气象学复习题(答案)(2014年秋)

第一章地球大气重点：大气成分中的臭氧、二氧化碳、气溶胶粒子和大气结构中的对流层。

1、大气是由干洁大气、水汽和液态和固态微粒组成的混合物。

2、什么是干洁大气？干洁大气的主要成分是氮、氧和氩。

干洁大气：大气中除去水汽和悬浮在大气中的固态、液态微粒以外的整合气体。

3、高层大气中的臭氧主要是在太阳紫外辐射作用下形成的，大气中臭氧浓度最大的高度是20~30km 。

4、大气中的臭氧具有什么作用？（1）保护作用；（2）加热作用；（3）温室气体的作用。

5、大气中二氧化碳浓度白天、晴天、夏季比黑夜、阴天、冬季小，城市比郊区大。

大气中的二氧化碳具有什么作用？（1）CO2是绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。

（2）CO2是重要的温室气体（可强烈吸收地面和大气长波辐射并放射长波辐射），对地面和近地气层具有保温、增温效应。

6、列举大气中气溶胶粒子的重要影响。

什么是霾？雾和霾有何区别？气溶胶对大气中物理过程和现象的作用：（1）吸收太阳辐射，使空气温度增高，削弱到达地面的太阳辐射。

（2）阻挡地面辐射，减缓地面的辐射冷却。

（3）降低大气的透明度，影响能见度。

（4）充当水汽的凝结核，对成云致雨有重要意义。

霾：空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等气溶胶粒子形成的大气混浊现象，使水平能见度小于10 km。

雾和霾区别：（1）能见度围不同。

雾的水平能见度小于1公里，霾的水平能见度小于10公里；（2）相对湿度不同。

雾的相对湿度大于90%，霾的相对湿度小于80%，相对湿度介于80-90%是雾和霾的混合物，但主要成分是霾；（3）厚度不同。

雾的厚度只有几十米至200米左右，霾的厚度可达1-3公里左右；（4）边界特征不同。

雾的边界很清晰，过了“雾区”可能是晴空万里，但是霾与晴空区之间没有明显的边界；（5）颜色不同。

雾的颜色是乳白色、青白色，霾则是黄色、橙灰色。

7、根据大气物理性质的垂直分布，可将大气从低到高依次分为对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。

大气中的臭氧主要分布在平流层，热成层对无线电波的远距离传播具有重要作用。

8、对流层大气有哪些主要特点？（1）集中了整个大气四分之三的质量和几乎全部的水汽，大气中的各种天气现象如风、云、雨、雪等都发生在这一层里。

（2）气温随着海拔高度的增高而降低。

（3）对流层空气具有强烈的对流运动和不规则的乱流运动。

（4）气象要素水平方向上分布不均匀。

第二章辐射重点：第二节和第三节1、名词解释可照时数：不受任何遮蔽时每天从日出到日落的总时数。

光照时间：光照时间＝可照时数＋曙暮光时间太阳常数：当日地距离为平均值时，在地球大气上界投射到垂直于太线平面上的太阳辐射强度。

太阳高度角：太线与地表水平面之间的最小夹角。

(0º≤h≤90º，大于90º取补角)大气质量数：太通过大气路径的长度与大气铅直厚度之比。

地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差，亦称净红外辐射。

地面净辐射：在单位时间，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(B)，也称地面净辐射。

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。

光饱和点：在一定的光强围，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值。

2、应用基尔霍夫定律、斯蒂芬-波尔兹曼定律和维恩位移定律分析物体的辐射强度及辐射之间的相互作用。

（1）对不同性质的物体，放射能力较强的物体，吸收能力也较强；反之亦然；（2）对同一物体，如果在温度T时它放射某一波长的辐射，那么，在同一温度下它也吸收该波长的辐射；（3）物体温度愈高，其放射能力愈强；（4）物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短;（5）随着物体温度不断增高，最大辐射波长由长向短位移。

3、太阳高度角的影响因素。

正午太阳高度角的计算。

重要因素：地面太阳辐射通量密度···h正午＝90º-|φ-δ|4、北半球昼长的变化规律。

北半球日出日落太阳方位角的变化规律。

昼长的变化规律：（1）相同纬度，昼长冬短夏长，春秋介于二者之间；（2）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、秋分则不随纬度升高而变；日出日落太阳方位角的变化规律：1）除北极外，一年中只有春分日和秋分日，日出正东日没正西；2）夏半年，日出东偏北方向，日没西偏北方向；且愈近夏至日，日出日没方位愈偏北；3）冬半年，日出东偏南方向，日没西偏南方向；且愈近冬至日，日出日没方位愈偏南。

5、大气对太阳辐射的减弱作用有吸收、散射和反射。

影响大气对太阳辐射减弱作用的因素有大气质量数和大气透明系数。

6、大气对太阳辐射的吸收具有选择性的特性，其吸收光谱主要是紫外线和红外线。

7、大气对太阳辐射的散射特点。

解释晴朗的天空呈蓝色，和落日呈橘红色的原因。

特点：入射光波长愈短，散射能力愈强。

原因见课本P44开头8、到达地面的太阳总辐射强度取决于太阳高度角、大气质量数和大气透明系数。

太阳高度角如何影响到达地面的太阳辐射强度？高海拔地区太阳辐射强度大的原因。

（1）随h降低，直接辐射光谱中波长较长的部分逐渐增加，波长较短的部分逐渐减少。

（2）干洁空气中，随h降低，散射辐射中波长较短的部分逐渐减少，波长较长部分逐渐增多，而波长在400nm-600nm的可见光几乎不随h而变化。

海拔高，大气量小；云少，大气透明度高。

9、太阳辐射能主要集中在波长0.15~4μm 之间，其中，可见光区的能量占总能量的50% ，红外线占43% ，紫外线占7% 。

直接辐射和散射辐射光谱与太阳高度角的关系。

（1）太阳高度角越大，直接辐射强度越强；（2）太阳高度角的增大，散射辐射增强。

10、什么是温室气体？大气中的温室气体主要有CO2、H2O、CH4等。

温室气体：犹如温室覆盖的玻璃一样，阻挡了地面向外的辐射，增强大气逆辐射，对地面有保温和增温作用的气体。

11、影响地面有效辐射的因素有地面温度、空气温度、空气湿度、云况、风力、海拔、地面状况和植被等。

为什么多云的夜间地面温度比晴朗的夜间高？云多云厚时，Ee受阻，Ea则显著，从而Eo就明显减弱，地面降温变慢。

12、植物光合作用中最有效的光谱成分是红橙光和蓝紫光。

光合有效辐射的波长围是380~710nm 。

高山地区植物矮小和花色艳丽的原因。

13、根据植物对白昼长短的反应，植物可分为长日照植物、短日照植物和日中性植物。

长、短日照植物的光周期特性。

为什么长日照植物多起源于中高纬，而短日照植物多起源于低纬度？光周期特性：长日照作物只有在日照长度长于某一时间才能开花，若短于某一时间则延迟开花或不开花；短日照作物只有在日照长度短于某一时间才能开花，若长于某一时间则延迟开花或不开花；中性作物仅在某一日照时间围开花。

提示：长日照植物：北种南移，选择较早熟的品种；南种北移，选择较迟熟品种。

短日照植物：北种南移，选择原产地迟熟品种及感光性弱的品种；南种北移，应引早熟及感光性弱的品种。

第三章温度重点：第四节大气温度1、名词解释导热率：指当物体的温度垂直梯度为1℃/m，单位时间通过单位水平截面积的热量。

温度年较差：一年最热月月平均温度与最冷月月平均温度之差。

干绝热变化：当一团干空气或未饱和的湿空气与外界没有任何热量交换做升降运动，且气块没有任何水相变化时的温度变化过程。

湿绝热变化：指饱和湿空气做绝热上升（或下沉）时的温度变化。

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。

逆温：在一定条件下，对流层中会出现气温随高度的增加而升高的现象。

活动温度（积温）：大于或等于生物学下限温度的日平均温度称为活动温度，活动温度的累积称为活动积温。

有效温度（积温）：活动温度和生物学下限温度的差值称为有效温度，有效温度的累积值称为有效积温。

三基点温度：作物生命活动过程的最适温度、最低温度和最高温度的总称。

2、影响土壤热容量、导热率的主要因素是什么？解释潮湿紧密土壤温度日较差小于干燥疏松土壤的原因。

主要因素：1）土壤含水量：含水量大，热容量大，导热率大；2）土壤孔隙度：孔隙度大，热容量小，导热率小。

3、热量收支的主要方式有辐射热交换、传导热交换、流体流动热交换和潜热交换。

其中，地面与近地气层之间热量交换的主要方式是辐射热交换，土壤中热交换的主要方式是传导热交换，大气中以流体流动热交换为主。

4、一天中，一般地面温度的最高值出现在什么时间？为什么？5、土壤温度的垂直分布类型有日射型、辐射型、清晨过渡型和傍晚过渡型。

各类型的代表时间分别是13时、01时、07时和19时。

6、分析水面温度的变化比土壤表面要小得多的原因。

（1）土壤表面受热快，冷却也快；（2）土壤表面温度升降变化大，水面温度升温和冷却都较慢，日年较差都比土壤表面小。

7、一天中，通常气温最高值出现在13~15时，最低值出现在日出前后。

8、气温日较差大小受哪些因素的影响？有何特点？（1）土壤湿度：潮湿土壤地表温度的日变福和年变幅小于干燥土壤，最低、最高温度出现的时间落后；（2）土壤机械组成和腐殖质：土壤孔隙度越大，有机质含量越多，地表温度的日、年变化大；（3）土壤颜色：深色地表的温度日较差大于浅色土壤；（4）地面覆盖物：可使地表温度的日较差和年较差变小；（5）地形和天气：凸出地形地表温度变化小于平地，平地小于凹地，晴天大于阴天。

9、简述绝热增温和绝热冷却过程。

绝热增温过程：气团下降，体积缩小，外界做功，能增加，温度上升。

绝热冷却过程：气团上升，体积膨胀，对外做功，能减少，温度下降。

10、大气稳定度分为稳定、不稳定和中性三种情况。

如何判断大气稳定度？“头重脚轻”气层容易发生对流运动的原因。

某地在200米处气温为19.9℃，在1300米处气温为7.8℃。

试求200～1300米气层中干空气块的大气稳定度。

大气稳定度的判定：对于未饱和空气：γ>γd 不稳定；γ=γd 中性；γ<γd 稳定；对于饱和湿空气：γ>γm不稳定；γ=γm中性；γ<γm稳定。

11、按形成原因，逆温可分为辐射逆温、平流逆温、湍流逆温和下沉逆温等。

辐射逆温的特点。

（1）辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现，以冬季最强。

（2）夏季夜短，逆温层较薄，消失也快；（3）冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。

（4）在山谷与盆地区域，由于冷却的空气还有沿斜坡流入低谷和盆地的作用，因而常使低谷和盆地的辐射逆温得到加强，往往持续数天而不会消失。

12、三基点温度是指最高温度、最适温度和最低温度。

13、某作物从出苗到开花需一定有效积温，其生物学下限温度为10℃，它在日均气温为25℃的条件下，从出苗到开花需要50天。