气象学试题及答案

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C.氮;

D.水汽、水滴和二氧化碳。

5.当地面有效辐射增大时,夜间地面降温速度将A。

A.加快;

B.减慢;

C.不变;

D.取决于气温。

4、判断题:

1.对绝对黑体,当温度升高时,辐射能力最大值所对应的波长将向长波方向移动。×

2.在南北回归线之间的地区,一年有两次地理纬度等于太阳赤纬。√

3.时角表示太阳的方位,太阳在正西方时,时角为90°。×

4.北半球某一纬度出现极昼时,南半球同样的纬度上必然出现极夜。√

5.白天气温升高主要是因为空气吸收太阳辐射的缘故。×

6.光合有效辐射只是生理辐射的一部分。√

7.太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐射。×

8.地面辐射和大气辐射均为长波辐射。√

9.对太阳辐射吸收得很少的气体,对地面辐射也必然很少吸收。×

10.北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值,所以气温较高。×

6、问答题:

1.太阳辐射与地面辐射的异同是什么?

答:二者都是以电磁波方式放射能量;二者波长波不同,太阳辐射能量主要在0.15~4

微米,包括紫外线、可见光和红外线,能量最大的波长为0.48微米。地面辐射能量主要在

3~80微米,为红外线,能量最大的波长在10微米附近。二者温度不同,太阳表面温度为

地面的20倍,太阳辐射通量密度为地面的204倍。

2.试述正午太北半球阳高度角随纬度和季节的变化规律。

答:由正午太阳高度角计算公式h=90°-|φ-δ|可知在太阳直射点处正午时h最大,为90°;越远离直射点,正午h越小。因此正午太阳高度角的变化规律为:随纬度的变化:在太阳直射点以北的地区(φ>δ),随着纬度φ的增大,正午h逐渐减小;在直射点以南的地区,随φ的增大,正午h逐渐增大。

随季节(δ)的变化:对任何一定的纬度,随太阳直射点的接近,正午h逐渐增大;随直

射点的远离,正午h逐渐减小。例如北回归线以北的地区,从冬至到夏至,正午h逐渐增大;从夏至到冬至,正午h逐渐减小。

在|φ-δ|>90°的地区(极圈内),为极夜区,全天太阳在地平线以下。

3.可照时间长短随纬度和季节是如何变化的?

答:随纬度的变化:在北半球为夏半年时,全球随纬度φ值的增大(在南半球由南极向赤道φ增大),可照时间延长;在北半球为冬半年时,全球随纬度φ值的增大可照时间缩短。

随季节(δ)的变化:春秋分日,全球昼夜平分;北半球随δ增大(冬至到夏至),可照时

间逐渐延长;随δ减小(夏至到冬至),可照时间逐渐缩短;南半球与此相反。

在北半球为夏半年(δ>0)时,北极圈内纬度为(90°-δ)以北的地区出现极昼,南极圈内

同样纬度以南的地区出现极夜;在北半球冬半年(δ<0)时,北极圈90°+δ以北的地区出现极夜,南极圈内同样纬度以南出现极昼。

4.光照时间长短对不同纬度之间植物的引种有什么影响?

答:光照长短对植物的发育,特别是对开花有显著的影响。有些植物要求经过一段较

短的白天和较长的黑夜才能开花结果,称短日照植物;有些植物又要求经过一段较长的白

天和较短的黑夜才能开花结果,称长日照植物。前者发育速度随生育期内光照时间的延长

而减慢,后者则相反。对植物的主要生育期(夏半年)来说,随纬度升高光照时间延长,因

而短日照植物南种北引,由于光照时间延长,发育速度将减慢,生育期延长;北种南引,

发育速度因光照时间缩短而加快,生育期将缩短。长日照植物的情况与此相反。

而另一方面,对一般作物来说,温度升高都会使发育速度加快,温度降低使发育速度

减慢。因此,对长日照植物来说,南种北引,光照时间延长将使发育速度加快,温度降低

又使发育速度减慢,光照与温度的影响互相补偿,使生育期变化不大;北种南引也有类似

的光温互相补偿的作用。所以长日照植物不同纬度间引种较易成功。而对短日照植物,南

种北引,光照和温度的改变都使发育速度减慢,光照影响互相叠加,使生育期大大延长;

而北种南引,光温的变化都使发育速度加快,光温影响也是互相叠加,使生育期大大缩短,所以短日照植物南北引种一般不易成功。但纬度相近且海拔高度相近的地区间引种,不论

对长日照植物和短日照植物,一般都容易成功。

5.为什么大气中部分气体成分对地面具有“温室效应”?

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”。

6.什么是地面有效辐射?它的强弱受哪些因子的影响?举例说明在农业生产中的作用。

答:地面有效辐射是地面放射的长波辐射与地面所吸收的大气逆辐射之差,它表示地

面净损失的长波辐射,其值越大,地面损失热量越多,夜晚降温越快。

影响因子有:(1)地面温度:地面温度越高,放射的长波辐射越多,有效辐射越大。(2)大气温度:大气温度越高,向地面放射的长波辐射越多,有效辐射越小。(3)云和空气湿度:由于大气中水汽是放射长波辐射的主要气体,所以水汽、云越多,湿度越大,大气逆辐射

就越大,有效辐射越小。(4)天气状况:晴朗无风的天气条件下,大气逆辐射减小,地面有效辐射增大。(5)地表性质:地表越粗糙,颜色越深,越潮湿,地面有效辐射越强。(6)海拔高度:高度增高,大气密度减小,水汽含量降低,使大气逆辐射减小,有效辐射增大。(7)风速:风速增大能使高层和低层空气混合,在夜间带走近地层冷空气,而代之以温度较高

的空气,地面就能从较暖的空气中得到较多的大气逆辐射,因而使有效辐射减小;而在白

天风速增大可使有效辐射转向增大。

举例:因为夜间地面温度变化决定于地面有效辐射的强弱,所以早春或晚秋季节夜间

地面有效辐射很强时,引起地面及近地气层急剧降温,可出现霜冻。

7.试述到达地面的太阳辐射光谱段对植物生育的作用。

答:太阳辐射三个光谱段是紫外线(0.15-0.4微米)、可见光(0.4-0.76微米)和红外线(0.76-4微米)。紫外线对植物生长发育主要起生化效应,对植物有刺激作用,能促进种子发芽、果树果实的色素形成,提高蛋白质和维生素含量以及抑制植物徒长和杀菌作用等。

可见光主要起光效应,提供给绿色植物进行光合作用的光能,主要吸收红橙光区(0.6-0.7

微米)和蓝紫光区(0.4-0.5微米)。红外线主要起热效应,提供植物生长的热量,主要吸收

波长为2.0-3.0微米的红外线。

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