大气科学概论-习题
第一章
1.地球大气是如何演变的？
原始大气：氢气、甲烷、氨气、水汽
次生大气：二氧化碳、一氧化碳、水汽、甲烷
现代大气：氮气、氧气
2.何为地球系统？
岩石圈、水圈、生物圈、大气圈
3.何为干洁大气？它由哪些主要成分组成？
干洁大气指不含水汽和悬浮颗粒物的大气，其平均分子量为28.966。
（1）按浓度分类：
主要成分：浓度为百分之几，如N2，O2，Ar。
微量成分：浓度在1ppm到0.1%，如CO2， CH4， He ，Ne，Kr，H2O 。
痕量成分：浓度在1ppm以下，如H2，O3，Xe，N2O，NO，NO2，NH3，SO2，CO，人为污染气体等。
（2）按生命时间分类：
定常成分：寿命在100年以上，如N2，O2，和惰性气体。
可变成分：寿命在几年到十几年，如CO2，H2，CH4 等。
快变成分：寿命在1年以下。如H2O，……
4.试述二氧化碳、臭氧的源及作用。
CO2来源：有机物燃烧，腐烂和生物呼吸；作用：温室气体，植物光合作用原料；
O3来源：20-30km(臭氧层) ；作用：吸收紫外辐射，影响大气温度垂直分布，保护生物；促进大气增温。
5.水汽和气溶胶的来源和作用是什么？
水汽来源：蒸发和蒸腾作用；作用：云和降水的源泉，影响地面、空气温度及大气垂直运动，水循环，联系四圈；
气溶胶来源：自然源和人为源；作用：形成云、雾，降水条件；改变辐射平衡；大气污染，能见度降低；造成光学现象。
6.说明天气和气候的定义和区别，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）本站历史最高气温为43 ℃；
5）南京明日天气部分有云。
天气与气候的关系
1. 概念不同:a、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；b、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，在某一时段内大量天气过程的综合。不仅包括该地多年的平均天气状况，也包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。
2.变化周期不同:a、天气：变化快，周期短；b、气候：变化慢，周期长。
7.试列出与大气相关的四个环境问题，并说明哪些是全球尺度的，哪些是区域尺度的？
8.由理想气体状态方程推导湿空气状态方程。
9.说明虚温的目的和意义。
引入虚温的目的是将大气中所含水汽对比气体常数的影响包含到温度中去，其意义在于同一压强下干空气密度等于湿空气密度时干空气所应具有的温度。
10.在同样的温压条件下，湿空气密度与干空气密度哪个最大？
同温通压下，T )T P
e
0.378(1T v
>+=，则有d d d T R P P
e 0.378T(1R P
ρρ=<+=
） 所以，湿空气密度小于干空气密度。
11. 试列出表示空气湿度的七种参量，并简述其含义。
水汽压e 与饱和水汽压E （水汽压e ：空气中所含水汽的分压力；饱和水汽压E ：某一温度下，空气中的水汽达到饱和时所具有的水汽压。单位为hPa 。）
绝对湿度a ：单位体积空气中所含的水汽的质量，即水汽的密度ρw ，单位为g ·m -3
。 相对湿度f ：空气的实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比，常用百分比表示。 饱和差d ：某温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。
比湿q ：湿空气中所含水汽质量与湿空气总质量之比，单位为g/g ，g/kg 。（饱和比湿qs ） 混合比r ：湿空气中所含水汽质量和干空气质量之比，单位为g/g ，g/kg 。
露点温度Td ：在空气中水汽含量和气压不变的条件下，当气温降低到对水面而言空气达到饱和时的那个温度，简称露点。
12. 比较e 和E 、q 和qs 、T 和Td 的区别。
13. 试说明露点温度为什么可以表示空气中湿度的大小。
在气压一定时，露点高低只与空气中的水汽含量有关，水汽含量愈多，露点愈高，所以露点也是反映空气中水汽含量的物理量。 14. 风向、风速如何表示？
风向：16方位（地面）360o方位（高空）；风速：m ·s-1 ， km ·h-1 ， mile ·h-1 15. 云如何分类？
三族十属二十九类 云 型 低云（<2000m ） 中云(2000—6000m) 高云(>6000m)
层状云 雨层云(Ns)
高层云(As)
卷层云(Cs)卷云(Ci) 波状云 层积云(Sc)层云(St ） 高积云(Ac)
卷积云(Cc)
积状云
积云(Cu)积雨云(Cb)
16. 什么是水平能见度？
水平能见度指视力正常的人，在当时的天气条件下，能从天空背景中看到和辨认出目标物（黑色，大小适度）的最大水平距离。单位为km ，是判断大气浑浊程度的物理量。 17. 大气按温度结构如何垂直分层，试给出每层上下限的高度。
对流层0-10km 、平流层10-50km 、中层50-90km 、热层90-800km 、外层800km 以上。 18. 对流层的主要特征？
气温随高度增加而降低；垂直对流运动；气象要素水平分布不均匀。
19. 什么是气温垂直递减率？试写出它的表达式，并分别指出当γ＞0 、 γ＜0和γ=0时、气温随高度
的分布情况（在温度—高度图上画出示意图）。
气温垂直递减率：在垂直方向上每变化100米，气温的变化值，并以温度随高度的升高而降低为正值。γ＞0 表示气温随高度的升高而降低；γ＜0表示气温随高度的升高而升高，这种气层称为逆温层；γ=0表示气温随高度不变，这种气层称为等温层。
第二章
20. 什么是辐射？
自然界中的一切物体，只要其温度在-273℃以上，都以电磁波的方式向四周放射能量，这种传播能量的方式称为辐射。
辐射是能量的一种形式，指物质以电磁波的形式放射的能量。 21. 什么是黑体和灰体？
黑体：若物体对于投射到其上所有波长的辐射都能全部吸收的物体称为绝对黑体。故有：a=1，r=d=0；若物体仅对某一波长辐射能全部吸收，称为相对黑体。
灰体：a 小于1且不随波长而变化的物体。 若物体不透明,则透射率d=０ ，吸收率a=1-r 。 22. 辐射通量Φ和辐射通量密度E 的概念。
Φ：单位时间内通过某一平面的辐射能，也称为辐射功率，单位为J/s 或W 。dt dQ
=
Φ
E ：单位面积的辐射通量，或是单位面积单位时间内通过的辐射能，单位为W ·m-2
。
dt
dA dQ dA d ?=Φ=E
23. 基尔霍夫定律： 在一定温度下，对某一特定波长而言，任何物体的辐出度与吸收率之比是一个普适
函数，该函数只与温度和波长有关，而与物体的其它性质无关。即具有选择吸收性：
()T E A F T
T
，，，λλλ= E(λ
,T)为绝对黑体的分光辐出度，即某一波长范围内的辐出度。
24. 斯蒂芬-玻尔兹曼定律：黑体的总放射能力E Tb 与它本身的绝对温度T 的四次方成正比。4Tb
T E σ=
25. 维恩定律：黑体单色辐射极大值所对应的波长(λm) 与其本身绝对温度(T)的乘积为一常数。
C T m =λ
26. 大气对太阳辐射的削弱作用有哪些？
1）对辐射的吸收；2）对辐射的反射；3）对辐射的散射。 27. 太阳辐射光谱穿过大气后的主要变化有哪些？
1）总辐射能有明显减弱；2）辐射能随波长分布极不规则；3）波长短的辐射能减弱显著。 28. 大气吸收的特点？
1) 大气吸收太阳能具有选择性，且位于太阳光谱能量较小的区域内。 2) 大气对太阳辐射吸收弱，不是直接加热低层大气的直接热源。 29. 为何晴朗的天空呈蓝色？
晴朗的天空中，云滴、尘埃、雨滴的含量微小，大气主要产生瑞利散射。而光的波长越短，散射能力越强，故大气主要散射蓝紫光。所以晴朗的天空呈蓝色。 30. 大气散射如何分类？
分子散射（瑞利散射）：x<<1，a<<λ(气体分子对可见光的散射) 米散射： 0.1
直接辐射的影响因子：太阳高度角、大气透明度；太阳高度角越大，等量的太阳辐射散布的面积就越小，地表单位面积上所获得的太阳辐射能就越大。太阳高度角越小，太阳光透过的大气层就越厚，削弱就越强，到达地面的太阳辐射就越小。大气透明度用P 表示，P 越大，对直接辐射的影响越小，直接辐射越小，反之，影响越大。 32. 影响散射辐射的因子？
太阳高度角、大气透明度、云量等。 33. 总辐射影响因子及其日变化特征？
太阳高度角、大气透明度、云量等。总辐射日变化特点：日出以前——只有散射辐射日出以后，太阳直接辐射和散射辐射逐渐增加；中午时，总辐射达到最大值；中午以后，总辐射又按相反的次序变化。云的影响可以使这种变化规律受到破坏。 34. 地面发射能量的大小主要决定于什么？
主要决定于：地面本身的温度，而温度的高低又决定于地面储存能量的多少。
35.什么是大气窗？大气窗存在的意义？
地面长波辐射在8-12 μm范围中放射能力较强，而水不吸收，臭氧吸收窄，因此此波段全部透过大气层，在高空看地面在此波段开了一个“天窗”，因此此波段称为“大气窗”。大气窗存在的意义：此波段是地面辐射强区，约占20%，可利用红外辐射观测此波段的辐射强弱，推断地表温度的变化。
36.大气中长波辐射的特点？
大气辐射是漫辐射；长波辐射在大气中传播时，不仅要考虑大气对长波辐射的吸收，还要考虑大气本身的长波辐射；长波辐射可以不考虑散射作用。
37.影响有效辐射的主要因子？
地面温度，空气温度，空气湿度和云况，地表面的性质。
38.有效辐射的日变化？
有效辐射的日变化具有与温度日变化相似的特征。在白天，由于低层大气中垂直温度梯度增大，所以有效辐射值也增大，中午12-14时达最大；而在夜间由于地面辐射冷却的缘故，有效辐射值也逐渐减小，在清晨达到最小。当天空有云时，可以破坏有效辐射的日变化规律。
39.有效辐射的年变化？
其年变化与气温的年变化相似，夏季最大，冬季最小。但由于水汽和云的影响是有效辐射的最大值不一定出现在盛夏。
40.影响地面辐射差额的因子有哪些？
太阳高度角，大气透明度，地面温度，空气温度，空气湿度和云况，地面反射率。
41.地面辐射差额日变化、年变化特点？
1）日变化：一般夜间为负，白天为正，有正值转到负值的时刻一般出现在日出后1h，有正值转到负值的时刻一般在日落前1-1.5h。
2）年变化：夏季为正，冬季为负，最大值出现于较暖的月份，最小值出现在较冷的月份。
42.地面辐射差额的地理分布特征？
年振幅随地理纬度增加而增大。同一纬度，陆地的年振幅大于海洋。全球各纬度绝大部分地区地面辐射差额为正值，只有在高纬度和某些终年积雪区才是负值。
43.气温日变化及日较差？
气温日变化最高值出现在午后2点左右，最低值出现在清晨日出左右。
日较差：一天中气温最高值与最低值之差。与纬度、季节、下垫面、地形有关。日较差最大的地区在副热带，向两极减小。夏季>冬季，陆地>海洋，盆地、谷地日较差大，凸出地形日较差小，沙漠>潮湿地区，晴天>阴天。
44.气温年变化及年较差？
气温年变化：中纬大陆气温以7月最高，1月最低；海洋气温以8月最高，2月最低；
年较差：一年中月平均气温的最高值与最低值之差。高纬大于低纬；同一纬度，陆地大于海洋。
第三章
45.简述影响地面气温的因子。
太阳辐射；水陆加热率差异；洋流影响；高度；地理位置。
46.简述气温的水平分布特点。
1）在全球平均气温分布图上，赤道地区气温高，向两极逐渐降低．这是一个基本持征。
2）7月北半球等温线比1月稀疏，则夏季的南北温差小于冬季。
3）北半球1月陆地上的等温线凸向赤道，海洋则凸向极地，7月完全相反。
4）南半球等温线较平直，遇有陆地的地方，等温线也发生与北半球相类似的弯曲情况。
5）夏季全球最高气温在20°N ，冬季则在5-10°N。
6）北半球冬季最低气温位于东西伯利亚和格陵兰地区，夏季在极地；南半球冬夏都在南极。 47. 如何根据e 判断水相变化？
当e>E 时，空气凝结（空气过饱和） 当e=E 时，空气平衡（空气饱和） 当e 48. 概念：干绝热过程、湿绝热过程、假绝热过程、位温、假相当位温。 干绝热过程：气块在升降过程中无水相变化，又与外界无热量交换的过程。 湿绝热过程：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。 位温θ：气块沿干绝热过程移动到一个标准高度：1000百帕时，所具有的温度称为位温。 0.286 C R P 1000T P 1000P ?? ? ??=? ? ? ??T =θ 假绝热过程：水汽一经凝结，其凝结物便脱离原上升的气块而降落，而把潜热留在气块中来加热气团，这种过程称假绝热过程。 假相当位温θse ：气块假绝热上升至水汽全部凝结时得到的最大θ值。 49. 试用假绝热过程说明焚风形成原理。 气流越过山脉时，在迎风坡上升冷却，按干绝热直减率降温。当空气湿度达到饱和状态时，水汽凝结，气温就按湿绝热直减率降低，大部分水分在山前落下，过山顶后，空气沿坡下降，并按干绝热增温，这样过山后，当气流到达地表时，温度高，湿度小，形成一股干热的焚风。 50. 大气稳定度的类型？ 稳定：无论上升或下降，最终回到原位；不稳定：加速远离原位。中性：随欲而安。 51. 大气稳定度的判别？ 1）γ越大，大气层结越不稳定； 2）γ<γm<γd 时，或γ=0（<0）时， 大气层结是等温或逆温，绝对稳定； 3）γ>γd 时，无论空气是否饱和，都是不稳定的，绝对不稳定； 4）γm<γ<γd 时，属于条件性不稳定，对饱和空气大气层结是不稳定的，未饱和湿空气大气层结是稳定的。 52. 不稳定能量的类型？ 1）不稳定型：在起始高度以上，各高度上的气块温度大于气层的温度，气块才能自由上升。 2）稳定型：在起始高度以上，各高度上的气块温度小于气层的温度，气块只有靠外力被迫上升。 3）潜在不稳定型 53. 影响正不稳定能量大小的因素？ 1）γ越大（降温）：正不稳定能量面积增大； 2）湿度大：凝结潜热多，γm 小，正不稳定能量面积增大。 所以只有增大正不稳定能量面积，才有利于对流的快速发展。 第四章 54. 概念：位势高度 位势高度，就是把单位质量的物体从海平面抬升到Z 高度时，克服重力所作的功，其单位是位势米。 55. 天气图分类？ 地面天气图（用于分析某大范围地区某时的地面天气系统和大气状况的图）、高空天气图（也称高空等压面图或高空图。用于分析高空天气系统和大气状况的图）、辅助天气图（热力学图表、剖面图、变量图等）。 56. 等压面的空间特点？ 空间等压面不是一个平面，而是一个曲面或一个倾斜的面；等压面上凸，代表是高压的空间形状；等压 面下凹，代表是低压的空间形状。 57.气压场的基本形式？ 低压、低压槽、高压、高压脊、鞍形气压场。 58.气压场的空间结构？ 根据气压场和温度场的配置关系，主要有以下系统。 （一）深厚的对称系统 温度场中的冷、暖中心 气压场中的低、高压中心 （二）浅薄的对称系统 温度场中的冷、暖中心 气压场中的高、低压中心 59.概念：气团、气团变性、锋、冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋、寒潮、台风、雷暴、龙卷 气团：气象要素（主要指温度、湿度和大气静力稳定度）在水平分布比较均匀的大范围空气团。 气团变性：气团形成后，当它离开源地移到另一地区时，由于下垫面性质以及物理过程的改变，使气团的物理属性发生变化，这种气团物理属性改变的过程称为气团变性。 锋：冷暖两种不同性质的气团相遇时，在两气团之间存在一个过渡带，其间气象要素发生剧烈改变，称该过渡带为锋。 冷锋：锋面在移动过程中，冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动。 暖锋：锋面在移动过程中，暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动。 准静止锋：冷暖气团势力相当，锋面很少移动，有时冷气团占主导地位，有时暖气团占主导地位，使锋面处于来回摆动状态。 锢囚锋：当三种冷暖性质不同的气团（如暖气团、较冷气团、更冷气团）相遇时，可以产生两个锋面，前面是暖锋，后面是冷锋，如果冷锋移动速度快，追上前方的暖锋，或两条冷锋迎面相遇，并逐渐合并起来，使地面完全被冷气团所占据，原来的暖气团被迫抬离地面，锢囚到高空，这种由两条锋相遇合并所形成的锋称为锢囚锋。 寒潮：当盘踞在高纬度地区上空的冷空气，突然离开源地，大规模南移时，所经之地产生大风、剧烈降温、霜冻等灾害性天气，这种大范围的强烈冷空气活动，称为寒潮。 台风：发生在热带海洋上，近中心最大持续风速达12级以上，具有暖中心结构的强烈气旋性涡旋,总是伴有狂风暴雨,常给受影响的地区造成严重的灾害。 雷暴：是由旺盛积雨云所引起的伴有闪电、雷鸣和强阵雨的局地风暴。 龙卷：从雷暴云底向下伸展并且到达地面的漏斗状涡旋云柱叫做“龙卷”。 60.气团的形成条件是什么？ 1）大范围性质比较均匀的下垫面； 2）适合的环流条件。 61.什么因子会使气团变性？ 1）下垫面性质差异； 2）离开源地时间长短； 3）空气运动状态变化。 62.影响我国的气团是哪些气团？ 影响我国的气团：变性气团 冬半年：极地大陆气团、热带海洋气团、北极气团 夏半年：西伯利亚气团与热带海洋气团交绥，热带大陆气团，赤道气团 春季：西伯利亚气团与热带海洋气团相当 秋季：变性西伯利亚气团主导 63.按锋在移动过程中冷暖气团所占的主次地位，锋可分为哪几类？ 暖锋、冷锋、准静止锋、锢囚锋 64.锋面附近气象要素特征？ 1）温度场：a、锋区内的水平温度梯度大b、锋区有逆温现象； 2）气压场：锋线位于低压槽中，等压线通过地面锋线时，呈气旋式（逆时针）弯折，折角指向高压； 3）风场：锋线附近的风场具有气旋性切变。 65.锋面天气的影响因素是什么？ 锋面坡度大小；锋附近空气垂直运动状态；气团含水量和稳定度等因素。 66.温带气旋的天气特点是什么？ 气旋前方有暖锋天气特征，有连续性降水天气。 气旋后方有冷锋后冷气团的天气特征。有比较狭窄的冷锋云系和降水天气。 气旋中部是暖气团天气。 67.温带反气旋的天气特点是什么？ 势力强大、影响范围广泛，往往给活动地区造成降温、大风和降水，甚至寒潮。 68.寒潮的天气特点是什么？ 大风：最大风速在寒潮冷锋过境3小时左右。 降温：气温猛降、引起霜冻、结冰。 降水：主要产生在寒潮冷锋附近。 69.副热带高压的天气特点是什么？ 中心：下沉气流强，晴朗少云，风力弱，炎热。西北、西：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、暴雨等恶劣的天气。东南、东：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。 70.西太平洋副高的活动规律及对我国东部地区天气影响？ 冬季位置最南，夏季最北，从冬到夏向北偏西移动，强度增大；夏至冬则向南偏东移动，强度减弱。 71.热带气旋分类？ 热带低压—风力6~7级；热带风暴—风力8~11级；强热带风暴—风力10~11级；台风（飓风）—风力≥12级。 72.台风生成源地？ 台风大多数发生在南、北纬5-20度的海水温度较高的洋面上，主要发生在8个海区，即北半球的北太平洋西部和东部、北大西洋西部、孟加拉湾和阿拉伯海5个海区，南半球的南太平洋西部、南印度洋西部和东部3个海区。 73.台风结构？ 其低层按辐合气流速度大小分为三个区域： 1）外圈，又称大风区，自台风边缘到涡旋区外缘，半径约200-300km，其主要特点是风速向中心急增，锋利可达6级以上。 2）中圈，又称涡旋区，从大风区边缘到台风眼壁，半径约100km，是台风中对流和风、雨最强烈的区域，破坏力最大。 3）内圈，又称台风眼区，半径约5-30km。多呈圆形，风速迅速减小或静风。 74.台风形成的天气？ 1）外螺旋云带，由层积云或浓积云组成，云带常常被高空风吹散成“飞云”。 2）内螺旋云带，由数条积雨云或浓积云组成，直接卷入台风内部，并有降水形成。 3）云墙，由高耸的积雨云组成的围绕台风中心的同心圆状云带，形成狂风、暴雨等恶劣天气。 4）眼区，气流下沉，晴朗无云天气。 75.西太平洋台风移动路径的分类？ 其移动路径大体有三条 1）西移路径：当北太平洋高压脊呈东西走向，而且强大、稳定时，或北太平洋副高不断增强西伸时，台风从菲律宾以东洋面向西移动，经过南海在我国海南岛或越南一带登陆。 2）西北路径：当北太平洋高压脊线呈西北-东南走向时，台风从菲律宾以东洋面向西北方向移动，穿过琉球群岛，在我国江浙或横穿台湾海峡在浙、闽一带登陆。这条路径对我国影响范围较大，尤其华东地区。 3）转向路径：北太平洋副高东退海上时，台风从菲律宾以东海区向西北方向移动，然后转向东北方向移去，路径呈抛物线型。对我国东部沿海地区及日本影响较大。 76.天气预报按时效不同，可分为哪几类？ 1）甚短期预报（1—12小时），包括0—2小时的临近预报 2）短期预报（1—2天） 3）中期预报（3—10天） 4）长期预报（11天—1年） 5）超长期预报（1年以上） 计算题 77.某湿空气的气压为1000百帕，温度为27.0℃，水汽压为20百帕，试求此气块的干空气密度和水汽 密度。 78.如果一块30 ℃的空气的比湿为19.6克/千克，求它的虚温；如果湿空气的总压强是1014百帕，求 它的密度是多少？ 79.已知某气块的温度为25 ℃，气压为1080百帕，相对湿度为65%，饱和水汽压为31.77百帕，求该 气块的水汽压、绝对湿度、比湿的大小。 80.初始温度为27℃的干空气微团，从1000hPa绝热上升到500hPa时，它具有的温度是多少摄氏度？ 81.近地层空气微团的气压、温度、比湿分别是1000hPa、25℃、16.3g/kg，试计算抬升凝结高度。 （lg4.29=0.63） 82.有一未饱和湿空气及一座高3000m的高山，已知初始气温为20℃，露点温度为15℃，试问： 凝结高度等于多少？ 在山顶处的温度等于多少？ 在背风山脚处的气温等于多少？ （假设：γm=0.5℃/100m，凝结出的水全部降掉）。 83.未饱和气块的起始气压P0=1000hPa，温度T0=280K。该气块绝热上升了600m，比湿q=2.5g/kg，试计 算该处的水汽压。（0.2860.98≈ 0.93） 大气科学概论复习题 ——选择题、填充题、简述题1.通常北半球各个纬度地区盛行风。 答:0°-30°低纬:东北信风; 30°-60°中纬:盛行西风(西南风); 60°-90°高纬:极地东风(东北风) 2.地球的冷热极。 答:冷极:南极乔治峰,最低气温-90° 热极:索马里境内,最高温为63° 3.干洁大气中的成份 答:干洁空气就是指大气中除去水汽、液体与固体微粒以外的整个混合气体,简称干洁空气。它的主要成分就是氮、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。(P20) 4.一天中太阳高度角变化,最小、最大。 答:变化:0°~90°最小: 最大:正午 5、通常一天中相对湿度最值最有可能出现时间。 答:白天温度高,蒸发快,进入大气的水汽多,水汽压就大;夜间相反。 每天有一个最高值出现在午后,一个最低值出现在清晨,在海洋上,或大陆上的冬季,多属于这种情况。但就是在大陆上的夏季,水汽压有两个最大值,一个出现在9~10时,另一个出现在21~22时。在9~10时以后,对流发展旺盛,地面蒸发的水汽被上传给上层大气,使下层水汽减少;21~22时以后,对流虽然减弱,但温度已降低,蒸发也就减弱了。与这个最大值对应的就是两个最小值,一个最小值发生在清晨日出前温度最低的时候,另一个发生在午后对流最强的时候。而相对湿度的大小,不但取决于水汽压,还取决于温度。气温升高时,虽然地面蒸发加快,水汽压增大,但这时饱与水汽压随温度升高而增大得更多些,使相对湿度反而减小。同样的道理,在气温降低时,水汽压减小,但就是饱与水汽压随温度下降得更多些,使相对湿度反而增大。所以相对湿度在一天中有一个最大值出现在清晨,一个最小值出现在午后。 6、大冰期一般持续时间。 答:全球已出现过3次大冰期与2次大间冰期。大冰期持续时间约1,000万～2,000万年,气温与雪线下降;大间冰期持续时间约3亿年,气候变暖,冰川退缩,气温与雪线上升,中纬度温度变化幅度高达10℃。 7.我国东部的总体气候特征 答;季风性显著,大陆性强 8.地面与大气所放射的辐射类型 《大气探测学》习题参考答案 第1章绪论 1．大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？ 大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行个别或系统的连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。研究范围是近地层大气、高空大气以及一些特殊区域的大气（如大气边界层，城市热岛环流，峡谷风场，海陆风场等）。大气探测的特点：随着科学技术的发展，大气探测的要素量和空间范围越来越大。分为近地面层大气探测、高空大气层探测和专业性大气探测。近几十年来，作为主动遥感的各种气象雷达探测和作为被动遥感的气象卫星探测，以及地面微波辐射探测等获得较多信息的大气探测方法，正在逐步进入常规大气探测领域。这些现代大气探测技术应用于大气科学的研究领域，极大的丰富了大气探测的内容。 2．大气探测的发展主要有那几个时期？ ①创始时期。这是在16世纪末发明第一批大气探测仪器以前的漫长时期，这期间发明了相风鸟、雨量器和风压板等，不能对大气现象进行连续记录。 ②地面气象观测开始发展时期。16世纪末，随着气象仪器的发明，开始了气象要素定量测量阶段。 ③高空大气探测的开始发展时期。这时期陆续有人采用系留气球、飞机及火箭携带仪器升空，进行高空大气探测。 ④高空大气探测迅速发展时期。这时期，前苏联、德国、法国、芬兰等国家都开始研制无线电探空仪，以及其他高空探测技术，为高空大气探测事业开辟了新的途径。 ⑤大气探测的遥感时期。1945年美国首次将雷达应用于气象观测，后来发射了气象火箭和探空火箭，把探测高度延伸到了500千米。 ⑥大气探测的卫星遥感时期。这个时期，大气探测不仅从根本上扩大了探测范围，也提高了对大气探测的连续性。 3．简述大气探测原理有那几种方法？ ①直接探测。将探测元件直接放入大气介质中，测量大气要素。应用元件的物理、化学性质受大气作用而产生反应作用的原理。 ②遥感探测。根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变化，分为主动遥感和被动遥感。 ③施放示踪物质。向大气施放具有光学或金属性质的示踪物质，利用光学方法或雷达观测其随气流传播和演变规律，由此计算大气的流动状况。 ④模拟实验。有风洞模拟和水槽模拟。风洞模拟大气层边界层风、温及区域流场状况。水槽模拟大气层环流、洋流、建筑物周围环境流场特征。可调控温度场，模拟大气边界层的温度层结。 4．大气探测仪器的性能包括那几个？ ①精确度。即测量值与实际值的接近程度。又包括仪器的精密度和准确度。精密度考察的是连续测量值彼此相互间的接近程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。探测仪器的精确度取决于感应元件的灵敏度和惯性。 ②灵敏度。即单位待测量的变化所引起的指示仪表输出的变化。 ③惯性（滞后性）。即仪器的动态响应速度。具有两重性，大小由观测任务所决定。 ④分辨率。即最小环境改变量在测量仪器上的显示单位。 ⑤量程。即仪器对要素测量的最大范围。取决于所测要素的变化范围。 5．如何保证大气探测资料的代表性和可比性？ 代表性分为空间代表性和时间代表性。要保证大气探测资料的空间代表性，原则上要确定台站地形具有典型性。站址的选择、观测站的建立要防止局地地形地物造成大气要素不规则变化。一般说来，平原地区的台站资料代表性较好，山区、城市台站资料代表性较差。要保证时间代表性，则要保证大气要素观测的同时性。 要保证大气探测资料的可比性，则要求观测时间、观测方法、仪器类型、观测规范、站台地理纬度、地形地貌条件等的一致性。 第2章云的观测 大气科学概论知识梳理（大气的基本知识）一、地球大气成分由三个部分组成Clean Air【没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气】①干洁大气（即干空气）Moisture 水汽（滴）② Impurity 悬浮在大气中的固液态杂质③ 二、低层大气的各种主要成分N2)：氮气（①存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。）：氧气（O2②是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参加大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。）：臭氧（O3③ 时空变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。 空间变化：平：由赤道向两极增加。水 ，含量极少。～60km 垂直：55 ，达最大值，形成臭氧层；～25km 20 15km以上，含量增加特别显著；12 ～ 10km向上，逐渐增加；从 近地面，含量很少； 臭氧的作用： 对紫外线有着极其重要的调控制作用。a. 对高层大气有明显的增 b. 温作用。 CO2) 二氧化碳（④ 空间变化：水平：城市大于农村； 垂直：0～20km，含 量最高；20km 以上，含量显 著减少。 作用： a.绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。 b.强烈吸收长波辐射（地面辐射、大气辐射），使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。 三、水汽来源：主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。① ②时空变化：时间：夏季多于冬季 空间：一般低纬多于高纬，下层多于上层。 ③作用： a.在天气气候变化中扮演了重要角色。 b.能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对大气起着“温室效应”。 四、大气中的杂质 在大气中悬浮着的各种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分）。 气溶胶的作用： ①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射； ②缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量； ③降低大气透明度，影响大气能见度； ④充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。 五、气温、 ①定义：表示大气冷热程度的物理量，反映一定条件下空气分子平均动能大小。 通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。 ②单位：摄氏度（℃）温标；绝对温标，以K表示；华氏温标：℉，水的沸点为212℉ ③单位换算： 选择题、填充题、简述题 1、通常北半球各个纬度地区盛行风。 单圈环流 三圈环流 2．地球得冷热极。 世界冷极在南极，为－90 ℃ （乔治峰），热极在索马里境内，为63 ℃。 3．干洁大气中得成份 P20-21 氮气，氧气，Ar,CO 2,O 3 4．一天中太阳高度角变化，最小、最大。 太阳光线与地表水平面之间得夹角。(0°≤h ≤90。 5、通常一天中相对湿度最值最有可能出现时间。 绝大多数地区 近海地区及其它大型水体得周围 6．大冰期一般持续时间。 大冰期持续时间约1,000万～2,000万年，气温与雪线下降； 7．我国东部得总体气候特征。 季风性显著、大陆性强 8．地面与大气所放射得辐射类型。 长波辐射 9．下列城市中，气温年较差最小得城市 例：1 上海 2 西安 3 兰州 4 乌鲁木齐（B） A 1234 B 4321 C 1324 D 4132 10．在夏季影响我国得气团中，影响范围最广得气团就是哪个？ 最广得：【热带太平洋气团】（东部地区）、热带大陆气团（西部地区）、赤道气团（长江以南地区）、西伯利亚气团（长城以北、大西北）、极地太平洋气团（东北地区） 11夏季，不同纬度城市中光照时间最长得 例：A哈尔滨B上海C成都D海口（A） 12一天中，地面最高温度出现在地面热量如何变化时间。 一天中地面最高温度、地面最低温度出现在地面热量收支相抵（平衡）得时刻。对于北半球而言,一年中地面最热月温度，一般出现在７月或８月，地面最冷月温度一般出现在１月或２月。 13一天中近地层最高气温、最低气温（即日常所指得气温）出现时间。 季节最高气温最低气温 夏季14～15h 05～06h 冬季13～14h 04～05h 14饱与水汽气压与温度得关系。 温度上升，E上升 15摩擦层中，在气压场随高度不变得前提下，风速随高度得变化。 高度上升，风速增大 16北半球，高压顺时针、低压逆时针控制区内水平气流旋转方向 17在地质时期得气候变迁中，最近得一次大冰期被称为第四纪 18我国常见天气过程有那些。 海洋气象学复习题 2013. 6.30 1 说明海洋气象学研究的主要内容 海洋气象学是研究海上大气的物理和动力特征，以及海洋与大气相互作用规律的学科。海洋气象学既涉及大气又涉及海洋，因此它是大气科学和海洋科学共同研究的领域。 由于地球表面的绝大部分为海洋所覆盖，而海水又具有和陆地迥然不同的物理、化学性质，这就决定了海洋在海洋气象学研究中的重要地位。 2 说明海洋气象预报的基本内容 一、海洋环境气象水文要素和灾害的监测、预报以及海上事故救援、海洋调查、海洋航运、海上工程等方面的气象保障。 二、海洋气象预报的内容包括海洋气象水文要素的预报和海洋灾害性天气的预报警报两大类 三、按预报时效来划分，海洋气象预报业务包括海洋天气监测、沿海及海区临近预报、短时预报、短期预报、中期预报、延伸期预报。对各类预报都要进行预报质量检验。 四、海洋气象业务还包括建立各种海洋气象灾害的应急预案和按海域分等级的海上事故救援气象保障预案，提供海事区域风、能见度、浪、降水、气温等要素预报评估，开展海洋气象灾害评估和各类气象保障服务效果评估。 3 什么是大气环流, 驱动大气环流的主要因子 水平尺度2000km以上的大气运动称为行星尺度运动,大气环流是一种全球行星尺度的大气运行现象。其活动的水平空间范围在几千公里以上。大气的运动就是风。大气环流也是风的大尺度水平流动和流动状态轨迹以及流动的分布状态。 大气环流是在热力因子和动力因子的共同作用下形成和维持的。热力因子主要的是指太阳辐射随纬度分布不均匀、动力因子主要包括地球自转,海陆分布和大地形起伏等。其中太阳辐射随纬度分布不均匀,是影响大气环流形成和维持的最基本的因子,是大气环流产生的源动力。 4 海陆热力差异的表现 海陆热力性质差异表现在三个方面: 1．辐射性质差异: 太阳辐射在陆地上只限于一个薄层内,而在海洋里可以达到几十米深。因此大陆上的温度远比海洋上温度对太阳辐射敏感。 2．热容量差异: 海水的热容量是陆地热容量的两倍, 海洋升温和降温速度远小于陆地。 3．下垫面的差异：海水具有流动性，海水的流动使热量在较大范围和较深层次内均匀分布。海面相对柔软平坦。 5 什么是大气环流活动中心,如何分类? 在海陆热力差异影响下, 冬季陆上气温低,海上气温高,大陆高压发展,海上为低压控制。夏季则相反, 大陆上低压发展, 海洋为高压控制。 精心整理 大气科学基础习题集（分章分知识点） 第2章 地球大气的成分及分布 1、现代地球大气的主要成分是（） A 、H 2、He 和CO B 、CO 2、CH 4、NH 3和H 2O C 、N 22、kg/m3） 3A C 4A C 567、对于地球大气中对流层臭氧的来源，以下说法错误的是（）P20 A 、平流层臭氧是以扩散和湍流方式输送来的 B 、对流层大气中发生的光化学反应 C 、雷暴闪电、有机物氧化生成 D、分子氧吸收波长小于0.24微米紫外辐射离解为原子氧，此后原子氧在第三种中性粒子的参与下与分子氧结合形成臭氧。 8、何为干洁大气？若按浓度分类，干洁大气可分为几部分，主要成分分别是？ 9、若气压和温度相同，干空气的密度比湿空气的密度 10、（）在大气中所占比例很小，却是大气中很活跃的成分 A C 11 A C 12 13 14 15 16 17 18 19、能产生温室效应的大气成分为：（） A、氧气 B、水汽 C、臭氧 D、二氧化碳 20、一些大气污染成分在大气中发生化学变化形成有害物质，最常见的有（） A、酸雨和粉尘 B、氢氧化合物和粉尘 C、氢氧化合物和光化学烟雾 D、酸雨和光化学烟雾 21、降水能清除掉大气中的气溶胶粒子，是能见度好转，空气清新。平均而言，降水能洗刷（）%左右的气溶胶粒子。 A.50-60 B.60-70 C.70-80 D.80-90 22、大气三大部的组成分为（） A、干洁大气、水汽、气溶胶 B、氮气、氧气、二氧化碳 C 23 A 0 24 A.30% 1 A C E 2 A、 C、 3、逆温层指的是温度随高度（）的某层大气 A、降低 B、升高 C、不变 D、视具体情况而定 4、气团变性： 5、锋（面）： 南京信息工程大学试卷 2012 － 2013 学年第 1 学期大气科学概论课程试卷( A 卷) 本试卷共 2 页；考试时间 120 分钟；任课教师银燕等；出卷时间2012年12 月 系专业年级班 学号姓名得分 一、选择题(每题 2.0 分，共 26 分) 1、下列云中，（）属于高云，（）属于低云。 A、卷云、高积云 B、卷云、积雨云 C、积雨云、卷层云 D、高层云、高积云 2、在天气图上一般用带有（）表示暖锋。 A、半圆的红色实线 B、半圆的蓝色实线 C、三角的蓝色实线 D、半圆的红色虚线 3、我国的气象卫星称为（）系列卫星。 A、资源 B、环境 C、风云 D 东方红 4、在北半球，地面气象观测场的入口处一般在（）方位。 A、东方 B、西方 C、南方 D 北方 5、雷达探测技术属于（）遥感技术。 A、被动 B、主动 C、自动 D、手动 6、在弹性散射激光雷达中，当粒子尺寸远（）激光波长时，属于米散射激光雷达。 A、小于 B、等于 C、大于 7、卫星的可见光云图上，颜色越白通常表示（）。 A、反照率越高 B、反照率越低 C、温度越高 D、温度越低 8、能够测量80-100 km处大气温度廓线和大气风场的激光雷达为（）。 A、拉曼散射雷达 B、差分吸收激光雷达 C、共振荧光激光雷达 D、多普勒激光雷达 9、射线相对于地表的曲率为0的折射为（）。 A、零折射 B、负折射 C、超折射 D、临界折射 10、当冷暖气团势力相当，锋面移动很少时的锋称为（）。 A、暖锋 B、冷锋 C、准静止锋 D、锢囚锋 11、我国气象行业标准根据云形态的国际分类，将云分为3族、（）属、（）类。 A、10、29 B、9、29 C、10、28 D、9、28 12、下面四类热带气旋中近中心地面风力最大的是（）。 A、热带低压 B、热带风暴 C、强热带风暴 D、台风（飓风） 13、下列物质中不属于温室气体的是（）。 A、CO2 B、CH4 C、CFCs D、SO2 二、填空题(每空1.5 分，共 18 分) 1、云形成的主要途径有、和既增加水汽又降低温度。 2、表征大气的基本要素有、、和风。 3、大气中热量的传递方式包括、和。 4、多普勒激光雷达的工作原理是激光与随风运动的分子或者气溶胶相互作用，导致激光发 生；探测多普勒频移的两种技术为和直接探测。 5、激光雷达的优点主要是，波长优势，波长较 ，可以与分子或者气溶胶相互作用；能够测量气溶胶的沿激光方向的分布 ，而不是柱含量。 三、名词解释 (每小题 3 分，共 15 分) 1、气团 2、露点温度 3、气候 4、云 5、反气旋 四、问答题 (共 41 分) 1、为什么用干湿球温度表可以测量大气的湿度？（8分） 2、什么是气候变化？并简述气候变化的原因（至少列出6种原因）。（9分） 3、目前气象卫星主要有哪两种轨道？各有什么优缺点？（12分） 4、按云的外形特征、结构特点和云底高度，将云分为哪几族，哪几属，并简要回答每一族 的特征？（12分） 《大气科学概论》试卷 姓名评分 一、名词解释（5*4=20） 1、虚温—— 2、静力平衡—— 3、大气逆辐射—— 4、位温—— 5、梯度风—— 二、填空（12*2=24） 1、地球大气经历了原始大气、次生大气和三个演化阶段。 2、大气的垂直结构分为对流层、、中层、热层和外逸层。 3、据观测，对流层大气的的温度垂直递减率（γ）约为℃/100M。 4、大气中吸收红外辐射的成分主要是和液态水。 5、太阳和大气的辐射光谱都与波长和有关。 6、常见的大气温度极值有和极端极值两种。 7、未饱和湿空气上升达到饱和的高度称为。 8、在假绝热过程中，为保守量。 9、在层结曲线位于状态曲线的侧时，大气具有不稳定能量。 10、当与地转偏向力相平衡，大气沿等压线作匀速运动。 11、三圈经向环流是指、弗雷尔环流和极地环流。 12、北半球的四个气压带是极地高压带、副极地低压带、 和赤道辐合带。 三、选择（8*2=16） 1、大气圈中水的更新周期大约为（） A 一周 B 一个月 C 一个季度 D 一年 2、观测表明，在1.5－２ｋｍ高度上，水汽含量为地面的（） A 1/2 B 1/3 C 1/4 D 1/5 3、大气的降水显弱酸性，酸雨的PH值则小于（） A 6.6 B 6.5 C 5.6 D 5.5 4、大气中对太阳直接辐射的紫外线吸收最多的成分是（） A O 2 B O 3 C H 2 O D CO 2 5、气温日较差随季节变化最大的地区是（） A 极地 B 高纬度 C 中纬度 D 低纬度 6、决定饱和湿空气稳定度的是（） A γ B γ d C γ m D γ AC 7、在纬度和气压梯度相同的情况下，气旋的风速相比于反气旋要（） A 较大 B 较小 C 相同 D 不确定 选择题、填充题、简述题1.通常北半球各个纬度地区盛行风。 r r昼夜夜昼时间时间 三圈环流单圈环流 ．地球的冷热极。2℃。，热极在索马里境内，为℃（乔治峰）63 90 世界冷极在南极，为－P20-213．干洁大气中的成份O氮气，氧气，Ar,CO,324．一天中太阳高度角变化，最小、最大。90。≤°≤太阳光线与地表水平面之间的夹角。(0h 5.通常一天中相对湿度最值最有可能出现时间。 绝大多数地区近海地区及其它大型水体的周围 6．大冰期一般持续时间。 大冰期持续时间约1,000万～2,000万年，气温和雪线下降； 7．我国东部的总体气候特征。 季风性显着、大陆性强 8．地面和大气所放射的辐射类型。 长波辐射 9．下列城市中，气温年较差最小的城市 例：1 上海 2 西安 3 兰州 4 乌鲁木齐（B） A 1234 B 4321 C 1324 D 4132 10．在夏季影响我国的气团中，影响范围最广的气团是哪个 最广的：【热带太平洋气团】（东部地区）、热带大陆气团（西部地区）、赤道气团（长江以南地区）、西伯利亚气团（长城以北、大西北）、极地太平洋气团（东北地区） 11夏季，不同纬度城市中光照时间最长的 例：A哈尔滨B上海C成都D海口（A） 12一天中，地面最高温度出现在地面热量如何变化时间。 一天中地面最高温度、地面最低温度出现在地面热量收支相抵（平衡）的时刻。对于北半球而言,一年中地面最热月温度，一般出现在７月或８月，地面最冷月温度一般出现在１月或２月。 13一天中近地层最高气温、最低气温（即日常所指的气温）出现时间。 季节最高气温最低气温 14～15h 05 夏季～06h 13～14h 04 冬季～05h 14饱和水汽气压和温度的关系。 一、地球大气的成分及分布 1、现代地球大气的主要成分是（C） A、H2、He和CO B、CO2、CH4、NH3和H2O C、N2和O2 3、两块气团的相对湿度分别为36%和78%，其中含有较多水汽的是（C） A、相对湿度为36%的气团 B、相对湿度为78%的气团 C、条件不足，无法确定 4、未饱和湿空气块绝热抬升，下列湿度参量中随之增大的是（B） A、露点温度 B、相对湿度 C、比湿 D、水汽压 5、地球大气的演化大体上可分为原始大气、次生大气和现代大气三个阶段，次生大气主要成分是CO2、CH4、(H20)和(NH3)等 7、对于地球大气中对流层臭氧的来源，以下说法错误的是（D）P20 A、平流层臭氧是以扩散和湍流方式输送来的 B、对流层大气中发生的光化学反应 C、雷暴闪电、有机物氧化生成 D、分子氧吸收波长小于0.24微米紫外辐射离解为原子氧，此后原子氧在第三种中性粒子的参与下与分子氧结合形成臭氧。 8、何为干洁大气？若按浓度分类，干洁大气可分为几部分，主要成分分别是？答：除水汽以外的纯净大气即是干结大气。 主要成分、微量成分、痕量成分 9、已知某气块的温度为15℃，气压为1015hPa，混合比为0.01g/g，求该气块的饱和水汽压、水汽压、相对湿度、绝对湿度和比湿的大小。 10、（B）在大气中所占比例很小，却是大气中很活跃的成分 A、惰性气体 B、水汽 C、臭氧 D、气溶胶 11、气溶胶粒子也称为大气粒子。按尺度大小分为三类，不包括以下哪类（A） A、小核（r<0.1） B、大核（0.1 《大气科学概论》试卷（A） 姓名评分 一、名词解释（5*4=20） 1、虚温-- 2、静力平衡-- 3、大气逆辐射-- 4、位温-- 5、梯度风-- 二、填空（12*2=24） 1、地球大气经历了原始大气、次生大气和三个演化阶段。 2、大气的垂直结构分为对流层、、中层、热层和外逸层。 3、据观测，对流层大气的的温度垂直递减率（γ）约为℃/100M。 4、大气中吸收红外辐射的成分主要是和液态水。 5、太阳和大气的辐射光谱都与波长和有关。 6、常见的大气温度极值有和极端极值两种。 7、未饱和湿空气上升达到饱和的高度称为。 8、在假绝热过程中，为保守量。 9、在层结曲线位于状态曲线的侧时，大气具有不稳定能量。 10、当与地转偏向力相平衡，大气沿等压线作匀速运动。 11、三圈经向环流是指、弗雷尔环流和极地环流。 12、北半球的四个气压带是极地高压带、副极地低压带、和赤道辐合带。 三、选择（8*2=16） 1、大气圈中水的更新周期大约为（） A 一周 B 一个月 C 一个季度 D 一年 2、观测表明，在1.5－２ｋｍ高度上，水汽含量为地面的（） A 1/2 B 1/3 C 1/4 D 1/5 3、大气的降水显弱酸性，酸雨的PH值则小于（） A 6.6 B 6.5 C 5.6 D 5.5 4、大气中对太阳直接辐射的紫外线吸收最多的成分是（） A O2 B O3 C H2O D CO2 5、气温日较差随季节变化最大的地区是（） A 极地 B 高纬度 C 中纬度 D 低纬度 6、决定饱和湿空气稳定度的是（） A γ B γd C γm D γAC 7、在纬度和气压梯度相同的情况下，气旋的风速相比于反气旋要（） A 较大 B 较小 C 相同 D 不确定 第三篇《气象学》 一、填空题 1、气象学就是研究地球外围大气中所发生的各种物理现象的本质和这些现象的演变规律的科学。 2、大气以下面四种形式储存能量显热能、位能、潜热能和动能。 3、湿度可用多种方式来表征，常用的有水汽压、相对湿度、绝对湿度、比湿、饱和差、露点温度等六种。 4、实验证明，蒸发速率决定于蒸发面的性质、大小，蒸发面上空气的相对湿度，风速、气压、蒸发体的温度及水中所含杂质的多少等因素。 5、玻璃液体温度表球部的容积越大，毛细管横截面越小，视膨胀系数越大，则灵敏度越高，读数越精确。 6、在同温同压下，湿空气的密度比干空气的密度小。 7、大气中水汽凝结或凝华的现象有云、雾、露、霜、雾凇、雨凇等。 8、影响太阳直接辐射的因子是太阳高度角、大气透明度、云量、海拔高度、地理纬度。 9、影响气温日变化的因子是纬度和季节、地形、下垫面性质、天气状况、海拔高度。 10、凝结高度是指未饱和湿空气在其绝热上升到变为饱和状态开始发生凝结的高度。 11、动力引起的垂直运动，根据其形成条件，主要有地形引起的、辐合辐散引起的和波动引起的三种。 12、云的形成和消散的公式形式为上升运动+水汽→云形成、下沉运动→云消散。 13、云的分类方法基本上有二种，一种是形态学分类，另一种是发生学分类。按照形成云的上升运动的不同形式，将云分成对流形成的云、大范围的规则上升运动形成的云、波动形成的云、乱流形成的云四大类。 14、气象学上把水平方向上物理属性比较均匀的一大团空气称为气团。 15、用玻璃液体温度表测温时，被测物体的热容量越大、温度表的热容量越小，则测出的温度越接近被测物体原有的温度。 16、在北半球，反气旋区的梯度风应按顺时针方向沿等压线吹，气旋区的梯度风应按逆时针方向沿等压线吹。 17、在其他条件相同，水滴冰晶共存时，其大小变化是：冰晶增大， 大气科学基础王伟明版课后答案 ——选择题、填充题、简述题1．通常北半球各个纬度地区盛行风。 答：0°-30°低纬：东北信风； 30°-60°中纬：盛行西风（西南风）; 60°-90°高纬：极地东风（东北风） 2．地球的冷热极。 答：冷极：南极乔治峰，最低气温-90° 热极：索马里境内，最高温为63° 3．干洁大气中的成份 答：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，简称干洁空气。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。（P20） 4．一天中太阳高度角变化，最小、最大。 答：变化：0°~90°最小：最大：正午 5.通常一天中相对湿度最值最有可能出现时间。 答：白天温度高，蒸发快，进入大气的水汽多，水汽压就大；夜间相反。每天有一个最高值出现在午后，一个最低值出现在清晨，在海洋上，或大陆上的冬季，多属于这种情况。但是在大陆上的夏季，水汽压有两个最大值，一个出现在9~10时，另一个出现在21~22时。在 9~10时以后，对流发展旺盛，地面蒸发的水汽被上传给上层大气，使下层水汽减少；21~22时以后，对流虽然减弱，但温度已降低，蒸发也就减弱了。与这个最大值对应的是两个最小值，一个最小值发生在清晨日出前温度最低的时候，另一个发生在午后对流最强的时候。而相对湿度的大小，不但取决于水汽压，还取决于温度。气温升高时，虽然地面蒸发加快，水汽压增大，但这时饱和水汽压随温度升高而增大得更多些，使相对湿度反而减小。同样的道理，在气温降低时，水汽压减小，但是饱和水汽压随温度下降得更多些，使相对湿度反而增大。所以相对湿度在一天中有一个最大值出现在清晨，一个最小值出现在午后。 6.大冰期一般持续时间。 答：全球已出现过3次大冰期和2次大间冰期。大冰期持续时间约1,000万～2,000万年，气温和雪线下降；大间冰期持续时间约3亿年，气候变暖，冰川退缩，气温和雪线上升，中纬度温度变化幅度高达10℃。 7．我国东部的总体气候特征 答；季风性显著，大陆性强 8．地面和大气所放射的辐射类型 答：太阳辐射是短波辐射，人、地面、大气辐射是长波辐射 10.在夏季影响我国的气团中，影响范围最广的气团是哪个 答：最广的：【热带太平洋气团】（东部地区）、热带大陆气团（西部地区）、赤道气团（长江以南地区）、西伯利亚气团（长城以北、 选择题、填充题、简述题 1.通常北半球各个纬度地区盛行风。 单圈环流三圈环流 2．地球的冷热极。 世界冷极在南极，为－90 ℃（乔治峰），热极在索马里境内，为63 ℃。3．干洁大气中的成份 P20-21 氮气，氧气，Ar,CO2,O3 4．一天中太阳高度角变化，最小、最大。 太阳光线与地表水平面之间的夹角。(0°≤h≤90。 5.通常一天中相对湿度最值最有可能出现时间。 6．大冰期一般持续时间。 大冰期持续时间约1,000万～2,000万年，气温和雪线下降； 7．我国东部的总体气候特征。 季风性显著、大陆性强 8．地面和大气所放射的辐射类型。 长波辐射 9．下列城市中，气温年较差最小的城市 例：1 上海 2 西安 3 兰州 4 乌鲁木齐（B） A 1234 B 4321 C 1324 D 4132 10．在夏季影响我国的气团中，影响范围最广的气团是哪个？ 最广的：【热带太平洋气团】（东部地区）、热带大陆气团（西部地区）、赤道气团（长江以南地区）、西伯利亚气团（长城以北、大西北）、极地太平洋气团（东北地区） 11夏季，不同纬度城市中光照时间最长的 例：A哈尔滨B上海C成都D海口（A） 12一天中，地面最高温度出现在地面热量如何变化时间。 一天中地面最高温度、地面最低温度出现在地面热量收支相抵（平衡）的时刻。对于北半球而言,一年中地面最热月温度，一般出现在７月或８月，地面最冷月温度一般出现在１月或２月。 13一天中近地层最高气温、最低气温（即日常所指的气温）出现时间。 季节最高气温最低气温 夏季14～15h 05～06h 冬季13～14h 04～05h 14饱和水汽气压和温度的关系。 温度上升，E上升 15摩擦层中，在气压场随高度不变的前提下，风速随高度的变化。 高度上升，风速增大 16北半球，高压顺时针、低压逆时针控制区内水平气流旋转方向 17在地质时期的气候变迁中，最近的一次大冰期被称为第四纪 18我国常见天气过程有那些。 寒潮天气，大型降水天气，台风天气，对流性天气，过程 19在欧亚大陆东岸暖温带盛行气候季风气候，冷温带盛行气候大陆性气候。 20在台风生命史的四个阶段中，台风强度减弱，影响范围缩小的是哪个时期。 衰亡期 21我国的梅雨发生季节的时间地点。 初夏6月中旬～7月上旬（20天）江淮地区，静止锋常常在华南和华东地区活动，形成持续的阴雨天气，春季的华南连阴雨和夏季的江淮梅雨常伴随准静止锋。 22赤道地区一年中太阳高度角随时间的变化。 春分日在每年的3月21日(或20)；太阳直射点在赤道纬线上；极圈移动到南北极点上；全球昼夜长短相等；正午太阳高度角赤道上90°——直射,由赤道越往两极太阳高度越低,极点上太阳高度角为0°. 秋分日在每年的9月23日(或22)；太阳直射点在赤道纬线上；极圈移动到南北极点上；全球昼夜长短相等；正午太阳高度角赤道上90°——直射,由赤道越往两极太阳高度越低,极点 第1章绪论 1．大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？ 大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行个别或系统的连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。研究范围是近地层大气、高空大气以及一些特殊区域的大气（如大气边界层，城市热岛环流，峡谷风场，海陆风场等）。大气探测的特点：随着科学技术的发展，大气探测的要素量和空间范围越来越大。分为近地面层大气探测、高空大气层探测和专业性大气探测。近几十年来，作为主动遥感的各种气象雷达探测和作为被动遥感的气象卫星探测，以及地面微波辐射探测等获得较多信息的大气探测方法，正在逐步进入常规大气探测领域。这些现代大气探测技术应用于大气科学的研究领域，极大的丰富了大气探测的内容。 2．大气探测的发展主要有那几个时期？ ①创始时期。这是在16世纪末发明第一批大气探测仪器以前的漫长时期，这期间发明了相风鸟、雨量器和风压板等，不能对大气现象进行连续记录。 ②地面气象观测开始发展时期。16世纪末，随着气象仪器的发明，开始了气象要素定量测量阶段。 ③高空大气探测的开始发展时期。这时期陆续有人采用系留气球、飞机及火箭携带仪器升空，进行高空大气探测。 ④高空大气探测迅速发展时期。这时期，前苏联、德国、法国、芬兰等国家都开始研制无线电探空仪，以及其他高空探测技术，为高空大气探测事业开辟了新的途径。 ⑤大气探测的遥感时期。1945年美国首次将雷达应用于气象观测，后来发射了气象火箭和探空火箭，把探测高度延伸到了500千米。 ⑥大气探测的卫星遥感时期。这个时期，大气探测不仅从根本上扩大了探测范围，也提高了对大气探测的连续性。 3．简述大气探测原理有那几种方法？ ①直接探测。将探测元件直接放入大气介质中，测量大气要素。应用元件的物理、化学性质受大气作用而产生反应作用的原理。 ②遥感探测。根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变化，分为主动遥感和被动遥感。 ③施放示踪物质。向大气施放具有光学或金属性质的示踪物质，利用光学方法或雷达观测其随气流传播和演变规律，由此计算大气的流动状况。 ④模拟实验。有风洞模拟和水槽模拟。风洞模拟大气层边界层风、温及区域流场状况。水槽模拟大气层环流、洋流、建筑物周围环境流场特征。可调控温度场，模拟大气边界层的温度层结。 4．大气探测仪器的性能包括那几个？ ①精确度。即测量值与实际值的接近程度。又包括仪器的精密度和准确度。精密度考察的是连续测量值彼此相互间的接近程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。探测仪器的精确度取决于感应元 名词解释 干洁大气：通常把除水汽以外的纯净大气称为干洁大气，简称干空气。 露点温度：湿空气气压降温达到饱和时的温度称为露点温度。 相对湿度：在一定温度和气压下，水汽和饱和水汽的摩尔分数比称为相对湿度。 降水量：指从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）的降水未经蒸发渗透流失而积聚在水平面上的水层深度。 虚温：在气压相等条件下，具有和湿空气相等的密度时干空气具有的湿度。 气团变性：气团只是在某时间与一定的地理区域相关，当气团移动到新的下垫面时，它的性质就会逐渐发生变化，而失去原有的特性。 填空 1、相对湿度说明了同一气温条件下，水汽含量距离大气饱和程度，相对湿度越小，表示空气越不饱和，相对湿度越大，表示空气越饱和。 2、干洁大气是指不包含水汽和气溶胶的整个混合大气。 3、大气的铅直结构有地面向天空共分为对流层，平流层，中间层，热层，逸散层五层。 4、表征水汽的气象要素有很多，如比湿、水汽压、水汽密度等。（相对湿度、露点） 5、水的三相是指气态、液态_各固态。 6、一般温度越高、饱和水汽压则越大，在相同温度下，溶液面比纯水面的饱和水汽压越小。 7、降水可以有雨、雹、雪和霰四种形态。 8、相对湿度是空气中的实际水汽压与同温度下饱和水汽的比值。 9、大气中最主要的成分是氮气、氧气和氩三种气体。 10、相对湿度是指_空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽的比值。 11、平流层环流的特点是：中纬度地区夏季盛行东风，冬季盛行西风。 12、露点温度是指湿空气定压降温达到饱和时的温度。 13、在相同状态下，平液面饱和水汽压大于平冰面饱和水汽压。 14、对流层臭氧的一个主要来源是从平流层以扩散、湍流的方式输送来的，对流层顶的裂缝是平流层臭氧向对流层输送的主要通道。 15、温度越高，饱和水汽压越大。 16、按中性成分的热力结构，可以把大气分成若干层，其中对流层的特点是温度随高度升高而降低、有强烈的垂直混合、气象要素分布不均匀。 17、臭氧主要分布在10-50km高度的平流层大气中，极大值在20-30km之间，它对有强烈的吸收作用。 18、对流层中，干洁大气的主要成分是氮气、氧气、氩气、二氧化碳。 19、大气的饱和水汽压仅仅和温度有关。并且在同样状态下，平冰面饱和水汽压小于平液面饱和水汽压。 20、表示大气中物理现象和物理过程的物理量统称为气象要素，其中以气温、气压、温度和风（风向、风速）最为重要。 21、臭氧是大气中最重要的微量成分之一，这是因为：1）臭气层阻挡了太阳强紫外线到达地面，保护了地球上的生命；2）臭氧层吸收的太阳紫外辐射能量使平流层大气增温，对平流层的温度场和大气环流起着决定性作用。 22、某气象站测得地面气压900hpa，气温26℃，水汽压29hpa，则该站地面空气的比湿是20g/kg，虚温为是29.6℃，位温34℃，水汽密度是21g/m2，[Ry=461.5jl(kg.k)] 23、平流层由对流层顶向上到55km左右高度，垂直减温率为负值，平流层顶的气压仅为 1 hpa左右，对流层和平流层集中了大气质量的99.9%左右。 24、平流层大气很稳定，气流多为大尺的水平运动，平流层环流的特点是：是纬度地区夏季 第一章 1.地球大气是如何演变的？ 原始大气：氢气、甲烷、氨气、水汽 次生大气：二氧化碳、一氧化碳、水汽、甲烷 现代大气：氮气、氧气 2.何为地球系统？ 岩石圈、水圈、生物圈、大气圈 3.何为干洁大气？它由哪些主要成分组成？ 干洁大气指不含水汽和悬浮颗粒物的大气，其平均分子量为 28.966。 （1）按浓度分类： 主要成分：浓度为百分之几，如 N2，O2，Ar。 微量成分：浓度在 1ppm 到 0.1%，如 CO2， CH4， He ，Ne，Kr，H2O 。 痕量成分：浓度在 1ppm 以下，如 H2，O3，Xe，N2O，NO，NO2，NH3，SO2，CO，人为污染气体等。 （2）按生命时间分类： 定常成分：寿命在 100 年以上，如 N2，O2，和惰性气体。 可变成分：寿命在几年到十几年，如 CO2，H2，CH4 等。 快变成分：寿命在 1 年以下。如 H2O，…… 4.试述二氧化碳、臭氧的源及作用。 CO2来源：有机物燃烧，腐烂和生物呼吸；作用：温室气体，植物光合作用原料； O3来源：20-30km(臭氧层) ；作用：吸收紫外辐射，影响大气温度垂直分布，保护生物；促进大气增温。5.水汽和气溶胶的来源和作用是什么？ 水汽来源：蒸发和蒸腾作用；作用：云和降水的源泉，影响地面、空气温度及大气垂直运动，水循环，联系四圈； 气溶胶来源：自然源和人为源；作用：形成云、雾，降水条件；改变辐射平衡；大气污染，能见度降低；造成光学现象。 6.说明天气和气候的定义和区别，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）本站历史最高气温为43 ℃； 5）南京明日天气部分有云。 天气与气候的关系 1.概念不同:a、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；b、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，在某一时段内大量天气过程的综合。不仅包括该地多年的平均天气状况，也包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。 2.变化周期不同:a、天气：变化快，周期短；b、气候：变化慢，周期长。 7.试列出与大气相关的四个环境问题，并说明哪些是全球尺度的，哪些是区域尺度的？ 8.由理想气体状态方程推导湿空气状态方程。 9.说明虚温的目的和意义。 引入虚温的目的是将大气中所含水汽对比气体常数的影响包含到温度中去，其意义在于同一压强下干空气密度等于湿空气密度时干空气所应具有的温度。 10.在同样的温压条件下，湿空气密度与干空气密度哪个最大？ 农业气象学练习题及参 考答案 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN] 第五章气压与风练习题 (一)单项选择 1、风由东吹向西，则称为_____风。 ①东②东南③西④西北 2、在北半球，吹地转风时,背风而立，低压在_____ 。 ①右边②右前方③左边④左前方 3、随着海拔高度增高，气压会______。 ①增大②降低③先增后降④先降后增 4、一个标准大气压等于_____ 百帕。 ①4／3 ②760 ③1000 ④1013 5、在陆地上，_____气压高。 ①春季②夏季③秋季④冬季 6、随着海拔高度的增高，_____增大。 ①大气质量②大气压力③单位气压高度差④大气柱 7、形成风的直接原因是____ 的作用。 ①水平地转偏向力②水平气压梯度力 ③摩擦力④惯性离心力 8、水平气压梯度力的方向是由_____ 。 ①高压指向低压②低压指向高压 ③中间指向四周④四周指向中间 9、在北半球，水平地转偏向力指向物体运动方向的____ 。 ①左前方②右后方③左方④右方 10、___ 越大，地转风的风速越大。 ①纬度②大气密度 ③气压梯度④地球自转角速度 11、梯度风未考虑_____ 的作用。 ①水平气压梯度力②水平地转偏向力 ③惯性离心力④摩擦力 12、在三圈环流中，南、北半球各形成 _____ 个气压带。 ①2 ②3 ③4 ④5 13、由于季风影响．在_____ 季，我国东南沿海地区风从大陆吹向梅洋。 ①春②夏③秋④冬 (二)多项选择 14、我国是着名的季风区，夏季盛行_____。 ①东南风②东北风③西南风④西北风⑤东风 15、梯度风是自由大气中空气所受_____相平衡时的运动。 ①水平气压梯度力②水平地转偏向力 ③惯性离心力④重力⑤浮力 16、_____为自由大气中的风。 ①季风②梯度风③海陆风④焚风⑤地转风 17、地转风是空气所受_____相平衡时的运动。大气科学概论加答案
《大气探测学》课后答案
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