大气物理试题

热为103焦耳/千克.开，试问卫星刚刚移出地球阴影时的增温率（度/ 秒）？ 解：按题意，可列出下式：
式中r为卫星半径，S0为太阳常数，m为卫星质量，c为比热，为增温 率。 将数值代入 （度/秒） 2、 日地距离一年中相对变化最大可达3.3%，试证一年中地球辐射（平衡） 温度相对变化可达1.65%。 证：按题意可列出方程 式中TE为地球辐射（平衡）温度，RE为地球半径，r为日地距离，r0为 日地平均距离，a为地球反射率。
根据山前P=970百帕，℃，克/千克，可在图解上求得山前为18℃ （或=3℃），同样，根据山后的P=950百帕，℃，克/千克，在图解上 求得山前为18℃（或=3℃）。因为山前，山后的或相等，故属同一微 团。
求法如下：已知970百帕，℃，克/千克，在图解上点-A点（970百 帕，℃），A点沿干绝热线上升到凝结高度，通过该凝结高度的湿绝 热线上的数字即为=18℃。
间水汽凝结物的80%通过降水下
落，求空气在山的另一侧下沉到900
百帕处的温度。
解： 先把空气微团的状态（1000百帕，20℃）点在图解上，然后沿 1000百帕等压线降温到与10克/千克的等饱和比湿线相交，所对应的温 度即为初始露点温度约为14℃。 现从（1000百帕，20℃）点出发沿干绝热线上升，直到与10克/千克的 等饱和比湿线相交，然后再沿通过该交点的湿绝热线上升到700百帕， 这时的比湿为6克/千克，因此凝结出的液态水为10-6=4克/千克。按题 意，降掉3.2克/千克，空气微团中尚剩液态水0.8克/千克。现在再将空气 微团从700百帕高度沿湿绝热线下降，直到与6.8克/千克的等饱和比湿线 相交（此时0.8克/千克的液态水已全部蒸发完），再沿干绝热线下降至 900百帕，此时微团温度约为19.8℃。 3、
3、已知气温为23.7℃，绝对湿度为14.1，求e、E、f、、饱和差。 解：水汽压e 由e值从马格奴斯公式可求得值 （℃） 饱和差=E-e=29.3-19.3=10.0(百帕)
7、设地面气压为1013百帕，温度为0.0℃，试求在均质大气中3997米和 7995米高度上的气压。 解：
8、超音速运输飞机在1000米上空飞行，测得t=15℃,p=890百帕，已知飞 机以下气层的气温直减率为6.5℃/1000米，求海平面气压。 解： 先求出海平面的温度
课堂练习1
1、已知空气温度为26.4℃，露点为9.3℃，求实际水汽压（e），饱和水 汽压（E），相对湿度（f）。如果露点不变，空气温度变高了，则答案 将怎样变化？如果气温不变，露点变高了，则答案又将怎样变化？ 解：将露点温度=9.3℃代入马格努斯公式，即求得水汽压e 将空气温度代入马格努斯公式，即得饱和水汽压E 相对湿度 如果不变，空气温度变高了，则饱和水汽压E要变大，相对湿度f要变 小。反之，如果气温不变，露点变高了，则与露点相对应的水汽压就要 增高，所以相对湿度f要变大。
求法如下：已知970百帕，℃，克/千克，在图解上点-A点（970百 帕，℃），A点沿干绝热线上升到凝结高度，再沿通过该凝结高度的 湿绝热线下降到1000百帕高度，此时在横坐标上所对应的温度数值即 为=3℃。
2: 试根据下表所给的A、B、C三点的资料，用图解求A、B、C三点的
A
B
C
P（百帕）
1000
Fra Baidu bibliotek
700
一股气流越山，山前气象站测得气流
的P=1000百帕，t=20℃，=15℃，这股 气流翻越山顶（山顶P=600百帕）下降 到山后气象站（P=1000百帕），问： （1）如果气流越过山顶前，所凝结的
液态水全部脱离气流，那么，山后气
象站应预报这股气流来时的t=？，=？ （2）如果1/2液态水降落，那么，山后 气象站预报t=？，=？（3）如果液态 水一直不脱离气流，那么。t，又分别 等于多少呢？
（℃） 1000米以下气层的平均温度为 ℃。 利用压高公式可求出海平面气压
(百帕)
1: 空气微团过山时发生凝结，在山前P=970百帕，℃，克/千克，在 山后P=950百帕，℃，克/千克，试问山前山后是否为同一空气微团？
（利用图解） 解：根据或在绝热过程中守衡恒的原理，只需判断山前山后的或是否 相等即可。
500
（℃）
18
6
-9
（℃）
15
3
-11
A
B
C
P（百帕）
1000
700
500
（℃）
18
6
-9
（℃）
15
3
-11
(克/千克)
10.7
6.8
3.0
(克/千克)
12.8
8.3
3.6
（百帕）
960
668
485
（℃）
51.5
58.0
61.5
（℃）
16.2
18.8
19.0
1、若有一未饱和湿空气流经一座高 3000米的高山，已知℃，℃， P=1000百帕，试问：
解：（1）空气先从初态（P=1000百帕，t=20℃，=15℃）出发，沿干绝 热线上升到凝结高度，再沿湿绝热线上升到山顶（P=600百帕处），然 后又沿干绝热线下降到1000百帕，此时t=35.5℃。从（1000百帕、 35.5℃）点出发，沿等压线向左移，直到与克/千克相交处，所对应的温 度即为=1℃。 （2 ）空气从初态出发，沿干绝热线上升到凝结高度，再沿湿绝热线上 升到山顶，然后又沿干绝热线下降到1000百帕，所对应的温度t=29℃。 从（1000百帕、29℃）点出发，沿等压线向左移，直到与7克/千克线相 交，所对应的温度即为=8.5℃。 （3）空气从初态出发，沿干绝热线上升到凝结高度，再沿湿绝热线上 升到山顶，然后又沿湿绝热线下降直到液态水全部蒸发完的高度，再沿 干绝热线下降到1000百帕，求得t=20℃。从（1000百帕、20℃）点出 发，沿等压线向左移动直到与克/千克线相交，所对应的温度即为 =15℃。
4、若不计地球大气的影响，地球一年能接收到多少太阳辐射能（焦耳/ 年）？ 解：因为地球绕太阳公转，总是一半表面向着太阳，一半表面背着太 阳，因此，半个球面接收到的太阳辐射能等于通过地球球心的太阳截面 所接收到的辐射能。故地球一年接收到的太阳辐射能总量为
（焦耳/年）
1、 一个具有黑体特性的人造地球卫星，其质量为100千克，半径为1米，比
（1） 凝结高度等于多少？ （2） 在山顶处的温度等于多
少？ （3） 在背风山麓处温度等于多
少？ （注：取=0.5℃/100米，凝结出的水 全部下降掉）
解：（1）已知℃，℃，可直接代入凝结高度公式： 米
也可从图上直接求（略）。 （2）设山顶处的温度为，凝结高度处的温度为。气流在凝结高度以 下它是根据干绝热直减率上升的，
所以℃； 在凝结高度以上气流是根据湿绝热直减率上升，所以山顶处的温 度为
℃ （4） 因设凝结出的水全部下降掉，故在背风坡气流是沿干绝
热下沉的 山脚处的温度为 ℃
2、
温度为20℃，比湿为10克/千克的空
气，在爬越一座山时，从1000百帕
高度抬升到700百帕高度。试问该空
气的初始露点为多少？若在上升期
对上式微分，有 将上式整理一下，得 简化得
λ