相邻,常有气旋、锋面气旋活动。

西南:受东风气流影响,天气较好,当有热带天气系统出现时,产生成片的云雨,有时出现大风、暴雨等恶劣性的天气。

东:受北来冷气流影响,有逆温层,久旱少雨。

东南:受偏北、偏东气流的影响,较冷,以下沉气流为主,多晴朗少云的天气。

4、为什么会形成梅雨?

6月份副高第一次北跳至江淮地区,南下的冷空气与北上的暖湿气流相遇,形成江淮准静止锋或移动缓慢的冷锋,带来连续性降水。梅雨的时间:6-7月入梅:6月上旬出梅:7月上旬平均:20天(10-30天)早梅:5月中旬-6月初入梅。阴雨天多、空气潮湿、暴雨多、日照少、闷热、时晴时雨、时冷时热。

5、西太平洋副高的季节性活动规律与我国东部雨带是什么关系?

时间脊线位置影响地区

4月以前18-20°N 华南出现连续的低温阴雨天

6月下旬

第一次北跳并在

20-25°N稳定

华南前汛期结束,江淮流域出现梅雨。

7月中旬

第二次北跳并在

25-30°N摆动

梅雨结束,黄河出现汛期,长江流域进入伏

旱季节。

8月初

第三次北跳跨过

30°N

华南出现台风,华北、东北进入雨季。黄河

处于副高下

9月上旬

第一次回撤到

25°N

江淮出现降水,长江以北秋高气爽

10月上旬

第二次回撤到

20°N以南

华南降水,台风减少,华南以北都是秋高气

爽的天气。

第四节热带天气系统

1、请画出南、北半球信风带辐合带、无风带辐合带的示意图。

北半球无风带辐合带信风带辐合带

南半球

2、什么是热带气旋,什么是台风?

热带气旋是形成于热带海洋上,具有暖心结构,强烈的气选性漩涡。台风是发生于热带海洋上,其中心气压值极低,具有暖心结构和强烈旋转的热带涡旋。

3、请解释台风中心气温为什么比四周高?

台风眼壁外侧雨区释放凝结潜热和眼区空气下沉增温的结果。

4、台风形成需要什么样的条件?

①低空存在辐合流场,是热带气旋发展的基础;

②有广阔的高温洋面蒸发大量水汽到空中凝结,提供台风形成所需的巨大潜热;

③有一定的地转偏向力,使扰动气流渐变为气旋性旋转的水平涡旋;

④基本气流的风速铅直切变要小,使潜热不扩散,形成、保持暖心结构及加强对流运动。

5、影响我国的台风主要来自哪几个方向?分别对我国哪一部分沿海有影响?

西北路:经琉球群岛,台湾、台湾海峡在江浙、浙闽沿海登陆,影响我国华东地区。西路:经南海在海南、越南一带登陆,影响我国华南地区。

第六章气候的形成

第一节太阳辐射与气候

1、什么是气候系统、天文辐射、地面辐射差额?

气候系统:由大气圈、海洋圈、冰雪圈、大陆圈、生物圈组成的庞大的系统。

天文辐射:太阳辐射在大气上界的时空分布是由太阳与地球的天文位置决定的,又称天文辐射。即到达地球大气上界的太阳辐射。

地面辐射差额:某段时间内单位面积地表所吸收的总辐射和其有效辐射的差值。

2、影响天文辐射的因素是什么?

纬度、季节、。

3、天文辐射的时空分布特点是什么?

①天文辐射的分布完全因纬度而异;②夏半年获得天文辐射的最大值在20°—25°的纬度带上,由此向两极减少;③冬半年北半球获得天文辐射最多的是赤道;④天文辐射的南北差异在同一时间内随纬度而有不同;⑤夏半年与冬半年天文辐射的差额随纬度的增高而加大;

⑥极圈内有极昼、极夜现象,极夜时天文辐射为零。

4、地面辐射差额的地理分布特点是什么?

Rg :地面辐射差额 S:到达地面的直接辐射 D:到达地面的散射辐射α:地面的反射率 F0:地面的有效辐射(Eg- Ea

特点:1、Rg在低纬大,高纬小

(低纬度天文辐射量全年大,热量有盈余,高纬度则有亏损)

2、同纬度海洋的Rg大于陆地的.最大值在赤道偏南的太平洋上.

(海洋的反射率小赤道偏南的太平洋海域宽阔)

3、海上Rg基本上是带状分布的,只有在冷暖洋流区有些偏差.

(海洋下垫面物理性质是均匀的)

4、陆地上干旱区Rg小于潮湿区,最大值出现在南美潮湿的赤道地区.

(干旱区性质均匀反射率大,晴天多)

5、什么是热量平衡,表达式是什么,各字母有什么含义?

地面热量平衡:地面辐射差额与其转化成其他能量之间的平衡.

Rg+LE+QP+A=0 Rg:地面辐射差额(盈余为正,亏损为负)LE:潜热交换,由水汽蒸发或凝结所交换的热量。 QP:显热交换,由气块不规则运动产生的。

A:土壤热输送量(地表与其下层的热交换)

6、什么是厄尔尼诺现象?其出现时如何影响世界及我国的气候?

厄尔尼诺一词是指大范围的海洋异常现象,即赤道太平洋中部和东部海洋表层水温持续异常增温(连续 6 个月高于多年平均温度 0.5℃以上)的现象。

拉尼娜是指赤道太平洋中部和东部海洋表层水温持续异常降温(连续 6 个月低于多年平均温度 0.5℃以下)的现象。

正常情况下:

赤道太平洋海面盛行赤道东风,太平洋东侧表层的暖海水辐散,使深层冷海水上翻;西侧则海水辐合,引起海水下翻;结果使西太平洋海平面上升,热量聚积

环流异常时:

当洋流运动异常或大气环流变化而导致赤道东风和东南信风减弱时,赤道太平洋海面西高东低的温度分布将会被破坏,赤道逆流增强,西太平洋温暖的海水向东延伸,从而使东太平洋补充表层的下层冷海水减少,表层海水温度上升,太平洋东西两侧表层海水的温差减小,形成厄尔尼诺。

当赤道东风和东南信风增强时,东太平洋更多表层的暖海水被吹送到西太平洋,导致更多的下层冷海水补充上表层,表层海水温度因而下降,结果使太平洋东西两侧表层海水的温差加大,形成拉尼娜。

厄尔尼诺对世界气候的影响

1、热带中、东太平洋海温迅速升高,主要降水区由印度尼西亚地区东移至日界线附近,

直接导致该海域和南美太平洋沿岸哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁等地异常多雨。

2、使热带西太平洋降雨减少,造成南亚、印度尼西亚、马来西亚、东南亚和澳大利亚等

地大范围的严重干旱。而导致加拿大西部、美国北部出现暖冬,使美国南部冬季潮湿多雨。

3、抑制西太平洋和北大西洋热带风暴生成,使东北太平洋飓风增多。

厄尔尼诺对我国气候的影响

1、使来自东南部海洋上的夏季风强度减弱,造成夏季降雨带的位置偏南,出现南方暴雨成灾、北方干旱少雨的异常现象;

2、长江中下游地区进入梅雨期偏晚;

3、东部地区秋季容易出现北少南多的降雨分布;

4、容易出现暖冬;

5、在西北太平洋和南海地区生成的热带气旋或台风数量偏少。

7、影响季风形成的原因有哪些?

①海陆热力差异是形成季风的最主要原因;②行星风系的季节性移动;③青藏高原的加强作用。

《气象学与气候学》教案(DOC)

《气象学与气候学》教案 第一章绪论 气候学历经经典、天气气候到现代气候学的发展过程是科学观念的革命,它包括认识和研究方法的根本变革,启示我们从系统中学习气候,学习气候又是为了更好的认识这个地球表层系统。 一、现代自然地理学与气象气候学 1、人类赖以生存的地球——地球表层系统——个相互作用的整体 任何子系统的变化都会影响其他子系统 2、气候系统与地球表层系统——几乎相互覆盖的研究客体,但重点不尽相同。 3、气候系统也包括了地球表层系统中的几个子系统 4、其中,大气圈与自然地理系统其他圈层相互作用中,大气圈最为活跃,是联系各子系统相互作用的重要纽带,是形成自然地理要素地 带性与非地带性分布特点的主要背景之一,也是构成地球表层系统重要圈层 二、大气圈——是处于特定条件下及具有特定成分的气圈 1、气候系统如何起动与运动,其中的热力、动力过程 2、气候系统中各部分的联系,相互作用与耦合的整体过程以及对气候的影响 3、气候的综合性与地域的差异性,以及气候系统的稳定性与敏感性等 三、特定成分及其影响: 1、主要及微量成分 2、微量成分及其特殊作用:—温室气体 —平流层与臭氧层--生命保护层,

—三态共存,参与能量,辐射,及天气 过程 四、重力场对大气层的约束及影响: —在重力的作用下,以地面为下边界,绕地球旋转的圈层。 —影响之一:垂直层结的形成——大气分层: 水平尺度>>垂直尺度。 五、对流层: 是深受下边界(热力及动力)影响的大气最底层,集中了80%的大气质量,也是大气圈层与其它圈层相互作用的主要场所。 六、水汽对大气状态影响之——湿空气状态方程 七、微量气体: 在气候系统中存在着短周期的微循环,成分可变。含量虽少,但对热辐射非常敏感,因而对大气热状态影响很大,人类活动参与了微循环一可造成对大气行为有意或无意的干扰。 影响举例:臭氧层 问题:地面条件如何影响大气活动(热力及动力)—相互作用 第二章大气的热能和温度 ——气候系统物理过程之一 太阳能启动气候系统的物理过程—形成全球温度差异的地带性与非地带性分布以及周期和非周期变化。地气间的热能交换过程是地表系统中最基本的相互作用和影响过程,它从能量上把几个圈层连接在一起。 一、太阳能进入气候系统 1、主要途径:太阳辐射能地面大气 太阳短波辐射经大气削弱到达地面,吸收成为地面热能

气象学与气候学复习

实用 气候气象学 第一章 气候系统概念: 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。 气候系统的五大子系统:大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈 臭氧的形成与分布 臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分,其主要作用是吸收短波紫外线。 主要由于在太阳短波辐射下,通过光化学作用,氧分子分解为氧原子后再和另外的氧分子结合而形成的。有机物的氧化和雷雨闪电的作用也能形成臭氧。 分布:大气中的臭氧随高度、纬度等不同而变化,近地面含量极少。它是在太阳紫外线辐射或闪电作用下,氧分子分解为氧原子后再和另外的氧分子结合而成的气体。据观测,臭氧含量随高度的分布很不规则,近地面含量很少,从10km 高度开始含量逐渐增加,12-15KM以上含量增加得特别显著,在20-30km高度处达最大值,再往上,含量又逐渐减少,到55km高度就极少了。造成这一现象的原因是由于在大气的上层中,太阳短波强度很大,使氧分子解离增多。因此,氧原子与氧分子相遇机会很少;即使臭氧在此处形成由于它吸收一定波长的

紫外线,又引起自身分解,因此,在大气上层臭氧的含量不多。到20-30km处,既有足够的氧分子,又有足够的氧原子,这给臭氧的形成提供了条件,故称这一层为臭氧层。在低于这一层的空气中,太阳短波紫外线大大减少,臭氧分解也减弱,所以氧原子数量减少,以致臭氧形成减少。 文档. 实用 :臭氧能大量地吸收太阳紫外线,使臭氧层增暖,影响大气温度的垂直分布,从而对地作用球大气环流和气候的影响起着重要作用。同时,还对地面上的生物起着保护作用,使之免遭紫外线的伤害,少量紫外线可以起到杀菌治病的作用。对流层(地面——对流层顶)水汽,日常所见的大气现大气,90%对流层是大气的最下层,它的下界为地面,集中3/4 象均发生在此层,也是对人类生活、产生最有影响的层次。 特点:对流层有三个:由于本层的直接热源是地面,愈近地面大气获得热能愈多,温度气温随着高度而降低①。-0.65℃/100m愈加高,其气温直减率主对流的强度主要随纬度和季节的变化而不同②对流运动显著:由于下垫面起伏较大,海陆分布不同,大气受热不均,暖的地上升,冷的地方下沉,引起对流。对流层的上界因纬度和季节不同而异,就纬度而言,17-18km,低纬度:对流强,对流层较厚,平均厚度为中纬度:夏季对流强,冬季对流较弱,平均厚度10-20km 主要受地表影响大 高纬度:全年受到的太阳辐射最小,对流也最弱,对流层的厚度只有8-9km。 ③气象要素水平分布不均匀:温度和湿度不同

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。

气象学与气候学作业

1.为什么可以把90km以下的干洁空气看成为有固定分子量的单一气体成分? 答:由于大气中存在着空气的垂直运动、水平运动、湍流运动和分子扩散,使不同高度、不同地区的空气得以进行交换和混合。 2.大气的上界有多高?在此高度内分为哪几层?对流层的主要特点有哪些?答:大气的物理上界为1200km,着眼于大气密度的大气上界为2000-3000km。分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。 ①气温随高度增加而降低;②垂直对流运动;③气象要素水平分布不均。 3.高山常年积雪、云峰高耸,反映了哪一层的特点?为什么? 答:反映了对流层的特点,因为高山处于大气的对流层,对流层具有气温随高度增加而降低。 4.试分析对流层、中间层温度随高度降低的不同原因;平流层和暖层温度随高度迅速升高又是为什么? 答:①对流层主要从地面获得热量,因此气温随高度增加而降低; ②中间层由于几乎没有臭氧,而氮和氧等气体所能直接吸收的那些波长更短太阳辐射又大部分被上层大气吸收掉了,因此气温随高度增加而降低; ③平流层由于紫外线辐射很强烈,因此气温随高度增加而升高; ④暖层由于波长小于0.175微米的太阳紫外辐射都被该层中的大气物质所吸收,因此气温随高度增加而升高。 5.试从微观的分子运动论角度说明温度的实质。 答:在一定的容积内,一定质量的空气,其温度的高低只与气体分子运动的平均动能有关。当空气获得热量时,其分子运动的平均速度增大,平均动能增加,气温也就升高。

6.已知10oC时,E为12.3hpa;18oC时,E为20.6hpa。某地上午8时气温为23oC,e为12.3hpa;次日8时气温为23oC,e为20.6hpa。求两天8时的Td ,用此说明Td的高低直接与什么因子有关。 答:第一天上午8时e为12.3hpa,而10时E为12.3hpa,所以第一天8时的Td 为10℃。第二天上午8时e为20.6hpa,而18时E为20.6hpa,所以次日8时的Td为18℃。由此说明,当气压一定时,露点的高低只与空气中的水汽含量有关,水汽含量越多,露点越高。 7.比较干、湿空气状态方程说明: (1)在同温同压下,干、湿空气的密度谁大谁小? (2)在同压下,空气愈潮湿、温度愈高,其密度将会减小还是增大? 答:①在同温同压下,湿空气的密度比干空气的密度大。 ②在同压下,空气愈潮湿、温度愈高,其密度将会增大。 8.状态方程在气象上的重要作用是什么? 答:研究空气状态变化的基本规律。 9.可见光的波长范围是多少? 答:可见光的波长范围为0.4~0.76微米。 10.太阳辐射通过大气时发生哪些变化?为什么? 答:①太阳辐射会被大气吸收,因为太阳辐射穿过大气层时,大其中的某些成分具有选择吸收一定波长辐射能的特性。 ②太阳辐射会被大气散射,因为太阳辐射通过大气,遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时,都要发生散射。 ③太阳辐射会被大气反射,大气中云层和较大颗粒的尘埃能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去。 11.大气对太阳辐射的散射有什么规律?用此解释雨后天空呈青蓝色、空中尘粒较多时天空呈灰白色。

气象学与气候学电子教材

气象学与气候学电子教材 第一章引论 第一节气象学、气候学的研究对象、任务和简史 一、气象学与气候学的研究对象和任务 由于地球的引力作用,地球周围聚集着一个气体圈层,构成了所谓大气圈。 大气的分布是如此之广,以致地球表面没有任何地点不在大气的笼罩之下;它又是如此之厚,以致地球表面没有任何山峰能穿过大气层,而且就以地球最高峰珠穆朗玛峰的高度来和大气层的厚度相比,也只能算是“沧海之一粟”。我们人类就生活在大气圈底部的“下垫面”上。大气圈是人类地理环境的重要组成部分。 地球是太阳系的一个行星,强大的太阳辐射是地球上最重要的能源。这个能源首先经过大气圈而后到达下垫面,大气中所发生的一切物理(化学)现象和过程,除决定于大气本身的性质外,都直接或间接与太阳辐射和下垫面有关。这些现象和过程对人类的生活和生产活动关系至为密切。人类在长期的生产实践中不断地对它们进行观测、分析、总结,从感性认识提高到理性认识,再在生产实践中加以验证、修订、逐步提高,这就产生了专门研究大气现象和过程,探讨其演变规律和变化,并直接或间接用之于指导生产实践为人类服务的科学——气象学。 气象学的领域很广,其基本内容是:(1)把大气当作研究的物质客体来探讨其特性和状态,如大气的组成、范围、结构、温度、湿度、压强和密度等等;(2)研究导致大气现象发生、发展的能量来源、性质及其转化;(3)研究大气现象的本质,从而能解释大气现象,寻求控制其发生、发展和变化的规律;(4)探讨如何应用这些规律,通过一定的措施,为预测和改善大气环境服务(如人工影响天气、人工降水、消雾、防雹等),使之能更适合于人类的生活和生产的需要。 由于生产实践对气象学所提出的要求范围很广,气象学所涉及的问题很多,在气象学上用以解决这些问题的方法差异很大,再加上随着科学技术发展的日新月异,气象学乃分成许多部门。例如有专门研究大气物理性质及其变化原理的大气物理学;有着重讨论天气现象及其演变规律,并据以预报未来天气变化的天气学等,而其中与地理和环境科学关系最密切的是气候学。 气候学研究的对象是地球上的气候。气候和天气是两个既有联系又有区别的概念。从时间尺度上讲,天气是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。天气过程是大气中的短期过程。而气候指的是在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下,在某一时段内大量天气过程的综合。它不仅包括该地多年来经常发生的天气状况,而且包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。例如从上海近百年的长期观测中总结出,上海在6月中旬到7月中旬,经常会出现阴雨连绵、闷热、风小、潮湿的梅雨天气,但是有的年份(如1958年)会出现少雨的“空梅”,也有的年份(如1954年)6—7月连续阴雨50—60天,出现“丰梅”。“开梅”和“断梅”的迟早也历年不同,这是上海初夏时的气候特征。 由此可见,要了解一地的气候,必须作长时期的观测,才能总结出当地多年天气变化的情况,决不能单凭1958年一年的观测资料,来说上海初夏的气候是干旱无雨,也不能凭1954年一年的情况,就说上海的初夏气候有持续50—60天的阴雨,那都是个别年份出现的具体天气现象,而气候是在多年观测到的天

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

气象气候学作业2

第二章大气的热能和温度 [主要内容] 本章主要讨论与大气温度有关的辐射能量及其转化,说明了大气温度变化的原因,揭示了大气温度的时空分布规律。 [名词解释] 辐射:以电磁波为传播能量的方式 辐射能:通过辐射传播的能量 辐射强度:点辐射源在某方向上单位立体角内传送的辐射通量 辐射通量密度:单位面积内通过单位面积的辐射能量 黑体:可以吸收所有入射辐射的物体 太阳常数:日地处于平均距离,在大气上界,垂直于太阳光线的1平方厘米面积内,1分钟内获得的太阳辐射能量 直接辐射:太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射 散射辐射:经过散射后自天空投射到地面的太阳辐射 总辐射:直接辐射与散射辐射的总和 行星反射率:以全球平均而言,太阳辐射约有百分之30被散射和漫射后回宇宙 大气窗口:大气对长波辐射,在8—12波段处吸收率最小,透明度最大 地面有效辐射:地面放射的辐射与地面吸收到的大气逆辐射之差 干绝热直减率:对于干空气和未饱和的湿空气而言,气块绝热上升单位距离时的温度降低值湿绝热直减率:饱和湿空气绝热上升的减温率 泊松方程: 位温:气体从原有的压强与温度出发,绝热膨胀或压缩到标准压强时的温度 假相当位温:当气块中含有的水汽全部凝结降落时所释放的潜热,使原气温的位温达到极值大气稳定度:气块受任意方向扰动后,返回或远离原平衡位置的趋势和程度 气温的日较差:一天中气温最高值与最低值的差值 气温的年较差:一年中月平均气温的最高值与最低值的差值 热赤道:位于北纬20度左右的地区,平均温度1月7月均高于24摄氏度 逆温:一定条件下,对流层中出现气温随高度增加而设广告的现象 [填空] 1、太阳辐射是地球最重要的能量来源,一年中整个地球可以有太阳获得_5.44x10^24 _的能量。 2、气象学着重研究太阳、地球和大气的热辐射,它们的波长大约在___0.15-120______之间。 3、基耳荷夫定律表明:同一物体在温度T时放射某一波长的辐射,那么在同一温度下它也_吸收这一波长辐射____;一个物体的吸收率等于该物体同温度同波长的__放射率_______;__黑体__________的吸收能力最强,它也是最好的放射体。 4、黑体的总放射能力与它本身的__绝对温度的四次方___________成正比。 5、物体温度愈高,其单色辐射极大值所对应的波长__愈短_____________。 6、太阳辐射在大气中的减弱,以_臭氧___作用最为重要,_二氧化碳___ 作用其次,_悬浮在大气中的水滴、杂质__作用相对最小。 7、布格公式表示太阳辐射经过大气减弱之后到达地面的数值,其表达式为_I=I0P^m___________。 8、直接辐射有显著的年变化、日变化和纬度变化,这种变化主要由__太阳高度角_____决定。

气象学与气候学

气象学与气候学 Revised as of 23 November 2020

第一章引论 名词解释 1、气象:大气的物理现象(冷热,干湿,大气运动) 2、气候:多年天气的综合表现 3、天气:一定区域短时间内的大气状况及其变化的总称 4、气温垂直递减率:一般而言,高度每增加100m,气温则下降℃,这称为气 温垂直递减率,也叫气温垂直梯度 5、大气污染:也叫空气污染,指由于人为或自然原因,导致空气中的有害物质 的浓度超过一定限度、维持一定的时间,直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象 6、标准大气压:指在纬度45°,0℃时,海平面的大气压,一般1个标准大气 压=760mmHg= 问答题 1.何谓气象学气候学天气学气候与天气有什么区别 2.气象学是专门研究大气物理现象的一门学科;气候学是研究气候形成过程, 描述各地区气候条件以及气候变迁及原因的一门学科;天气学是研究天气形成、变化规律、预测未来天气的一门学科。 3.天气是指某一地区短时间内大气状况的综合,而气候是指在各个气候因子的 长期相互作用下,在某一个较长时间段内所表现出来的大量天气过程的综合。 4.大气成分中,二氧化碳、臭氧、水汽的分布和作用

5.二氧化碳在大气中的垂直分布是从低到高逐渐减少的,其功能一是能吸收地 面长波辐射,是低空大气变暖,二是具有“温室”作用; 6.臭氧主要分布在平流层,其功能一是吸收紫外线,保护地球上的生物不受其 危害,二是增温,在高空形成一个暖区,影响气温的垂直分布; 7.水汽主要分布在对流层大气中,随高度升高而递减,水汽是大气变化的重要 参与者,一能成云致雨,形成各种天气现象,二是善于吸收和放射长波辐射,加其三相变化有热量转化,所以对地面和空气的温度有一定影响 8.大气在垂直方向分为哪几层分层原则对流层和平流层的特征 9.大气由低空到高空依次分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层; 10.分层原则:大气在垂直方向上的物理性质是有显着差异的,根据温度、成 分、电荷、等物理性质,同时考虑到大气的垂直运动等情况进行分层;11.对流层:①高度在平均12km以下;②一般情况下,气温随高度升高而降 低;③空气垂直对流运动显着;④气象要素水平分布不均匀;⑤天气现象复杂多变;⑥从低到高有可以分为摩擦层、中层、上层 12.平流层:①高度从对流层顶到55km左右;②气温最初保持不变或微变,在 大约30km以上,气温随高度增加而显着升高,形成一个暖层;③气流平稳,水平运动为主;③水汽、尘埃含量少,能见度好,多晴朗天气,偶尔有积雨云冲入 13.同温度下干湿空气那个重,为什么虚温的意义和原理 14. 15. 16.为什么城市地区二氧化碳浓度要高一些

《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

气象学与气候学复习重点

气象学与气候学复习重点 第一章绪论 1.天气与气候的区别(时间、空间尺度) 2.气象学发展历程:气象仪器、无线电报、无线电探空仪、遥感探测、自动气象站 第二章大气的基本情况 1.大气组成: 干洁空气(N2、O2、CO2、O3)、水分、悬浮杂质 2.大气的垂直结构(温度、成分、电荷、大气垂直运动) a.对流层:①气温随高度增加而降低②垂直对流运动③气象要素水平分布不均匀④主要大气现象发生在此层 分层:贴地层、摩擦层、对流中层、对流上层、对流层顶 b.平流层:①25km(臭氧层)以下,气温保持不变;25km以上,气温随高度增加而显著升高。(臭氧层能大量吸收太阳辐射 热而使空气温度大大升高) 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,适宜飞机航行。 c.中间层:温随高度增加而迅速下降,并有强烈的垂直运动。 d.热层:气温随温度的增加而迅速增高;电离现象 e.散逸层 3. 气象要素:气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度 a.比湿:一团湿空气中,水汽质量与该团空气总质量(水汽与干空气的质量)的比值; b.露点:空气水汽含量不变,气压一定时,使空气达到饱和时的温度,称露点温度 气压一定时,露点的高低只与空气中水汽含量有关,水汽含量高,露点高; 实际大气中,空气经常处于未饱和状态,露点温度比气温低 第三章辐射系统 1.辐射通量及辐射通量密度定义 辐射通量:单位时间通过任意面积上的辐射能量 辐射通量密度:单位面积上的辐射通量 2.辐射规律(选择) a.基尔荷夫定律(选择吸收定律):放射能力强(弱),吸收能力强(弱)黑体吸收(放射)能力最强 同一物体,温度T时它放射某一波长的辐射,同一温度下也吸收这一波长的辐射。 b.斯蒂芬—波尔兹曼定律:物体温度越高,放射能力越强 c.维恩位移定律:物体的温度愈高,放射能量最大值的波长愈短,随着物体温度不断增高,最大辐射波长向短位移。 太阳辐射是短波辐射;地面、大气辐射是长波辐射。 3.太阳辐射 ◆太阳辐射光谱:可见光(50%)、红外区(43%)、紫外区(7%) ◆太阳常数:指在日地平均距离条件下,在大气上界,垂直于太阳光线的单位面积,单位时间内获得的太阳辐射能量。值为 1370W/m2 1)大气上界的太阳辐射(天文辐射) a.影响因素:日地距离、太阳高度角、白昼长度 b.天文辐射对热量分布的影响 ①全球获得太阳辐射最多的是赤道,随纬度增高而减少。形成热带、温带、寒带等气候带。 ②夏半年获得天文辐射量最大值在20°~25°的纬带上,由此向两极减少,最小值在极地。 (原因:太阳高度角大,白昼长度大于赤道) ③冬半年北半球获得天文辐射最大在赤道。随纬度增高而减少,到极点为零。高低纬度之间冬季气温差较大。 ④由于日地距离影响,南北半球天文辐射总量是不对称的,南半球夏季各纬圈日辐射总量大于北半球夏季相应各纬圈的 日辐射总量。相反,南半球冬季各纬圈日辐射总量小于北半球冬季相应各纬圈的日辐射总量。 2)穿过大气层的太阳辐射(反射、散射、吸收) a.主要变化:

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

气象学与气候学

第1—2章 1)简述气候系统。 答:气候系统就是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、雪圈与生物圈在内得,能够决定气候形成、气候分布与气候变化得统一物理系统。 太阳辐射就是气候系统得能源。在太阳辐射得作用下,气候系统产生了一系列复杂得过程,这些过程在不同得时间尺度上与不同得空间尺度上有着密切得相互作用,各个组成部分之间,通过物质与能量交换,紧密地结合成一个复杂得、有机联系得气候系统。 2)名词解释:天气、气候、天气系统、天气过程、天气预报、气象要素、辐射通量密度、比辐射率 答: 天气:某地在某一瞬间或某一短时间内大气状态与大气现象得综合。 大气状态:大气得气压、气温与湿度等。 大气现象:大气中得风、云、雨、雪等现象。 气候:在太阳辐射、大气环流、下垫面性质与人类活动得长期作用下,在某一时段内大量天气得综合。不仅包括该地多年得平均天气状况,也包括某些年份偶尔出现得极端天气状况。 天气系统:指引起天气变化与分布得高压、低压、高压脊、低压槽等典型特征得大气运动系统。 天气过程:天气系统得发生、发展、消失与演变得全过程。 天气预报:人们根据对天气演变规律得认识,利用多种观测及模拟手段,对未来一定时期内天气变化作出主、客观得判断。 气象要素:气象要素就是指表示大气属性与大气现象得物理量,如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量与能见度等等。 辐射通量密度:单位时间内通过单位面积得辐射能量称辐射通量密度(E),单位就是W/m2。 比辐射率就是反映物体热辐射性质得一个重要参数,与物质得结构、成份、表面特性、温度以及电磁波发射方向、波长(频率)等因素有关。 3)哪些自然现象能证实大气圈得存在? 答:a、蓝色得天空。这就是由于大气中得一些非常细小物质成分,如气体、粉尘等,它们得直径较阳光得波长小得多,因此,蓝色得散射量较之于其她任何一种颜色能更多地被选择散射。这种散射称瑞利散射。b、白云。如果形成散射粒子得形状就是球形得,而且其直径并不比阳光得波长小,所有得波长都就是平均地被散射得,这种散射称迈耶散射。因此,云就是白色得。c、风。有风就说明有物质得存在,因为风就是由于大气不同部位得压力差别造成得。如果在真空中就不会有风了。d、流星。流星就就是陨石穿过大气层时,由于其速度太快,与大气摩擦产生热使陨石燃烧起来。否则我们得地球也与月球一样“千疮百孔”。 4)大气圈各层得主要物理特性就是怎样得? 答:a、对流层 厚度:平均11-13km,赤道17-18km,两极8-9km。 质量:约占大气圈质量得75%。

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

2015年气象学与气候学习题答案---cuit

第一章 引论 1、说明“天气”和“气候”的区别和联系,并指出下列问题中哪些是天气性的,哪些是气候性的。 (1)室外棒球赛因雨而被取消; (2)今天下午最高气温25℃ (3)我要移居昆明了,那里阳光明媚,四季如春。 (4)本站历史最高温度为43摄氏度; (5)成都明天天气阴有阵雨。 答:天气与气候既有联系又有区别: 区别:(1)概念不同 天气:某地在某一瞬间或某一段时间内,大气状态和大气现象的综合。 气候:在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动的长期作用下,某一地区多年间 大气的一般状况,既包括大气的平均状况,也包括极端状况。 (2)变化周期不同 天气:变化快,周期短;气候:变化慢,周期长。 联系:天气是气候的基础,气候是天气的总结和概括。 气候是在多年观测到的天气基础上所得出的总结和概括,是在一定时段内由大量天气过程综合而得出的长期大气过程, 二者之间存在着统计联系,从时间上反映 出微观与宏观的关系 判断:属于天气的为(1、2、5),属于气候的为(3、4) 2、(1)某一中纬度城市的海平面气温为10℃,探空资料显示大气温度直减率为6.5℃/km ,对流层顶部气温为-55℃,试问其对流层顶的高度是多少? (2)同一天赤道地区某地的气温是25℃,探空资料给出大气温度直减率为6.5℃/km ,对流层顶高16km ,那么对流层顶部的气温是多少? 答:(1)已知:T 0=10℃, γ=6.5℃/km ,T=-55℃, 根据T= T 0 +γZ → Z=10km (2)已知:T 0=25℃, γ=6.5℃/km ,Z=16km , 根据T= T 0 +γZ → T=-79℃ 3、已知在0℃、10℃、20℃、30℃和40℃时水面的饱和水汽压分别为6.1hPa 、12.3 hPa 、23.9 hPa 、42.3 hPa 、73.9 hPa 。假设一教室内气温为30℃,经测定其露点温度为10℃,那么该教室内空气的相对湿度是多少? 答: 4、已知空气温度在13.4℃时,饱和差为4.2hPa ,那么空气要冷却到多少度时才达饱和? 答:已知t=13.4℃ 5、已知相对湿度f=40%,气温为15℃,大气压为p=1000hPa ,求实际水汽压e 、比湿q 和水汽混合比γ。 答: 6、某湿空气气块的P=1000hPa ,e=25hPa , t=32℃,其中干空气为3000g ,试问: 17.2717.2713.4237.313.4237.36.11 6.1115.4t t s e e e hPa ????? ? ?++????=?=?=12.342.3 100%29.1%a s e RH e = = ?=s a a s d e e e e d hPa =- ? =- = 15.4-4.2=11.217.276.11exp()8.63237.3a t e hPa t t =11.2=? ? =+℃17.271540% 6.11exp() 6.8215237.3a a s s e RH e RH e e ?= ? =?=?? =+hPa 36.820.6220.622 4.2410/1000a e q g g P - = ==?36.820.6220.622 4.2710/1000 6.82a a e g g P e γ- = ==?--

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