气象学复习资料

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气象学复习绪论1.什么是天气和气候?什么是天气学和气候学?天气和气候有什么不同?又有什么联系?一个地方某一瞬间大气状态和大气现象的综合称为天气。

研究天气及其演变规律并预测预报未来天气变化的学科称为天气学。

气候是一个地方多年间发生的天气状态, 它既包括平均状态, 也包括极端状态。

研究气候的形成、分布和变化规律的学科称为气候学。

2.小气候和小气候学的定义。

由于人类活动和各种生物的生命活动, 绝大部分在紧靠下垫面附近的空气层中进行, 而这个气层的气候主要决定于下垫面(也称为作用面)状况和特性。

因此把在局部地区范围内作用面条件影响而形成的与大气候不同的近地气层气候称为小气候。

并把研究小气候的学科从气候学中分出, 称为小气候学。

第一章大气1.干洁空气的定义是什么?主要成分有哪些?这些主要成分在大气中的来源、分布和作用是什么?(主要是氮、氧、臭氧、二氧化碳)大气中, 除了水汽、液体和固体杂质的整个混合气体, 称为干洁空气。

它的主要成分是氮和氧, 约占干洁空气体积的99%。

氮是大气中最多的气体, 它能起冲淡氧, 使氧化作用不致过于激烈的作用。

有的植物通过菌根的作用, 可直接将大气中的氮改造为植物体内不可缺少的养料。

氧是大气中次多的气体, 是地球上一切生命所必需的。

氧还决定着有机物的燃烧、腐烂和分解过程, 以及影响到在大气中进行的各种化学反应过程。

臭氧是氧分子在太阳紫外线作用下分解为氧原子, 然后又与氧分子化合而成。

它在大气中含量极少, 分布也不均匀。

在近地层中臭氧很少且不稳定。

从10km高度开始逐渐增多, 在20km到30km高度处达到最大值, 再往上, 臭氧含量又逐渐减少, 到55-60km高度上就极少了。

臭氧能大量吸收太阳紫外线, 使臭氧层增暖, 影响到大气中温度的铅直分布。

同时, 也使地球上的生物免受过多太阳紫外线的伤害。

二氧化碳主要来源于燃料的燃烧、有机物的腐烂分解和生物的呼吸作用。

这些作用集中在大气底层, 因此二氧化碳分布在大气底层20km的气层内。

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第一章§2、大气的结构,垂直分层,组成,对流层的特征、厚度,气温直减率大气垂直分层:散逸层、热层、中间层、平流层、对流层大气组成::水汽、悬浮在大气中的固液态杂质、干洁大气(即干空气)。

对流层的特征:①一般随海拔高度的升高,温度下降;②空气具有强烈的上下对流运动;③集中了大约3/4的大气质量;④集中了大气层中几乎全部的水汽量;⑤水平方向上各气象要素分布不均匀;⑥地面所观测到的天气现象,如:云、雾、雨、雪、打雷、闪电、冰雹、台风等,都发生在这一层内。

对流层厚度:空间上:随纬度增加,厚度降低;低纬地区:平均厚度为17~18km ;中纬地区:平均为10~12km ; 高纬地区:平均为8~9km ;时间上:夏季>冬季。

气温直减率:描述大气温度在垂直方向上的变化,常用垂直温度梯度概念,并规定温度随高度升高而降低为正值。

故简称气温直减率,用{ EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMA T | 表示:§3、主要气象要素的概念和单位,表示湿度概念的水汽压与饱和水汽压、饱和差、相对湿度、露点温度的概念1、水汽压(e ):空气中的水汽所产生的那一部分压力。

单位:百帕(hPa )(1)饱和水汽压():在一定温度下,饱和空气的水汽所产生的那部分压力。

反映空气的最大水汽的容纳能力。

(2)实际水汽压():在一定温度下,未饱和空气中的水汽所产生的那部分压力。

反映空气中水汽含量的多少。

计算公式:2.、绝对湿度(水汽密度)():单位体积空气中所含的水汽质量,也就是水汽密度。

单位:g/m3 公式:相对湿度(RH ):空气中实际水汽压()与同样温度下的饱和水汽压()的百分比。

单位:g/m3 公式:RH= *100%,反映空气的潮湿程度,表示空气距饱和状态远近的程度。

饱和差(d ):在一定温度下,饱和水汽压与实际水汽压之差。

单位:百帕(hPa )公式:d= d=0,饱和 d >0,未饱和 d <0,过饱和露点温度:指空气在水汽含量和气压都不变的情况下,降低温度,从而使空气中水汽达到饱和状态时的气温。

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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、虚温含义,它可直接测量吗?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。

3、从大气组成推导大气摩尔质量u=?大气是混合气体,大气摩尔质量也就是混合气体的平均摩尔质量。

4、体积相同、P和T相同的干湿空气重量是否一样?干空气状态方程为:湿空气状态方程为:在T,V,P相同的情况下:,得出V相同,所以5、P=1010hPa,e=10hPa,t=27 ℃,求Tv(虚温)。

Tv=(1+0.378e/p)T= 301.12286、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)。

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一、名词解释1.天气: 是指一地短时的大气状态。

2、气候:是指某一地区或全球范围内大气的多年统计状态,它既包括多年的统计状况,也包括少数年份出现的极端天气事件。

3、气象要素: 定性或定量描述大气物理现象和过程的物理量4、太阳常数: 在大气上界,当日地处于平均距离时,垂直于太阳光线平面上,单位面积、单位时间内所接受的太阳辐射能称为太阳常数。

5、太阳高度角: 太阳平行光线与水平面的夹角称为太阳高度角。

6、大气透明系数: 是指太阳辐射透过一个大气量后的辐射通量密度与透过前的辐射通量密度之比。

7、大气质量: 通常用太阳辐射通过大气路径的长度与大气在垂直方向上的厚度的比值来表示。

8、地面有效辐射: 地面放射的辐射与地面吸收的大气逆辐射之差称为地面有效辐射。

9、地面净辐射: 地面辐射能得总收入和总支出之差值称为地面净辐射。

辐射通量老度,单位面积上的辐射通量(单位时间内通过单位面积的辐射能)。

10、可照时间,大阳中心,从出现在一地的东方地平线到进入西方地平线,其直射光在无地物、云、雾等任何遮蔽条件下照射地面所经历的时间称为可照时间,亦称可照时数或昼长。

12、日照时间:一天中太阳光实际照射地面的时间。

13、热容量: 单位体积物质温度每升高1C所吸收的热量。

14.导热率: 当温度垂直梯度为1℃时,单位时间内通过单位水平截面积的热量,15.气温日较差:一天中,最高气温与最低气温之差,16、气温年较差:一年中最热月平均气温和最冷月平均气温之差。

17、Y气温垂直梯度: 高度每相整100m,两端气温的差值。

18、Ym(湿绝热直减率): 湿绝热过程中,高度每相差100m,两端气温的差值。

19、Yd(干绝热直减率): 干绝热过程中,高度每相差100m,两端气温的差值。

20、积温: 一段时间内日平均气温的总和。

21、有效积温: 作物在某时间内有效温度的总和。

22、活动积温: 作物在菜时期内活动温度的总和。

23.空气湿度: 表示空气中水汽含量多少或空气潮湿程度的物理量。

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气象学复习资料气象学复习资料绪论第一节气象学与农业气象学1、气象学:研究大气中各种物理过程和物理现象形成原因及其变化规律的科学。

2、天气:在一定地区和一定时间内,由各项气象要素一定的结合所决定的大气状态,称为天气。

3、气候:气候是在一较长时间阶段中大气的统计状态,它一般用气候要素的统计量表示。

4、气象要素:表示大气状况和天气现象的各种物理量统称为气象要素。

主要的气象要素有:气压、温度、湿度、降水、蒸发、风、云、能见度、日照、辐射以及各种天气现象。

5、农业气象学:研究气象条件与农业生产相互作用及其规律的一门学科。

(1)研究与农业相关的气象条件的发生、变化和分布规律;(2)研究受气象条件影响和制约的有关农业问题及其解决途径。

6、农业气象要素:在气象要素中和农业生产相关的称农业气象要素,重要的农业气象要素有辐射、温度、湿度、风、降水等。

第二节大气的组成7、大气的组成:干洁空气、水汽、气溶胶粒子8、干洁空气:干洁空气是气体的混合物,主要气体是氮(N2,容积78.09%),氧(O2,容积20.95%),氩(Ar ,容积0.93%),还有不定的二氧化碳(CO2,平均容积0.03%),臭氧(O3)和各种氮的氧化物,此外,还含有很少量的氦、氖、氩、氪、氢等。

9、大气污染:因人类的生产和生活活动使某些物质(如粉尘微粒、各种硫化物、氮化物、氧化物、卤化物、有机化合物等)进入大气,使大气的化学、物理、生物等方面的特性改变,从而影响人们的生活、工作,危害人体健康,影响或危害各种生物的生存,直接或间接地损害设备、建筑物等的现象。

10、大气成分中的二氧化碳、臭氧、水汽在气象学和生物学上有何意义?二氧化碳:由于大气中的CO2能强烈地吸收红外线,使地面放射的红外辐射中的很大一部分被大气吸收,使大气的温度因之升高或使降温速度减慢,因而大气向地面放射的红外辐射增多,地面的平均温度因此而升高,这就是人们常说的“温室效应”。

臭氧:①可以吸收掉过多的太阳紫外辐射,不致太多的紫外线到达地面对生物构成伤害,又能透过少许的紫外线杀灭地面对动植物有害的一些病菌。

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气象学是研究大气现象及其变化规律的一门学科,它涉及天气、气候、天灾等各方面的知识。

以下是气象学的一些重要概念和知识点,供大家复习参考。

1. 大气层的构成及特征:大气层可以分为对流层、平流层、中间层和外围层四个部分。

其中,对流层是最接近地球的部分,也是天气发生的主要区域。

平流层则较为稳定,不易出现大气运动。

2. 气压和海拔高度的关系:随着海拔的不断升高,大气的密度和气压都会逐渐减小。

3. 湿度的测量和计算:湿度通常可以用相对湿度和露点温度来表示。

相对湿度是指实际水汽含量与最大可能水汽含量的比值,露点温度则是指当空气冷却至饱和状态时的温度。

4. 大气的运动和风的产生:大气的运动主要有垂直和水平两个方向。

水平方向上的运动可以形成风,其产生的原因包括气压差、地转偏向力和地形等多种因素。

5. 暴雨和雷电的成因:暴雨通常发生在气压低、湿度高、温度适中的环境下,而雷电则是由云内的正负电荷分离所引起的。

6. 气象灾害的种类和防范方法:气象灾害包括台风、龙卷风、冰雹、洪水等多种类型,防范方法包括做好气象预报和监测、加强基础设施建设等多种措施。

以上只是气象学的部分内容,希望大家能够通过复习掌握更多相关知识,提高应对天气变化和灾害的能力。

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1太阳系数:在大气上界,日地平均距离上投射到垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度So=1382w/㎡2相对湿度:指空气中实际水汽压与同温下饱和水汽压的比值,用百分数表示3梯度风:指在自由大气中,当空气质点作曲线除了受气压梯度力和地转偏向力作用外,还受到惯性离心力的作用,当这三个力达到平衡时的风称为梯度风4气候:某一地方地球大气的温度,降水,气压,风,湿度等气象要素在较长时期内的平均值或统计率,以及它们以年为周期的振动5地面净辐射:指在单位时间内单位面积地面所吸收的辐射与放出辐射之差,也称地面辐射差额6低气压:指与等压面下凹部分相应的是由一组等高线构成的低值区域,高度值由中心向外递增称为低压,高度值由中心向外递减称为高压,7气压梯度力:由于空间气压分布不均而作用于空气体上的力8霜期:指从秋季的初霜日期到春季的终霜日期间的持续日期9分子散射:当太阳辐射通过大气时,遇到大气中的各种质点,太阳辐射能的一部分散向四面八方,称为散射10三基点温度:即维持生长发育的生物学下界温度(最低温度,最适温度,上限温度)11小气候:指在具有相同的大气特点的范围内,在局部地区由于下垫面性质不一致,使该地区具有独特的气候状况12大气活动中心:指由于海陆热力差异使有完整向气压地分裂为一个个范围较大的高低压区,它们决定大气的活动和水热交换,对天气和气候变化有重大影响13天气:指一定地区短时间内的大气状况(风,云,雨,雪)及其变化总称是这一地区短时间内各种气象要素综合表现出的大气物理状况14土壤定容热容量:土壤热容量又称土壤容积热容量。

是单位容积的土壤,温度升高l℃所需要的热能。

15光合有效辐射:太阳辐射光谱中可被绿色植物的质体色素吸收、转化并用于合成有机物质的一定波段的辐射能。

16活动积温:某时段内大于或等于生物学下限温度的日平均气温的累积值17降水量:一定时段内液态或固态(经融化后)降水, 未经蒸发、渗透、流失而在水平面上累积的深度。

气象学复习重点

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复习思考题第一章大气概述1.大气中臭氧,二氧化碳,水汽在气象学上的意义。

臭氧能大量吸收紫外线,使臭氧层增暖,影响大气温度的垂直分布;同时,臭氧层的存在也使地球上的生物免受过多太阳紫外线的伤害,对地球上生物有机体生存起了保护作用。

二氧化碳是植物进行光合作用制造有机物质不可缺少的原材料,它的增多也会对提高植物光合效率产生一定影.二氧化碳是温室气体,它能强烈吸收和放射长波辐射,对空气和地面有增温效应。

水汽能强烈吸收长波辐射,参与大气温室效应形成,对地面起保温作用。

大气中水汽含量多少,影响云雨及各种降水,对植物生长发育所需水分有着直接影响,最终影响到植物及农作物的产量。

2.大气垂直分层的依据是什么.各层的主要特点有哪些。

依据:世界气象组织根据大气温度和水汽的铅直分布、大气的扰动程度和电离现象等不同物理性质,把大气分为五层.特点:对流层是靠近地表的大气最底层,气温随高度增加而降低,空气具有强烈的对流运动,气象要素水平分布不均匀。

平流层位于对流层顶到距地面约50~55km的高度,气温随高度的上升而升高,空气以水平运动为主,水汽含量极少。

中间层是从平流层顶到距地面85km左右的高度,气温随高度的增加迅速降低,有空气的垂直运动,几乎没有臭氧存在。

热成层又称暖层,位于中间层顶至500km左右,气温随高度的增加迅速升高,大气处于高度的电离状态。

散逸层是大气的最高层,又称外层,气温随高度的增加很少变化.3.名词解释:饱和水汽压、相对湿度、露点、饱和差.饱和水汽压:在温度一定情况下,单位体积空气中的水汽含量是有一定限度的,如果水汽达到此限度,空气就是饱和状态,这时的空气称饱和空气.饱和空气产生的水汽压力称为饱和水汽压,它是温度的函数.相对湿度:空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值。

露点温度:当空气中水汽含量不变,且气压一定时,使空气冷却到饱和时的温度称露点温度.饱和差:在一定温度下,饱和水汽压与实际空气中水汽压之差称为饱和差.它表示实际空气距离饱和的程度.4.饱和水汽压和相对湿度与温度有何关系。

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气象学复习资料一.名词解释干洁大气:除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气,称为干洁大气。

下垫面:指与大气底部相接触的地球表面,或垫在空气层之下的界面。

如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。

气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象,称气象要素。

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

辐射:物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。

由辐射所传输的能量称为辐射能,有时把辐射能也简称为辐射。

太阳高度角:太阳光线与地平面的交角。

是决定地面太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落时为0,正午时达最大值。

太阳方位角:太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的交角。

以正南为0,从正南顺时钟向变化为正,逆时针向变化为负,如正东方为-90°,正西方为90°。

可照时间:从日出到日落之间的时间。

光照时间:可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光照射的时间之和。

太阳常数:当地球距太阳为日地平均距离时,大气上界垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度。

其值为1367瓦•米-2。

大气质量数:太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气铅直厚度的比值。

直接辐射:以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射。

总辐射:太阳直接辐射和散射辐射之和。

光合有效辐射:绿色植物进行光合作用时,能被叶绿素吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成分。

大气逆辐射:大气每时每刻都在向各个方向放射长波辐射,投向地面的大气辐射,称为大气逆辐射。

. 地面有效辐射:地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差,即地面净损失的长波辐射。

地面辐射差额:某时段内,地面吸收的总辐射与放出的有效辐射之差。

温度(气温)日较差:一日中最高温度(气温)与最低温度(气温)之差。

温度(气温)年较差:一年中最热月平均温度(气温)与最冷月平均温度(气温)之差。

日平均温度:为一日中四次观测温度值之平均。

即T平均= (T02+T08+T14+T20)÷4。

候平均温度:为五日平均温度的平均值。

活动温度:高于生物学下限温度的温度。

活动积温:生物在某一生育期(或全生育期)中,高于生物学下限温度的日平均气温的总和。

有效温度:活动温度与生物学下限温度之差。

有效积温:生物在某一生育期(或全生育期)中,有效温度的总和。

逆温:气温随高度升高而升高的现象。

辐射逆温:晴朗小风的夜间,地面因强烈有效辐射而很快冷却,从而形成气温随高度升高而升高的逆温。

活动面(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。

容积热容量:单位容积的物质,升温1℃,所需要的热量。

农耕期:通常把日平均温度稳定在0℃以上所持续的时期,称为农耕期。

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。

三基点温度:是指生物维持生长发育的生物学下限温度、上限温度和最适温度。

饱和水汽压(E):空气中水汽达到饱和时的水汽压。

相对湿度(U):空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比。

饱和差(d):同温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。

):在气压和水汽含量不变时,降低温度使空气达到饱和时的温度。

露点温度(td降水量:从大气中降落到地面,未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积累的水层厚度。

干燥度:为水面可能蒸发量与同期内降水量之比。

农田蒸散:为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。

降水距平:是指某地实际降水量与多年同期平均降水量之差。

降水变率=降水距平/多年平均降水量×100%辐射雾:夜间由于地面和近地气层辐射冷却,致使空气温度降低至露点以下所形成的雾。

低气压:又称气旋,是中心气压低,四周气压高的闭合气压系统。

高气压:又称反气旋,是中心气压高,四周气压低的闭合气压系统。

地转风:当地转偏向力与气压梯度力大小相等,方向相反达到平衡时,空气沿等压线作直线运动所形成的风。

季风:大范围地区的盛行风向随季节而改变的风,其中1月和7月风向变换需在120°以上。

海陆风:在沿海地区,由于海陆热力差异,形成白天由海洋吹向陆地,夜间风由陆地吹向海洋,这样一种昼夜风向转变的现象。

山谷风:在山区,白天风从谷地吹向山坡,夜间由山坡吹向山谷这样一种以日为周期的地方性风。

焚风:气流越山后在山的背风坡绝热下沉而形成的干而热的风。

标准大气压:温度为0℃,在纬度45°的海平面上的大气压力,其值为1013.2hPa。

气:一定地区短时间内各种气象要素的综合所决定的大气状态。

天气过程:各种天气系统随时间和空间的变化过程。

气团:大范围内水平方向上各种物理属性比较均匀,铅直方向上变化比较一致的大块空气。

暖锋:由暖气团推动冷气团并向冷气团一方移动的锋。

冷锋:由冷气团推动暖气团并向暖气团一方移动的锋。

静止锋:当冷暖气团相遇时,势均力敌,或由于地形的阻滞作用,移动缓慢或在原地来回摆动的锋。

气旋:又称低压,是一个中心气压低,四周气压高的空气涡旋。

在北半球,气旋内气流反时针自外向内辐合。

反气旋:又称高压,是一个中心气压高,四周气压低的空气涡旋。

在北半球,反气旋内气流顺时针自内向外辐散。

霜冻:在作物生长季节里,由于土壤表面、植物表面以及近地表气层的温度降低到0℃以下,引起作物遭受的冻害。

平流霜冻:由于寒潮或较强冷空气入侵而出现的霜冻。

. 寒露风:我国南方双季晚稻抽穗开花时所遇到的低温冷害天气。

寒潮:是指势力强大的冷高压南下,使所到之处产生剧烈降温、冻害和偏北大风的天气过程。

国家气象局对寒潮的一般定量标准:一次冷空气入侵,使该地气温在24小时内下降10℃以上,同时最低温度在5℃以下。

干旱:是指在农业技术水平不高的条件下,作物需水量与土壤供水量在相当长时间内失去平衡,使作物生长发育受到危害,造成产量下降的灾害性天气。

干热风:是指高温、低湿,并伴有一定风力的大气干旱。

梅雨:平均每年6月上旬至7月中旬,我国宜昌以东的江淮地区,出现的阴雨连绵天气,此时正值江淮梅子成熟,故称这时期的降水为梅雨。

气候:是指一地多年时期内的大气统计状况。

大气统计状况是用气候要素(温度、降水、风等)的平均值或统计量来表示。

气候相似:是德国学者马依尔为了充分利用气候资源提出的学说,即将植物从一地区移植到另一地区,需要严格遵守地区之间的气候相似。

天文四季:是根据地球环绕太阳公转的位置而划分的四季。

如农历以“四立”为四季之始,“两分两至”为四季之中。

阳历以“两分两至”为四季之始,春分~夏至为春季,夏至~秋分为夏季,秋分~冬至为秋季,冬至~春分为冬季。

气候四季:又称温度四季。

是以候平均温度为划分指标,候均温低于10℃为冬季,高于22℃为夏季,介于10~22℃之间为春季或秋季。

气候异常:是指某些气候要素偏离气候常年平均而出现的极端值。

如某年的某时段内降水量超出多年同期内平均降水量,出现降水量异常,而发生水涝灾害。

"农业气候相似”原则:是指将作物(或牲畜)从一地区引进到另一地区,必须考虑满足其生长发育和产量形成的气候条件相似。

小气候:在局部地区内,由于下垫面性质和状况的不同而引起近地气层与土壤上层小范围的特殊气候。

农田小气候:是以农作物为下垫面的小气候。

它是农田贴地气层、土壤耕作层同作物群体之间物理与生物过程相互作用的结果。

坡地小气候:由于坡向坡度的不同,坡地上的可照时间和太阳辐射强度差别很大,因而获得太阳辐射总量也不同所形成的小气候。

非独立小气候:既受到本身下垫面影响又受到周围下垫面条件影响的小气候二.计算题任意时刻太阳高度角的计算根据公式Sinh=sinφsinδ+cosφcosδcosω大致分三步进行:(1) 计算时角ω,以正午时为0°,上午为负,下午为正,每小时15°;如以“度”为单位,其计算式是ω=(t-12)×15°其中t为以小时为单位的时间;如以“弧度”为单位,则ω=(t-12)×2π/24建议计算时以角度为单位。

(2) 计算sinh值(所需的δ值可从教材附表3中查到,考试时一般作为已知条件给出)。

(3) 求反正弦函数值h,即为所求太阳高度角。

正午太阳高度角的计算根据公式:h=90°-φ+δ进行计算;特别应注意当计算结果h>90°时,应取补角(即用180°-h作为太阳高度角)。

也可根据h=90°-|φ-δ|进行计算,就不需考虑取补角的问题(建议用后一公式计算)。

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(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)在40°S 的正午太阳高度角。

解:已知φ= -40°(在南半球) δ=-20°∴h=90°-(-40°)+(-20°)=110°计算结果大于90°,故取补角,太阳高度角为:h=180°-110°=70° 也可用上述后一公式直接得计算水平面上的太阳直接辐射通量密度根据公式: R sb =R sc •a m sinh 大致分三步进行计算:(1) 计算太阳高度角的正弦sinh (参看第1,2两部分)。

(2) 计算大气质量数,一般用公式 m=1/sinh(3) 计算R sb 例1 计算北京(取φ=40°N)冬至日上午10时水平面上的太阳直接辐射通量密度(设Rsc=1367瓦•米-2 ,a=0.8)。

解:已知φ=40°,δ=-23°27'(冬至日),ω=-30°sinh=sin40°sin(-23°27') + cos40°cos(-23°27') cos(-30°)=0.352825m=1/sinh=1/0.352825=2.8343∴R sb =R sc •a m sinh=1367×0.82.8343×0.352825=256.25 (瓦•米-2 ) 例2 计算武汉(φ为30°N)在夏至日正午时的太阳直接辐射通量密度(已知a=0.8)。

解:已知φ=30°,δ=23°27', 正午太阳高度角为h=90°-φ-δ=90°-30°-23°27'=83°27'm=1/sinh=1.00657R sb =R sc •a m sinh=1367×0.81.00657 ×sin83°27'=1084.87 (瓦•米-2) 例3 当太阳直射南半球纬度18°时,试求我国纬度42°处地面上正午时的直接辐射通量密度(已知大气透明系数为0.7,太阳常数为1367瓦•米-2)。

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