气象复习题(整理版)
第一章
天气：某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态和大气现象的综合。
气候：在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下，在某一段时间内大量天气过程的综合。
1、大气的组成
地球大气由三个部分组成：干洁大气（即干空气）、水汽、悬浮在大气中的固液态杂质
2、大气的结构及其主要特点
大气的铅直结构：大气在铅直方向上的物理性质有很大的变化，根据温度、成分、电荷等物理性质，并考虑大气的垂直运动情况，可将大气分为五层。
一.对流层
特点：主要天气现象均发生在此层。
温度随高度升高而降低。（平均高度每升高100m，气温下降0.65℃。）
空气具有强烈的垂直运动和不规则的乱流运动。
气象要素的水平分布不均匀。
二.平流层
特点：25km以下，气温保持不变；25km以上，气温随高度增加而显著升高（-3℃）。
空气运动以水平运动为主，无明显的垂直运动。
水汽和尘埃含量极少，晴朗少云，大气透明度好，气流比较平稳，适宜于飞机航行。
三.中间层
特点：气温随高度增加迅速下降，顶部气温可降至-83℃以下。
空气有强烈的垂直运动，故又称之为“高空对流层”。
四.四.热层
特点：气温随高度增加迅速上升。
空气质点在太阳紫外辐射和宇宙高能粒子作用下，产生电离现象。
五.五.散逸层
特点：这一层中的大气物质具有向星际空间散逸的特性，是大气圈与星际空间的过渡地带。
气温随高度升高很少变化。
空气质点的运动速度很快，受到的地球引力很小，可逃逸到星际空间。
3、二氧化碳、臭氧和水汽对太阳辐射的影响
二氧化碳的作用：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”。
臭氧的作用：（1）能强烈地吸收太阳辐射中的紫外线（特别是对生物有很强伤害作用的波长小于0.29微米的紫外线）。
（2）对人和地球上的生态系统起到了屏障和保护作用。
（3）对高层大气有“加热”作用，使10至50km高度的气层温度增高。
水汽的作用：（1）在天气气候变化中扮演了重要角色。
（2）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”。
第二章
黑体：对于投射到该物体上所有波长的辐射都能全部吸收的物体称为绝对黑体。
灰体：如果某种物质对任何波长的辐射的吸收率都为一个常数，而不随波长变化，则这种物
质就叫做灰体。
太阳常数：当地球位于日地平均距离时(约为1.496×108km)，在地球大气上界投射到垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度。
太阳高度：太阳光线与地表水平面之间的夹角。(0°≤h≤90°)
sin h＝sinφsinδ+cosφcosδcosω
式中：φ为观测点纬度，δ为赤纬，ω是时角。
δ的含义：太阳直射点纬度(即太阳直射光线与赤道平面之间的夹角)。
太阳直射点所在的纬度称为太阳赤纬。
春分日(21/3)或秋分日(23/9)：δ＝0°
夏至日(22/6)：δ＝23.5°
冬至日(22/12)：δ＝-23.5°（23.5°S）
ω是用角度表示的时间，每15°为一小时
正午：ω＝0；上午：ω＜0；下午：ω＞0，。
h正午＝90°-∣φ-δ∣
太阳赤纬：太阳直射点所在的纬度称为太阳赤纬。
太阳直接辐射：太阳以平行光线的形式直接投射到地面上。
散射辐射：经散射后自天空投射到地面的辐射。
大气逆辐射(Ea)：大气辐射中传向地面的辐射。
大气质量：太阳光通过大气路径的长度与大气铅直厚度之比。
大气透明系数：透过一个大气质量(m＝1)后的太阳辐射强度 (S1)与透过前的太阳辐射强度(S0)之比，即：
地面有效辐射(E0)：地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。
1、为什么天空晴朗洁净时呈青兰色？浑浊多云雾时呈现灰白色？
2、日出日落时太阳为什么呈红橙色？中午时候，太阳为什么多呈白色？
3、地面辐射的作用
4、何谓大气的“温室效应”？
大气中各种微尘和二氧化碳成分的存在，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，这种现象称为大气温室效应。
5、什么是地面总辐射？与大气上界的太阳辐射相比有什么变化?
6、为什么多云的夜晚比晴朗夜晚降温少？
多云的白天云量多，太阳辐射被反射回去的多，气温较低；夜间，云量阻碍地面的大气有效辐射向外散射，同时加强了大气逆辐射，降温少，昼夜温差小。而晴朗天的白天，受到的太阳辐射全用于升温，温度较高；夜间地面有效辐射强烈，温度低，昼夜温差大。所以多云的天气日较差比晴朗的天气日较差小，也就是说多云的夜晚比晴朗的夜晚降温少。7、可照时数、实照时数和日照百分率
2
可照时数：不受任何遮蔽时每天从日出到日落的总时数。可照时数 =
15
cosω＝-tgφtgδ
实照时数：地面上用日照计实际测量的日照时数。
日照百分率＝实照时数/可照时数×100%
第三章
气温的非绝热变化：当空气与外界存在着热量交换时的所产生的温度变化，称为空气温度的非绝热变化。
干绝热变化：干空气（也包括未饱和的湿空气）的绝热变化。
干绝热直减率：干空气块每上升单位距离温度的变化。
湿绝热变化：饱和的湿空气在作垂直运动时的绝热变化。
湿绝热直减率：饱和湿空气块每上升单位距离温度的变化。
温度(气温)日较差：一天中气温最高值与最低值之差。
温度(气温)年较差：一年内最热月与最冷月的月平均温度之差。
逆温：在一定条件下，气温随高度的增高而增加，气温直减率为负值的这种现象称为逆温。积温：就是衡量温度强度和持续时间这两个方面的综合效应的一种农业气象指标。
1、空气与外界的热量交换方式
(1)辐射：
这是地球和太阳、地球与宇宙空间之间能量交换的唯一方式，也是地面和大气之间能量交换的重要方式。
(2)传导 :
物体通过分子的碰撞将热能从一个分子传递给另一个分子，分子排列得越紧密，热量传递得越快，其传导能力取决于热导率。
传导是土壤中热交换的唯一方式，但在大气中传导的作用不大，因为空气是热的不良导体。
(3)流体运动:
空气与水等流体一样，可以通过流动将热量从一个地方传向另一个地方，完成不同地点间的热交换。空气的流动方式有：对流、平流和湍流。
(4)潜热交换:
水从一种相态变为另一种相态时伴随着潜热的交换。
2、大气稳定度的综合判定
综合干空气和未饱和湿空气的判定方法，可归纳如下：
γ< γm绝对稳定
γm< γ < γd 对干空气稳定，湿空气不稳定，此为条件性不稳定
γ> γd绝对不稳定
气温同期性变化的原因：地气之间的热辐射交换
3、γm、γ、γd的区别
干空气块每上升单位距离温度的变化称为干绝热直减率，用γd表示
饱和湿空气块每上升单位距离温度的变化称为湿绝热直减率，用γm表示：
气温直减率（γ）：实际气层中高度每变化单位高度时气温的降低值。在对流层中，气温随高度的升高面降低，γ>0但γ的值是随时、随地改变的，不是常数
γ表示整个大气层气温变化
γd取一团空气（干空气或未饱和湿空气）γm 饱和湿空气
4、气温日变化、年变化特点
(1)气温的日变化特点：
近地层气温的变化主要取决于下垫面温度的变化，变化特点有：
位相比地面落后，且随高度的升高而推迟。1.5m高处日最高温度出现在14~15时左右，最低气温出现在日出前后。
日较差随高度的升高而减小。
(2)气温的年变化特点：
回归线以外的地区为单波型：最高为7月,最低为1月,海上落后一个月；
回归线之间赤道附近地区为双波型：最高为4、10月，最低为7，1月。
5、影响气温日较差的因素
1) 纬度(latitude) 日较差随纬度升高而减小。因高纬度白天气温低、夜间有效辐射少。
2) 季节(season) 夏季大、冬季小，但最大在春季，最小在冬季
3) 地形(geographical relief) 凸地日较差小，凹地日较差大
因为凹地白天散热慢，夜间有效辐射强
4) 下垫面性质(features of underlying surface) 水面上日较差小，陆地上大
5) 天气(weather) 晴天日较差大于阴天
6、气温的年变化的四种类型
赤道型
一年中有两个最高值，两个最低值；年较差较小
热带型
一年中有一个最高值和一个最低值；年较差不大
温带型
一个最高值和一个最低值；年较差较大
极地型
一个最高值和一个最低值；年较差很大
7、气温非周期性变化的原因
变化原因：天气突变大规模冷暖空气的活动
8、按其成因分逆温可分为哪几种类型？
辐射逆温、湍流（即乱流）逆温、平流逆温、下沉逆温、地形逆温、锋面逆温和融雪逆温等。
9、一天中地面最高和最低温度各出现在什么时候？为何最高温度一般不出现在正午？
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。
10、何谓绝热变化？大气中在什么情况下的状态变化可看作绝热变化？
严格地讲，大气中所发生的各种温度变化过程，实际上都不是绝热的，但由于空气的导热率很小，在垂直运动中经历各气层的时间很短，气块体积又很大，致使运动着的空气块与周围空气之间的热量交换远远小于空气块本身内能的变化。因此，可将空气块在垂直运动中的增温、冷却近似的看成是在绝热条件下实现的。
第四章
饱和水汽压:在一定温度下，一定体积空气中能容纳的水汽分子数是有一定限度的。如果水汽含量恰好达到该温度条件下的最大限度，这时的空气称为饱和水汽压。
相对湿度:把空气中的实际水汽压与同温下饱和水汽压的比值。
饱和差:同温下的饱和水汽压和实际水汽压之差。
露点温度:在空气中水汽压含量不变和气压一定的条件下，通过降低温度而使空气达到饱和
时的温度。
冰晶效应:云中，冰晶与过冷却水滴常常并存，若E冰 辐射雾:夜间，由于地面辐射冷却，使近地气层温度降低到露点温度以下而形成的雾。 平流雾:暖湿空气流经冷的下垫面而逐渐冷却，气温降低到露点温度以下而形成的雾。 降水强度(rain intensity) ：指单位时间内的降水量。时间单位通常取10分钟、1小时或1日。 1、相对湿度的影响因素 相对湿度随饱和水汽压的增大而减小，而饱和水汽压又随温度的升高而迅速增大，因此相对湿度一般随温度的升高而减小。 2、水汽凝结条件 （1）充沛的水汽 （2）有凝结（华）核,发生凝结增长和碰并增长 （3）空气的上升运动 3、露和霜 地面与地物表面辐射冷却，贴地层气温降至露点td以下, 就会产生凝结。当td>0℃，凝结物为露水，td<0℃，凝结物为霜。 出现的有利条件：晴朗微风的夜晚。因此露和霜都预示天气晴朗。 凡是夜间有效辐射较大的地物表面，都易形成露和霜。 4、雾形成的条件 形成的条件：①水汽充沛②有冷却过程③凝结核 5、试述雾的种类及成因 ⑴辐射雾：晴朗、微风、湿度大的夜间，局部地区在晚上辐射冷却形成，日出后消散 ⑵平流雾：暖湿空气移到冷的下垫面上，气流下层t ≤td而形成的雾。 ⑶上坡雾：山的迎风坡，坡度小，气流稳定 ⑷蒸发雾：暖水面蒸发的水汽进入到冷空气中。“海盖云” ⑸锋面雾： 6、解释“久晴大雾阴，久阴大雾晴” 久晴之后出现雾，说明有暖湿空气移来，空气潮湿，是天阴下雨的征兆；久阴之后出现雾，表明天空中云层变薄裂开消散，地面温度降低而使水汽凝结成辐射雾，到日出后雾将消去，就会出现晴天。 7、影响水面蒸发的气象因子有哪些？ (1).水源蒸发产生的基本条件 (2).热源温度越高，蒸发越快； (3).饱和差饱和差越大，蒸发速度越快； (4). 风速与湍流扩散风速越大，湍流越强，蒸发量也越大； 8、云的分类（云底高度、上升气流） 高云族：云底高度6000米以上，冰晶，白色。卷云、卷层云、卷积云，一般不降水 中云族：云底高度2000－6000米，水滴、过冷却水滴、冰晶。高层云、高积云，有时降水低云族：云底高度2000米以下，水滴、过水滴或冰晶。积云、积雨云、层积云、层云、雨层云 9、降水的种类 常见的降水有以下四种： 雨：从云层中降落到地面的液态水 雪：从云层中降落到地面的冰晶 霰：白色不透明的小冰粒 雹：从积雨云中降落的、由透明和不透明的冰层相间的球状冰粒。 按降水性质分： ?连续性降水：时间长，强度变化小，范围大 ?阵性降水：时间短，强度大，范围小，分布不均 ?毛毛雨状降水：雨滴小，强度弱 按降水强度分类：小、中、大、暴雨等 按降水成因分类（上升气流成因） 地形雨：因地形抬升作用而产生的降水 对流雨（热雷雨）：因地表受热引起的对流运动所产生的降水 气旋雨（锋面雨）：因气旋活动所产生的降水 台风雨：因台风活动而产生的降水 10.全球降水分布的一般规律 降水的分布（一）全球降水量随纬度的变化 由赤道向两极递减出现 第五章 低气压:三维空间上的大尺度涡旋，同一高度上，其中心气压比四周低。形如盆地。 高气压:是三维空间上的大尺度涡旋，同一高度上，其中心气压比四周高。空间等压面形如山丘。 地转风:指自由大气中空气作等速直线的水平运动。（当气压梯度力与地转偏向力达到平衡时的风） 标准大气压:在温度为0℃，在纬度45°N(S)的海平面上的大气压。其值为1013.2 hPa 。地转偏向力:由于地球自转而使地面上的运动物体偏离原运动方向的力，叫做地转偏向力。风压定律:在北半球，背风而立，高压在右，低压在左；南半球相反。 1、气压周期性变化的原因 气压日变化的原因主要有: 气温的日变化 大气潮汐 气压年变化的原因主要受气温影响。 2、气压非周期性变化的原因：原因是气压系统的移动和演变。 3、气压场的基本型式有哪些？各自所对应的天气如何？ 1）低气压：对应的天气不好。 2）低压槽：对应天气不好，多雨。 3）高气压：天气：对应的天气好。 4）高压脊(简称脊)：对应天气好。 5）鞍形气压区(简称鞍)：对应天气多变。 4、实际大气中的风是在哪几种力作用下产生的？各自所起的作用如何？ 气压梯度力：水平气压梯度力是产生风的原动力。 地转偏向力：(1) 与纬度的正弦成正比，随纬度变化； (2) 与物体运动速度成正比； (3) 与运动方向垂直，在北半球指向运动方向的右方，在南半球指向运动方向的左方； (4)只改变运动方向，不改变速率的大小。 惯性离心力 摩擦力 5、在均匀自转的地球上，三圈环流与行星风系的形成，并说明各气压带的主要气候特征。（1）高低纬间热量差异 （2）地转偏向力 （3）太阳直射点的南北移动 （4）海陆热力性质差异 赤道低压带：炎热多雨无风 副热带高压带：炎热干燥风力微弱 副极地低压带：温湿，多云雨多风 极地高压带：晴朗干燥、极冷 6、北半球气压带和风带有哪些？ 赤道低气压带、副热带高气压带、副极地低气压带、极地高气压带 东北信风带、中纬西风带、极地东风带、极地高压带 7、各气压带主要气候特征是什么？ 赤道低压带：炎热多雨无风 副热带高压带：炎热干燥风力微弱 副极地低压带：温湿，多云雨多风 极地高压带：晴朗干燥、极冷 8、何谓大气活动中心？影响我国的有哪些？ 由于地表的海陆分布，实际的气压带一般分裂为若干个高低压中心——大气活动中心。 蒙古高压、 9、山谷风、海陆风、焚风的形成原因及其特点是什么？ 海陆风：是在沿海地区由于海陆在白天和黑夜热力特性的不同而形成的以日为周期的风。 特点：白天大陆增暖快，空气上升，而海洋上相对凉爽，空气易下沉，风也从海洋吹向大陆；夜间大陆降温快，空气下沉，而海洋上降温慢，空气易上升，风从陆地吹向海洋。 山谷风：是在大范围地区气压梯度很小的条件下，由于晴天山坡和山谷受热状况不同而形成的以日为周期的风。 特点：白天风由山谷吹向山顶，为谷风。夜间风由山顶吹向山谷，为山风。 焚风：暖湿的空气越过较高的山脉，在山的迎风坡上升降温，到一定高度达到过饱和后产生凝结降水，并释放大量的潜热，翻过高山后沿背风坡下沉，绝热增温，成为又干又热的风。 特点：在迎风坡产生了大量的降水，使空气中水汽含量大幅度减少。 在迎风坡释放了大量的潜热并保留在空气中。 第六章 气团：同一时段，气象要素(T、U、r)在水平方向上分布比较均匀，在铅直方向上变化比较相似，在它控制下天气特点大致相同的大范围空气。 暖锋：暖气团向冷气团方向移动，由暖区向冷区移动的锋。 冷锋：冷气团向暖气团方向移动，由冷区向暖区移动的锋。 静止锋：静止或移速很慢的锋。 气旋：是指在同一高度上中心气压比周围低、占有三度空间的大尺度涡旋。 反气旋：是指在同一高度上中心气压比周围高、占有三度空间的大尺度涡旋。 寒潮：一种大规模的强冷空气的活动过程。 槽： 脊： 1、气团形成的条件 ①大范围性质均一的下垫面，决定气团的性质 ②合适的环流条件，使气团物理性质趋于均匀化（永久性或半永久性高压） 2、为什么锋面附近常常是阴雨天气？ 因暖空气密度小，沿锋面爬升，绝热降温，水汽凝结成云，故锋面附近一般为阴雨天气。 3、简述副高不同部位的天气特点。 西北、北侧：多锋面阴雨天气 东侧：干旱天气 南侧：无台风时，通常为晴好天气；有台风时，为恶劣天气。 内部：晴朗少云 4、台风的结构及天气特征。 (1)台风眼区（内圈）:云淡风轻 (2)台风涡旋区（中圈）:云墙，狂风暴雨 (3)外围大风区（外圈）:大风降水 5、台风形成的条件、过程。 台风形成条件：（1）初始扰动、（2）暖性洋面：海水温度＞26.5℃、（3）地转偏向力作用：距赤道5个纬距以上、（4）对流层风垂直切变小 台风形成过程：低层高温高湿洋面，产生不稳定层结——>低层扰动，气流辐合-->③气流上升，凝结释放潜热加热涡旋中心-->中心气柱受热膨胀，使低层气压不断降低-->高层气压升高气流辐散，也使低层气压迅速降低-->暖湿空气向涡旋中心区辐合-->③ 6、影响我国的主要气团。 冬季：西伯利亚气团（绝大部分地区）、热带太平洋气团（东南沿海）、南海气团（云南）夏季：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） 7、简述影响我国的冷空气源地和路径 西北路（中路）:由河套附近南下→江淮地区和长江中下游 东路:经内蒙古及东北地区，低层冷空气折向西南，直达两湖盆地。 西路:经我国新疆沿青藏高原东侧南下。 8、寒潮的天气过程和特点 过程：影响前，空气潮湿静稳，温度相对高 影响时，P↑，风向突变，风力↑，温湿度↓，并伴有雨雪 影响后：天气晴冷 特点： 大风－－浮尘、扬沙、沙尘暴，偏南风转偏北风，一般6－8级持续1－2天 降温－－降温幅度可达10 ℃－20 ℃，造成冻害 降水－－淮河以南往往出现雨雪天气，淮河以北往往是干冷天气 9、副热带高压各部位的结构和天气 同3 10、试述副高脊线位置的季节变化与我国东部雨带的关系 11、气旋和反气旋中的气流有何不同？为何形成截然不同的天气？ 气旋中的气流在逆时针旋转（北半球）的同时向中心辐合，产生上升运动，空气绝热冷却，水汽凝结，成云致雨，多阴雨天气。 反气旋中的气流在顺时针旋转（北半球）的同时由中心向四周辐散，产生下沉运动，空气绝热增温，致使反气旋范围内的广大区域无云或少云，多晴朗天气。 第七章 气候：长期的大气平均状态。在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下，在某一段时间内大量天气过程的综合。 候温季节：春，秋 季风：大范围地区的盛行风随着季节有显著改变的现象。其中1月和7月风向变化在120°以上。 山谷风：山谷风是在大范围地区气压梯度很小的条件下，由于晴天山坡和山谷受热状况不同而形成的以日为周期的风。白天风由山谷吹向山顶，为谷风。夜间风由山顶吹向山谷，为山风。 海陆风：是在沿海地区由于海陆在白天和黑夜热力特性的不同而形成的以日为周期的风。焚风：沿山坡向下吹的干燥而炎热的风，叫做焚风。 1、形成气候的因素有哪些？ 2、大陆性气候与海洋性气候的差异 大陆性气候(continental climate) ： 大陆的内部，终年受大陆气团控制 主要特点有： ①夏炎热冬严寒，日较差、年较差大 ②春温高于秋温 ③日照丰富，相对湿度小 ④降水少且集中于夏季，变率大 海洋性气候(marine climate) ： 终年盛行西风，主要特点有： ①夏凉爽冬温和，日较差、年较差小 ②春温低于秋温 ③日照少，云雾多，相对湿度大 ④降水丰富，季节分配均匀，变率小 （大陆性气候 ●较差(年、日)： ●相时：春季？秋季 ●云量和降水较少，时空分布不均匀（夏季多），气候干燥 海洋性气候： ●气温年较差、日较差小 ●相时落后，一般春季冷于秋季 ●云量和降水较多，季节分配较均匀，气候湿润） 4、天文辐射的分布特点 （1）天文辐射因纬度而不同。由赤道向两极逐渐减少。 （2）夏半年获得太阳辐射最多的是20-25°N，最小值在极地 （3）冬半年获得太阳辐射最多的（北半球）是赤道，随着纬度递减，极点为零。表现在高低纬度间气温和气压的水平梯度也是冬季比较大。 （4）天文辐射的南北差异不仅随冬、夏半年而有不同，而且在同一时间内随纬度亦有不同（5）冬、夏半年天文辐射的差值随着纬度的增高而加大 （6）在极圈以内，有极昼、极夜现象。在极夜期间，天文辐射为零。 4、为什么夏季午后多雷阵雨？ 5、试述季风的形成过程和成因。（东亚季风与南亚季风的区别） 形成过程： (1)行星风带位移而产生的季风——南亚季风 (2)因海陆分布而产生的季风——东亚季风 成因： 我国位于最大大陆─欧亚大陆的东海岸，濒临最大大洋─太平洋，深入大陆腹地；地形复杂；海陆热力差异和高原热力、动力作用极为显著，使我国成为典型的季风气候区。 我国的季风主要是由于海陆热力差异而形成的。 冬季，大陆上为强大的蒙古高压控制，海洋上有阿留申低压和赤道低压，因此盛行干燥寒冷的西北风、北风和东北风，即冬季风。 夏季，大陆上是印度低压，海洋上为副热带高压控制，因此盛行温暖潮湿的偏南夏季风，造成潮湿多云雨的天气。 6、季风对我国气候的影响。 我国的季风气候在气候要素上有以下表现： ①季风性在风上的表现： 冬季大多数地区盛行偏北风。冬季风9月控制东北、华北，10月中旬以后快速地控制全国。夏季受太平洋副高的影响，盛行风以偏南为主。夏季风3月初开始影响华南，4月北扩到长江沿岸，5月波及淮河流域，6月到达华北和东北，7月是夏季风极盛期，可影响到55°N 附近地带，8月中旬夏季风减弱南退。以后又转受冬季风控制。 ②季风性在温度上的表现： 冬季风极盛时，气候寒冷、干燥，冬季气温比同纬度其它国家低得多，成为世界上同纬度最冷地区。 夏季风鼎盛时，气候暖热，湿润多雨； ③季风性在降水上的表现： 中国降水的水汽来源：主要来源于夏季风：来自东南方向的东海和西南方向的孟加拉湾及印度洋，只有西北少数地区水汽来源于西北的大西洋和北冰洋。 7、试比较季风、海陆风和山谷风形成过程的异同点。 成因范围周期强度 季风①冬夏海陆热特 性的差异 ②行星风带的季 节性位移距沿海几 百至上千 公里 年东亚季风是冬季风强于夏季风 海陆风日夜海陆热特性 的差异仅距沿海 几十公里 日海风强于陆风 山谷风是在大范围地区气压梯度很小的条件下，由于晴天山坡和山谷受热状况不同而形成的以日为周期的风。白天风由山谷吹向山顶，为谷风。夜间风由山顶吹向山谷，为山风。 第八章 1、各种气候类型的特征。 热带海洋性气候:1、气候具有海洋性，气温年较差、日较差小， 2、年降水量在1000ｍｍ以上，无明显干季， 3、对流雨、热带气旋雨、地形雨。 热带季风气候:1、全年高温，年平均气温在20℃以上，年较差在3℃—10℃左右，春秋极短。 2、热带季风发达，一年中风向的季节变化明显。 3、在热带大陆气团控制时，降水稀少。当赤道海洋气团控制时，降水丰沛。 4、热带气旋雨，年降水量多，一般在1500—2000ｍｍ，集中在6—10月（北半球）。副热带季风气候:1、冬季风来自大陆，夏季风来自海洋。 2、夏热冬温，最热月平均气温在22℃以上，最冷月在 0℃—15℃左右，年较差约在15℃—25℃左右。 3、可以出现短时间霜冻，无霜期在240天以上。 4、四季分明，降水量在750—1000ｍｍ以上，夏雨较集中，无明显干季 副热带夏干气候（地中海气候）:1、夏季：高温干燥。冬季：温和多雨。 2、全年降水量在300—1000ｍｍ左右。 3、因夏温不同，分为凉夏型和暖夏型。 极地长寒气候（苔原气候）:1、全年皆冬； 2、极昼极夜现象； 3、年降水量200-300mm。 2、大陆性气候与海洋性气候主要特点。 大陆性气候：大陆的内部，终年受大陆气团控制 主要特点有： ①夏炎热冬严寒，日较差、年较差大 ②春温高于秋温 ③日照丰富，相对湿度小 ④降水少且集中于夏季，变率大 海洋性气候：终年盛行西风，主要特点有： ①夏凉爽冬温和，日较差、年较差小 ②春温低于秋温 ③日照少，云雾多，相对湿度大 ④降水丰富，季节分配均匀，变率小 3、季风气候和地中海气候主要特点。 季风气候特点：夏季高温多雨（海洋性），冬季严寒干燥（大陆性） 地中海气候特点：夏季高温干燥（大陆性），冬季温和多雨（海洋性） 4、高山气候和高原气候主要特点。 (1)高山气候：高度＜2000m为高山气候，≥2000m为高原气候。主要特点有：①太阳辐射强度大，紫外线含量随高度增加 ②山地气温高于同纬度同高度的空气温度 ③年、日温差小，极值出现时间随高度推迟 ④一般云雾和降水较多，且迎风坡多于背风坡 (2)高原气候: ①白天与夏季接受的太阳辐射比山地多，为热源；冬季相反 ②土温与气温较高，如青藏高原在4000m还能种粮食作物青稞 ③气温日、年较差大，如昌都的日较差可达28~29℃，一日有四季之分 ④高原中央降水少，如青藏高原中部的年雨量为300mm左右。 5、草原气候和沙漠气候主要特点。 草原气候 热带草原：夏热多雨，冬暖干燥，年雨量一般500—1000mm。 温带草原气候：冬寒夏暖，年雨量大多为200—450mm。 沙漠气候 空气干燥，降水稀少，年平均降水量<250mm，变率极大，年平均相对湿度<40%，蒸发强，日照充足，气温日较差大，可达35—45℃。 6、中国气候的特征。 (1)季风气候明显 (2)大陆性气候强 (3)气候类型复杂多样 (4)气象灾害频繁，危害范围大 7、浙江省气候的特征。 （一）季风显著：冬季寒冷干燥，春季忽冷忽热，夏季炎热少雨，秋季秋高气爽，台风入侵 （二）光照适宜，年总辐射量适中 （三）气候温和、四季分明、无霜期和生长季长 （四）雨量丰富、空气湿润 （五）小气候类型多样 （六）主要气象灾害: 灾害种类多，影响范围广；灾害强度强，危害严重。 第九章 小气候:小范围内，由于下垫面构造和特性不同，在近地气层和土壤上层中形成的与大气候不同的特殊气候。 形成原因：下垫面构造和特性不同 城市气候:是在区域气候背景上，经过城市化后，在人类活动影响下而形成的一种特殊局地气候。 热岛强度:热岛中心气温(距地1.5米高处)减去同时间同高度附近远郊的气温的差值，单位：℃建筑物日照时间:太阳日出至太阳日落照射到建筑物窗口的时间，一般采用冬至日或大寒日日照时间作为设计条件。 1、小气候的特点 范围小： 差别大：气象要素在垂直和水平方向的差异很大 很稳定：小气候现象的差异比较稳定 2、小气候形成的物理基础 “作用面（层）上的能量平衡”是小气候形成的热力基础 近地面层的湍流运动是小气候形成的动力基础 3、城市气候的特征 城市气候的特征可归纳为城市“五岛”效应即热岛、浊岛、干岛、雾岛、雨岛 热岛效应(市内呈现高温,城市好象一个温暖的岛屿) 描述热岛效应强弱用热岛强度 热岛强度：热岛中心气温(距地1.5米高处)减去同时间同高度附近远郊的气温的差值，单位：℃ 热岛强度：夜间＞白天 热岛效应→热岛环流即市郊风 4、我国城市规划风向分区 Ⅰ季节变化区；Ⅱ主导风向区：Ⅱa全年以偏西风为主区，Ⅱb全年多西南风区；Ⅱc冬季盛行偏西风，夏季盛行偏东风区；Ⅲ无主导风向区；Ⅳ准静止风型区：Ⅳa静稳偏东风区，Ⅳb静稳偏西风区 5、我国建筑气候区划 东北严寒区,华北寒冷区,华中夏热冬冷区,华南炎热区,云贵温和区,青藏高原区,西北干寒区 气象学与气候学复习题及参考答案 重要说明：复习应该扎实全面进行，此复习题只作为复习的重要线索和提示，并非考试的范围。 一、名词解释 1．天气：某地短时间气象要素和大气现象的综合表现。 2．风压定律：风与等压线平行，在北半球背风而立，高压在右，低压在左。南半球相反。 3．小气候：在一个大范围的气候区域内，由于局部地区地形、植被、土壤性质、建筑群等以及人或生物活动的特殊性而形成的小范围的特殊气候。如农田、城市、住宅区的气候。 4．对流层：大气垂直分层的最下层，平均厚度13-14千米左右。气温随高度的升高而降低，对流运动显著，天气现象复杂多变。 5．水平气压梯度力：气压梯度力的水平分量。是一个向量，其方向与等压面垂直，由高压指向低压，大小等于作用于单位质量空气上的力。 6．地转风：自由大气中运动的空气，当G、A这两力达到平衡时形成的风称为地转风。 7．气团：在水平方向上物理属性相对比较均匀的大块空气。 8．气候分类：在对全球气候形成因素综合分析的前提下，求同存异，对全球气候进行类型划分，使全球复杂的气候简单化和系统化的过程。分类的结果是把全球气候划为若干气候带和气候型，目的是便于气候研究和气候应用。 9．热成风原理：热成风与等温线平行，在北半球背热成风方向而立，高温在右，低温在左。南半球相反。10．高地气候：高原山地的气候，由于随着高度的变化水热组合发生相应变化，形成具有明显垂直带性的气候，叫高地气候。 11．气象学：研究大气的物理现象和物理过程并用于指导生产实践为人类服务的科学。 12．露点（温度）：是当时条件下，使空气达到饱和时应有的界限温度。 13．寒潮：强冷空气活动所产生的大范围的剧烈大风、降温、霜冻和降雪等灾害性天气。 14．天气：某地短时间气象要素和大气现象的综合表现。 15．风压定律：风与等压线平行，在北半球背风而立，高压在右，低压在左。南半球相反。 16．小气候：在一个大范围的气候区域内，由于局部地区地形、植被、土壤性质、建筑群等以及人或生物活动的特殊性而形成的小范围的特殊气候。如农田、城市、住宅区的气候。 17、饱和水汽压：一定温度下空气中水汽含达到最大值时的水汽压，称为饱和水汽压，也叫最大水汽压。 18、温室效应：大气逆辐射使地面实际损失的热量比它以长波辐射放出的热量少一些，大气的这种作用称为温室效应。 二、填空题 1、大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体称为干洁空气-。 2、由太阳喷焰中发射的高能粒子与高层大气中的空气分子相撞，使之电离，并在地球磁场作下偏于两极上空形成，这种现象称为极光-。 3、太阳辐射能按波长的分布称为太阳光谱。 4、暖气团温度高于所经过地区温度，暖气团使所经过地区变暖，气团底部失热、冷却、气温直减率减小，气层趋于稳定。 5、气团形成的条件是（1、大范围性质比较均一的下垫面，（2、有利于空气停滞和缓行的环流条件。 6、锋两侧的温度、湿度、稳定度以及云、风、气压等气象要素有明显的差异。 1、大气运动方程组一般由几个方程组成？那些是预报方程？哪些是诊断方程？答：大气运动方程组一般由六个方程组成，分别是三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程；若是湿空气还要加一个水汽方程。 运动方程、连续方程、热力学能量方程是预报方程，状态方程是诊断方程。 2、研究大气运动变化规律为什么选用旋转参考系？旋转参考系与惯性参考系中的运动方程有什么不同？ 答：地球以常值角速度Ω绕地轴旋转着，所以任何一个固定在地球上并与它一道运动的参考系，乃是一个旋转参考系。 为了将牛顿第二定律应用于研究相对于旋转参考系的大气运动，不但要讨论作用于大气的真实力的性质，而且要讨论绝对加速度与相对加速度之间的关系。相对于惯性参考系中的运动方程而言，旋转参考系中的运动方程加入了视示力（科里奥利力、惯性离心力）。 3、惯性离心力与科里奥利力有哪些异同点？ 答：都是在旋转参考系中的视示力；惯性离心力恒存在，而大气相对于地球有运动时才会产生科里奥利力。 4、重力位势与重力位能这两个概念有何差异？ 答：重力位势：重力位势表示移动单位质量空气微团从海平面（Z=0）到 Z 高度，克服重力所做的功。 重力位能：重力位能可简称为位能。重力场中距海平面 z 高度上单位质量空气微团所具有的位能为Φ=gz，引进重力位势后， g等重力位势面（等Φ面）相垂直，方向为高值等重力位势面指向低等重力位势面，其大小由等重力位势面的疏密程度来确定。所以，重力位势的空间分布完全刻划出了重力场的特征。 5、试阐述速度散度的物理意义？速度散度与运动的参考系有没有关系？ 答：速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。 因，故速度散度与运动的参考系没有关系。 8、计算 45° N跟随地球一起旋转的空气微团的牵引速度。 答：由速度公式可知，牵引速度为： 大小为；方向为向东。 19、证明相对加速度可写成 《气象学与气候学》复习思考题及答案 一、名词解释 1、天气：指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水等）的综合。 2、干洁大气：除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。 3、气候：一个地区在太阳辐射，下垫面性质，大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。 4、气候系统：由大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈组成的整个系统，以及系统内各子系统间一系列复杂的相互作用过程统称为气候系统。 5、辐射地面有效辐射：指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 6、黑体：对于投射到该物体上所有波长的辐射都能全部吸收的物体称为绝对黑体。 7、深厚系统：温压场对称的天气系统，如暖高压和冷低压。。 8、大气窗：大气中对地面长波辐射在8－12微米的吸收几乎为零，地面辐射直接透过大气层进入宇宙中。 9、温室效应：大气对太阳短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面，但由于大气中二氧化碳、水汽、氧化亚氮、氯氟烃等温室气体成分的存在，使大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热，并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分，对地表有保温效应，称为大气的温室效应，亦称花房效应。 10、大气污染：大气污染物在大气中达到一定的浓度，而对人类生产和健康造成直接或间接危害时。 11、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。 12、辐射：物体以电磁波或粒子流形式向周围传递或交换能量的方式。 13、辐射能：辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量，它们的传播速度等于光速，它们透过空间并不需要媒介物质，由辐射传播的能量称为辐射能。 14、大气逆辐射：指向地面的那部分大气辐射称为大气逆辐射。 15、地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。 16、地面辐射差额：在单位时间内，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。 17、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，称之为大气稳定度。 18、干绝热过程：干空气或未饱和的湿空气作垂直升降运动时，既没有与外界交换热量，又没有发生水相变化的过程。 19、干绝热直减率：干空气或未饱和湿空气绝热上升单位距离时的温度降低值。 20、逆温：对流层中出现的气温随高度升高而递增的反常现象。 21、辐射逆温：在晴朗无风或微风的夜晚，因地面、雪面或冰面、云层顶部等的强烈辐射冷却，使紧贴其上的气层比上层空气有较大的降温而形成的的逆温。 22、阳伞效应：大气中云和气溶胶对太阳辐射的强烈散射和反射作用，减弱了到达地面的太阳辐射，对地面有降温作用。 23、温室效应：大气对太阳短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面，但大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热，并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分，对地表有保温效应。 24、气温年较差：一年中的最冷月的平均温度与最热月的平均温度之差。 25、虚温：在同一压强下，干空气密度等于湿空气密度时，干空气应有的温度。 26、露点：湿空气在水汽含量不变条件下，等压降温达到饱和时的温度。 27、位温：气块循着干绝热过程移动到同一个标准高度1000hPa 处，所具有的温度。 28、相对湿度：空气的实际水汽压与同一温度下的饱和水汽压之比。 29、饱和水汽压：在一定温度下，从水面或冰面进入空气中的水分子数与从空气中进入水面或冰面的水分子数相等时的水汽压。 30、位势高度：是指单位质量的物体从海平面抬升到某一高度克服重力所作的功。 31、高气压；由闭合等压线构成的高气压，水平气压梯度自中心指向外圈。 1.为什么可以把90km以下的干洁空气看成为有固定分子量的单一气体成分? 答：由于大气中存在着空气的垂直运动、水平运动、湍流运动和分子扩散，使不同高度、不同地区的空气得以进行交换和混合。 2.大气的上界有多高？在此高度内分为哪几层？对流层的主要特点有哪些？答：大气的物理上界为1200km，着眼于大气密度的大气上界为2000-3000km。分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。 ①气温随高度增加而降低；②垂直对流运动；③气象要素水平分布不均。 3.高山常年积雪、云峰高耸，反映了哪一层的特点？为什么？ 答：反映了对流层的特点，因为高山处于大气的对流层，对流层具有气温随高度增加而降低。 4.试分析对流层、中间层温度随高度降低的不同原因；平流层和暖层温度随高度迅速升高又是为什么? 答：①对流层主要从地面获得热量，因此气温随高度增加而降低； ②中间层由于几乎没有臭氧，而氮和氧等气体所能直接吸收的那些波长更短太阳辐射又大部分被上层大气吸收掉了，因此气温随高度增加而降低； ③平流层由于紫外线辐射很强烈，因此气温随高度增加而升高； ④暖层由于波长小于0.175微米的太阳紫外辐射都被该层中的大气物质所吸收，因此气温随高度增加而升高。 5.试从微观的分子运动论角度说明温度的实质。 答：在一定的容积内，一定质量的空气，其温度的高低只与气体分子运动的平均动能有关。当空气获得热量时，其分子运动的平均速度增大，平均动能增加，气温也就升高。 6.已知10oC时，E为12.3hpa；18oC时，E为20.6hpa。某地上午8时气温为23oC，e为12.3hpa；次日8时气温为23oC，e为20.6hpa。求两天8时的Td ，用此说明Td的高低直接与什么因子有关。 答：第一天上午8时e为12.3hpa,而10时E为12.3hpa，所以第一天8时的Td 为10℃。第二天上午8时e为20.6hpa,而18时E为20.6hpa，所以次日8时的Td为18℃。由此说明，当气压一定时，露点的高低只与空气中的水汽含量有关，水汽含量越多，露点越高。 7.比较干、湿空气状态方程说明: (1)在同温同压下，干、湿空气的密度谁大谁小？ (2)在同压下，空气愈潮湿、温度愈高，其密度将会减小还是增大？ 答：①在同温同压下，湿空气的密度比干空气的密度大。 ②在同压下，空气愈潮湿、温度愈高，其密度将会增大。 8.状态方程在气象上的重要作用是什么？ 答：研究空气状态变化的基本规律。 9.可见光的波长范围是多少？ 答：可见光的波长范围为0.4~0.76微米。 10.太阳辐射通过大气时发生哪些变化？为什么？ 答：①太阳辐射会被大气吸收，因为太阳辐射穿过大气层时，大其中的某些成分具有选择吸收一定波长辐射能的特性。 ②太阳辐射会被大气散射，因为太阳辐射通过大气，遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，都要发生散射。 ③太阳辐射会被大气反射，大气中云层和较大颗粒的尘埃能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去。 11.大气对太阳辐射的散射有什么规律？用此解释雨后天空呈青蓝色、空中尘粒较多时天空呈灰白色。 气象学与气候学试题及答案一、名词解释 1、大气污染：大气污染物在大气中达到一定的浓度，而对人类生产和健康造成直接或间接危害时，称为大气污染。 2、大气稳定度：是指气块受任意方向振动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度。 3、干洁空气：大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体称为干洁空气。 4、气团：一定范围内，水平方向上气象要素相对比较均一的大块空气。 5、气候：一个地区在太阳辐射，下垫面性质，大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。 6、水汽压：大气中水汽所产生的那部分压力称为水汽压。 7、辐射能：辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量，它们的传播速度等于光速，它们透过空间并不需要媒介物质，由辐射传播的能量称为辐射能。 8、辐射地面有效辐射：指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 9、光谱：太阳辐射能按波长的分布。 10、气旋：是一个占有三度空间的大尺空气涡旋，在北半球，气旋范围内空气作逆时针旋转，在同一高度上气旋中心的气压比四周的低。 11、高气压；由闭合等压线构成的高气压，水平气压梯度自中心指向外圈。 12、低气压：由闭合等压构成的低气压区，水平气压梯度自外向中心递减。 13、反气旋：是一个占有三度空间的大尺度空气涡旋，在北半球，反气旋范围内空气作顺时针方向旋转，在同一高度上，反气旋中心的气压比四周的高。 14 锋面气旋——生成和活动在温带一区的气旋称为温带气旋，而具有锋面结构的低压，称锋面气旋。 15、锋：是冷暖气团之间狭窄的过渡带，是一个三度空间的天气系统。 16、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。 17、冷锋：指冷气团势力比较强，向暖气团方向移动而形成的锋。 18、海陆风：由于海陆热力差异而引起的以一日为周期变化的风，白天风从海洋吹向陆地（海风）；夜晚风从陆地吹向海洋（陆风）。 19、山谷风：大山区，白天日出后山坡受热，其上的空气增温快，而同一高度的山谷上空的空气因距地面较远，增温慢，于是暖空气沿山坡上升，风由山谷吹向山坡，称谷风。夜间山坡，辐射冷却，气温迅速下降，而同一高度的山谷上空的空气冷却慢，于是山坡上的冷空气沿山坡下滑，形成与白天相反的热力环流。下层风由山坡吹向山谷，称为山风。这种以一日为周期而转换风向的风称为山谷风。 20、季风：以一年为周期，大范围地区的盛行风随季节而有显着改变的现象，风向不仅有季节改变，且方向的变化在120°以上 21、气候资源：指能为人类合理利用的气候条件，如光能、热能、水分、风等。 22、地转风：是气压梯度力与地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线水平运动的形式。 23、梯度风：自由大气中作曲线运动的空气，当G、A、C这个力达到平衡时形成的风称为梯度风 24、相对湿度：空气中实际具有的水汽压与同一温度下饱和水汽压的百分比。 25、雾：是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能风度小于1KM的物理现象。如果能风度在1-10KM范围内，则称为轻雾。 26、台风：当地面中心附近最大风速大于或等于32.6m/s的热带气旋称为台风，热带气旋是形成于热带海 动力气象学 一、单选题 1、1939年___引进β平面近似，创建了著名的长波理论。 A、A.V.皮耶克尼斯 B、B.恰尼 C、C.菲利普斯 D、D.罗斯贝 答案:D 2、大气是层结流体，大气的密度分布随高度变化，通常来说，___中容易产生积云对流。 A、A.不稳定层结 B、B.稳定层结 C、C.中性层结 D、D.分层层结 答案:A 2、罗斯贝数是一无量纲参数，有一定的物理意义，它代表水平惯性力相对科氏力的量级，当它的大小接近0.1时，代表中纬度的___。 A、A.小尺度运动 B、B.中尺度运动 C、C.大尺度运动 D、D.微尺度运动 答案:C 3、可用于判断对流或扰动发展的无量纲参数是___。 A、A.罗斯贝数 B、B.基别尔数 C、C.无量纲厚度参数 D、D.理查森数 答案:D 3、在北半球，满足风压定律的高压是下列___项。 A、A.高压在运动方向右侧，高压伴随有反气旋式环流 B、B.高压在运动方向左侧，高压伴随有反气旋式环流 C、C.高压在运动方向右侧，高压伴随有气旋式环流 D、D.高压在运动方向左侧，高压伴随有气旋式环流 答案:A 4、全位能是指内能和___之和。 A、A.动能 B、B.潜热能 C、C.位能 D、D.显热能 答案:C 4、在___条件下，全球大气的内能、位能、动能的总和是守恒的。 A、A.绝热 B、B.无摩擦 C、C.绝热无摩擦 D、D.定常 答案:C 5、取布西内斯克近似的优点是，滤去了大气中的___。 A、A.声波 B、B.兰姆波 C、C.重力外波 D、D.重力惯性外波 答案:A 6、重力内波产生的条件之一是___. A、A.不稳定层结 B、B.中性层结 C、C.稳定层结 D、D.对流层结 答案:C 1、大气相对运动方程是根据___定律得到。 A、A.牛顿第二定律 B、B.质量守恒定律 C、C.气体试验定律 D、D.热力学能量守恒定律 答案:A 2、分析流体运动有两种方法，一种是___，一种是欧拉方法。 A、A.拉格朗日法 B、B.小尺度方法 C、C.尺度分析 D、D.气团方法 答案:A 3、按照水平尺度划分，龙卷属于___。 A、A.天气尺度 B、B.行星尺度 C、C.中尺度 D、D.小尺度 答案:D 6、按照水平尺度划分，长波属于___。 A、A.天气尺度 B、B.行星尺度 C、C.中尺度 D、D.小尺度 答案:B 7、描述运动系统是浅薄还是深厚系统的无量纲参数是___。 A、A.罗斯贝数 B、B.基别尔数 C、C.无量纲厚度参数 D、D.理查森数 第四章大气的运动 [主要内容] 本章主要研究大气运动产生的原因，大气运动的形式、状况和大气环流。大气运动是气压分布的不均匀所造成的气压梯度力和地转偏向力、惯性离心力、重力以及摩擦力共同作用的结果。大范围的大气运动就是大气环流，气压带、全球的行星风带、平均经圈环流、平均纬向环流、平均水平环流、大气活动中心构成了大气环流的平均状况。 [名词解释] 静力方程：gdZ dP ρ=- 气压场：气压的空间分布称为气压场 等压线：等压线是同一水平面上各气压相等点的连线 等压面：指单位质量的物体从海平面（位势取为零）抬升到 Z 高度时，克服重力所作的功，又称重力位势，单位是位势米位势高度 位势米：重力位势的单位，是表示能量的单位，1 位势米定义为1 kg 空气上升1 m 时，克服重力作了9.8 J 的功，也就是获得9.8 J/kg 的位势能，即1位势米= 9.8J/kg 低压槽：是低压向外伸出的狭长部分，或一组未闭合的等压线向气压较高的方突出的部分 高压脊：是高压向外伸出的狭长部分，或一组未闭合的等压线向气压较低的方突出的部分 气压系统：在天气图上，用等压线表示的高、低气压或槽、脊系统 气压梯度力：气压梯度是一个向量，它垂直于等压面，由高压指向低压，数值等于两等压面间的气压差△P 除以其间的垂直距离△N 地转偏向力：空气是在转动着的地球上运动着，当运动的空气质点依其惯性沿着水平气压梯度力方向运动时，对于站在地球表面的观察者看来，空气质点却受着一个使其偏离气压梯度力方向的力的作用，这种因地球绕自身轴转动而产生的非惯性力称为水平地转偏向力或科里奥利力 惯性离心力：是物体在作曲线运动时所产生的，由运动轨迹的曲率中心沿曲率半径向外作用在物体上的力 地转风：地转风是气压梯度力和地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线的水平运动 梯度风：当空气质点作曲线运动时，除受气压梯度力和地转偏向力作用外，还受惯性离心力的作用，当这三个力达到平衡时的风，称为梯度风 旋衡风：在低纬度地区或小尺度低压中，如果气压梯度力和惯性离心力都很大，而地转偏向力很小时，则可出现旋衡风 大气活动中心：冬、夏季在平均气压图上出现的大型高、低压系统，称为大气活动中心。 哈德莱环流圈：低纬环流圈，直接热力环流圈（正环流圈），又称哈得莱环流圈 费雷尔环流圈：中纬环流圈，是间接热力环流圈（逆环流圈），又称费雷尔环流圈 极地环流圈：高纬环流圈，又称极地环流圈，也是一个直接热力环流圈，是三个环流圈中环流强度最弱的一个 沃克环流圈：由于赤道地区存在着大尺度的东西向热力差异引起的 急流：急流是指风速30 m/s 以上的狭窄强风带 环流指数：经向环流型，即500hPa 西风带上发展出深槽大脊，能引起强烈的冷、暖空气活动。纬向型和经向型环流经常交替出现，其交替周期大约2—6周。这种交替演变规律一般用环流指数来表示。环流指数分纬向环流指数（IZ ）和经向环流指数（IM ）两种 第二章大气的热能和温度 [主要内容] 本章主要讨论与大气温度有关的辐射能量及其转化，说明了大气温度变化的原因，揭示了大气温度的时空分布规律。 [名词解释] 辐射：以电磁波为传播能量的方式 辐射能：通过辐射传播的能量 辐射强度：点辐射源在某方向上单位立体角内传送的辐射通量 辐射通量密度：单位面积内通过单位面积的辐射能量 黑体：可以吸收所有入射辐射的物体 太阳常数：日地处于平均距离，在大气上界，垂直于太阳光线的1平方厘米面积内，1分钟内获得的太阳辐射能量 直接辐射：太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射 散射辐射：经过散射后自天空投射到地面的太阳辐射 总辐射：直接辐射与散射辐射的总和 行星反射率：以全球平均而言，太阳辐射约有百分之30被散射和漫射后回宇宙 大气窗口：大气对长波辐射，在8—12波段处吸收率最小，透明度最大 地面有效辐射：地面放射的辐射与地面吸收到的大气逆辐射之差 干绝热直减率：对于干空气和未饱和的湿空气而言，气块绝热上升单位距离时的温度降低值湿绝热直减率：饱和湿空气绝热上升的减温率 泊松方程： 位温：气体从原有的压强与温度出发，绝热膨胀或压缩到标准压强时的温度 假相当位温：当气块中含有的水汽全部凝结降落时所释放的潜热，使原气温的位温达到极值大气稳定度：气块受任意方向扰动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度 气温的日较差：一天中气温最高值与最低值的差值 气温的年较差：一年中月平均气温的最高值与最低值的差值 热赤道：位于北纬20度左右的地区，平均温度1月7月均高于24摄氏度 逆温：一定条件下，对流层中出现气温随高度增加而设广告的现象 [填空] 1、太阳辐射是地球最重要的能量来源，一年中整个地球可以有太阳获得_5.44x10^24 _的能量。 2、气象学着重研究太阳、地球和大气的热辐射，它们的波长大约在___0.15-120______之间。 3、基耳荷夫定律表明：同一物体在温度T时放射某一波长的辐射，那么在同一温度下它也_吸收这一波长辐射____；一个物体的吸收率等于该物体同温度同波长的__放射率_______；__黑体__________的吸收能力最强，它也是最好的放射体。 4、黑体的总放射能力与它本身的__绝对温度的四次方___________成正比。 5、物体温度愈高，其单色辐射极大值所对应的波长__愈短_____________。 6、太阳辐射在大气中的减弱，以_臭氧___作用最为重要，_二氧化碳___ 作用其次，_悬浮在大气中的水滴、杂质__作用相对最小。 7、布格公式表示太阳辐射经过大气减弱之后到达地面的数值，其表达式为_I=I0P^m___________。 8、直接辐射有显著的年变化、日变化和纬度变化，这种变化主要由__太阳高度角_____决定。 第一章 引论 1、说明“天气”和“气候”的区别和联系，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）本站历史最高温度为43摄氏度； （5）成都明天天气阴有阵雨。 答：天气与气候既有联系又有区别： 区别：（1）概念不同 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。 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，某一地区多年间 大气的一般状况，既包括大气的平均状况，也包括极端状况。 （2）变化周期不同 天气：变化快，周期短；气候：变化慢，周期长。 联系：天气是气候的基础，气候是天气的总结和概括。 气候是在多年观测到的天气基础上所得出的总结和概括，是在一定时段内由大量天气过程综合而得出的长期大气过程， 二者之间存在着统计联系，从时间上反映 出微观与宏观的关系 判断：属于天气的为（1、2、5），属于气候的为（3、4） 2、（1）某一中纬度城市的海平面气温为10℃，探空资料显示大气温度直减率为6.5℃/km ，对流层顶部气温为-55℃，试问其对流层顶的高度是多少？ （2）同一天赤道地区某地的气温是25℃，探空资料给出大气温度直减率为6.5℃/km ，对流层顶高16km ，那么对流层顶部的气温是多少？ 答：（1）已知：T 0=10℃， γ=6.5℃/km ，T=-55℃， 根据T= T 0 +γZ → Z=10km （2）已知：T 0=25℃， γ=6.5℃/km ，Z=16km ， 根据T= T 0 +γZ → T=-79℃ 3、已知在0℃、10℃、20℃、30℃和40℃时水面的饱和水汽压分别为6.1hPa 、12.3 hPa 、23.9 hPa 、42.3 hPa 、73.9 hPa 。假设一教室内气温为30℃，经测定其露点温度为10℃，那么该教室内空气的相对湿度是多少？ 答： 4、已知空气温度在13.4℃时，饱和差为4.2hPa ，那么空气要冷却到多少度时才达饱和？ 答：已知t=13.4℃ 5、已知相对湿度f=40%,气温为15℃，大气压为p=1000hPa ，求实际水汽压e 、比湿q 和水汽混合比γ。 答： 6、某湿空气气块的P=1000hPa ，e=25hPa ， t=32℃，其中干空气为3000g ，试问： 17.2717.2713.4237.313.4237.36.11 6.1115.4t t s e e e hPa ????? ? ?++????=?=?=12.342.3 100%29.1%a s e RH e = = ?=s a a s d e e e e d hPa =- ? =- = 15.4-4.2=11.217.276.11exp()8.63237.3a t e hPa t t =11.2=? ? =+℃17.271540% 6.11exp() 6.8215237.3a a s s e RH e RH e e ?= ? =?=?? =+hPa 36.820.6220.622 4.2410/1000a e q g g P - = ==?36.820.6220.622 4.2710/1000 6.82a a e g g P e γ- = ==?-- 1、气象、天气、气候的联系？ 答：气象是大气各种物理、化学状态和现象的统称； 天气是以气象要素值和天气现象表征的瞬时或较短时期的天气状况，是指特定时间、地区气象要素综合状况； 气候则指一个地区多年的大气状况，包括平均状况和极端状况，通过各种气象的统计量来表示，是天气的综合状况。 2、气象学、天气学、气候学的联系？ 答：气象学是关于大气中发生的物理现象和过程的科学； 天气学是关于天气变化规律的科学，包括天气系统、天气形势和天气现象形成演变规律及分析预报方法； 气候学是关于气候形成、分类、变迁的科学。 3、天气、气候与日常生活的关系？ 答：（1）干旱，致使土壤因蒸发而水分亏损，河川流量减少，破坏了正常的作物生长和人类活动，其结果造成农作物、果树减产，人民、牲畜饮水困难，及工业用水缺乏等灾害。 （2）暴雨使得在地势低洼、地形闭塞的地区，雨水不能迅速排泄造成农田积水和土壤水分过度饱和给农业带来灾害；暴雨甚至会引起山洪暴发、江河泛滥、堤坝决口给人民和国家造成重大经济损失。 （3）热带气旋（台风）造成狂风、暴雨、巨浪和风暴潮等恶劣天气，破坏力很强，给人民和国家造成重大经济损失。 （4）冰雹是一种严重的自然灾害，常常砸毁大片农作物、果园，损坏建筑物，威胁人类安全。 （5）雪灾，长时间大量降雪造成大范围积雪成灾，严重影响甚至破坏交通、通讯、输电线路等生命线工程，对人民生产、生活影响巨大。 4、天气、气候与农业生产的关系？ 答：农业生产过程主要是在自然条件下进行的，气候和土壤条件是最基本、最重要的自然环境和资源因素。而土壤的形成、水热状况和微生物活动等，在很大程度上又受气候条件的制约。不仅气象灾害给农业造成巨大损失，全球气候变化对未来农业可持续发展也带来巨大的影响。 （1）大气提供了农业生物的重要生存环境和物质、能量基础。农业生产的对象是植物、动物、微生物等生命有机体，其生长发育和一切生命活动都离不开温度、水分、光照、气体成分、气流等气象要素。特别是绿色植物光合作用的基本原料都来自大气环境，农业动物和农用微生物的物质转换过程又都建立在消耗和分解绿色植物的基础上。 （2）大气提供了可供农业生产利用的气候资源。农业生物顺利完成生长发育或完成预定农事活动都需要一定的物质基础、能量积累或有利环境，其中有利的气象条件可称为农业气候资源。 （3）气象条件还对农业设施和农业生产活动的全过程产生影响。气象条件还对温室、畜舍、仓库等农业设施的小气候及生产性能产生影响，对农机作业、化肥和农药等生产资料的使用效率，以及农产品加工、运输、贮藏等产后活动有很大影响。 （4）大气还影响着农业生产的宏观生态环境和其他自然资源。土壤、植被、水体等其他环境系统的形成演变很大程度上受到大气环境的影响和制约，土地、水资源、生物等其他自然资源的数量、质量及其气候资源的相互配置关系到农业生产类型分布和经济效益，特别是人类活动产生的温室效应导致的全球气候变化及其应对措施直接关系到人类社会、经济的可持续发展。 （5）农业生产活动对大气环境的影响。大规模垦荒、植树造林、水利工程等人类活动对局地大气环境产生各种影响，稻田和饲养的反刍动物是一种温室气体——CH4的主要来源，但种植 简答题系列 05年 1、简述大气的垂直结构及其特点 答：对流层、平流层、中间层、热层、散逸层 ①对流层特点： a.气温随着高度增加而降低。平均而言，高度每增加100m，气温下降0.65℃ b.垂直对流运动由于地表面不均匀加热，产生垂直对流运动 c.气象要素水平分布不均匀，天气现象复杂多变 ②平流层特点： a.随着高度的增高，气温最初保持不变或微有上升 b.到30KM以上，气温随高度增加而显著升高，受地面温度影响很小，特别是存在大量臭氧能 够直接吸收太阳辐射。 ③中间层特点： a.气温随高度增加而迅速下降 b.有相当强烈的垂直运动 ④热层特点： a.气温随高度增加而迅速增高 b.空气处于高度电离状态，其电离的程度是不均匀的 ⑤散逸层特点： a.大气粒子经常散逸至星际空间 b.气温随高度增加很少变化 2、简述大气的主要成分及其作用 答：大气是由多种气体混合而成的气体及其悬浮其中的液体和固态杂志所组成 ①臭氧：大量的吸收太阳紫外线，使臭氧层增温，影响大气温度的垂直分布，从而对地球大气环流和气候的形成起着重要重要。 ②温室气体CO2、CH4、N2 ：对太阳辐射吸收很少，却能强烈的吸收地面辐射，同时又向周围空气和地面放射长 波辐射，使空气和地面增温的效应 ③大气气溶胶粒子：散射、漫射和吸收一部分太阳辐射，减少地面长波辐射的外溢，对地面和空气温度有一定影响。 ④液体微粒：以云、雾形式出现，不仅使能见度变坏，还能减弱太阳辐射和地面辐射 ⑤H2O：吸收太阳短波辐射和长波辐射 3、为什么晴朗的天空是蓝色的，而早晨和傍晚的太阳呈红色 答：1）晴天，主要是空气分子有选择地对波长较短的蓝色、紫色光进行散射，使天空呈蔚蓝色。 2）早晨和傍晚的太阳呈红色： ①太阳高度不同，太阳光通过大气厚度不同；②大气层愈厚则大气的吸收、散射、反射作用也愈强，到达 地面的太阳辐射愈少；③太阳高度越小，日光垂直投射时穿过的大气质量就越大；④日出，日落时，日光通过 的大气质量数最大，短波光散射增强，红色光在太阳光的比例增加。 1、大气运动方程组一般由几个方程组成那些是预报方程哪些是诊断方程 答：大气运动方程组一般由六个方程组成，分别是三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程；若是湿空气还要加一个水汽方程。 运动方程、连续方程、热力学能量方程是预报方程，状态方程是诊断方程。 2、研究大气运动变化规律为什么选用旋转参考系旋转参考系与惯性参考系中的运动方程有什么不同 答：地球以常值角速度Ω绕地轴旋转着，所以任何一个固定在地球上并与它一道运动的参考系，乃是一个旋转参考系。 为了将牛顿第二定律应用于研究相对于旋转参考系的大气运动，不但要讨论作用于大气的真实力的性质，而且要讨论绝对加速度与相对加速度之间的关系。相对于惯性参考系中的运动方程而言，旋转参考系中的运动方程加入了视示力（科里奥利力、惯性离心力）。 ! 3、惯性离心力与科里奥利力有哪些异同点 答：都是在旋转参考系中的视示力；惯性离心力恒存在，而大气相对于地球有运动时才会产生科里奥利力。 4、重力位势与重力位能这两个概念有何差异 答：重力位势：重力位势表示移动单位质量空气微团从海平面（Z=0）到 Z 高度，克服重力所做的功。 重力位能：重力位能可简称为位能。重力场中距海平面 z 高度上单位质量空气微团所具有的位能为Φ=gz，引进重力位势后， g等重力位势面（等Φ面）相垂直，方向为高值等重力位势面指向低等重力位势面，其大小由等重力位势面的疏密程度来确定。所以，重力位势的空间分布完全刻划出了重力场的特征。 5、试阐述速度散度的物理意义速度散度与运动的参考系有没有关系 - 答：速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。 因，故速度散度与运动的参考系没有关系。 8、计算 45° N跟随地球一起旋转的空气微团的牵引速度。 答：由速度公式可知，牵引速度为： 答案：1、简述干洁空气的概念及其主要成分。(答案) 1、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? (答案) 2、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。 6、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）。 (答案) 6、25℃时，饱和水汽压E=31.668,f=e/E,则e=fE=65%*31.668=20.5842 d=E-e=31.668-20.5834=11.0838, a=289*e/T=289*20.5834/(25+273)=19.9625 q=0.622*e/P=0.0119 7、若相对湿度f，气压p不变，增温时，绝对湿度a和比湿q前后是否相同? (答案) 7、当温度升高时，饱和水汽压E要增大，而f不变，所以水汽压e也要增大，q是比湿，q=0.622e\P，P不变，e增大，所以q要增大。a是绝对湿度。即单位体积空气中所含的水汽量，也是增大的。 8、对流层的特征如何，为什么? (答案) 8、对流层有三个基本特征： (1)气温随高度增加而降低：由于对流层主要是从地面得到热量，因此气温随高度增加而降低。高山常年积雪，高空的云多为冰晶组成，就是这一特征的明显表现。 (2)垂直对流运动：由于地表面的不均匀加热，产生垂直对流运动。对流运动的强度主要随纬度和季节的变化而不同。一般情况是：低纬较强，高纬较弱：夏季较强，冬季较弱。因此对流层的厚度从赤道向两极减小。 (3)气象要素水平分布不均匀：由于对流层受地表的影响很大，而地表面有海陆分异，地形起伏等差异，因此在对流层中，温度、湿度等的水平分布是不均匀的。 9、臭氧层形成过程及其作用怎样? (答案) 9、臭氧层的形成：臭氧层（ozone layer）是指大气中臭氧浓度较高的层次。一般指高度在 10-50km之间的大气层，也有指20－30km之间臭氧浓度最大的大气层。即使在浓度最大处，臭氧对空气的体积比也只有百万分之几，因此它在大气中是痕量成分。将它折算到标准状态（气压为 一、名词解释 1.科里奥利力 科里奥利力是一种视示力，它只是在物体相对于地球有运动时才出现。 单位质量空气微 团所受的科里奥利力为 2 V 3。 2 V 3始终与 和V 3相垂直，而 与赤道平面垂直， 所以 2 V 3必通过运动微团所在的纬圈平面内。 在北半球，科里奥利力指向速度的右方， 科里奥利力对空气微团不作功， 它不能改变空气微团的运动速度大小， 只能改变其运动方向。 2 .尺度分析法 尺度分析法是一种对物理方程进行分析和简化的有效方法。 尺度分析法是依据表征某类运动 系统的运动状态和热力状态各物理量的特征值， 估计大气运动方程中各项量级大小的一种方 法。根据尺度分析的结果， 结合物理上考虑，略去方程中量级较小的项， 便可得到简化方程， 并可分析运动系统的某些基本性质。 3 .罗斯贝数 罗斯贝数的定义式为 R o U.「f °L ，它代表水平惯性力与水平科里奥利力的尺度之 比。罗斯贝数的大小主要决定于运动的水平尺度。对于中纬大尺度运动， R 0 1，科里奥 利力不能忽略不计，对于小尺度运动， R 0 1，科里奥利力可忽略不计。 4. Richardson 数 与大气层结稳定度和风的铅直切变有关的动力学参数。层结愈不稳定， 则愈有利于湍流和对流运动的发展，所以 Ri 可用于判断对流或扰 动发展的条件。 5 .地转风 等压线为一族平行的直线（| R T | ）时的平衡流场称为地转风场，或称为地转运动。在 地转运动中，水平气压梯度力与科里奥利力相平衡。 地转风的方向与等压线相平行， 在北半 球（f > 0）,高压在速度方向右侧，低压在速度方向左侧；地转风大小与水平气压梯度成 正比，与密率和纬度的正弦成反比。地转风关系的重要性在于揭示了大尺度运动中风场和水 平气压场之间的基本关系。 6?梯度风 最一般的平衡流场称为梯度风场。在梯度风运动中，水平气压梯度力、 科里奥利力、惯 理查德孙（Richardson ）数的定义式为Ri N 2D 2.U 2 , 它代表垂直惯性力与水平科 里奥利力的尺度之比。由于 g ln z N 2D 2 V z 2 N 2 Ri ，理查德孙数又是一个 风的铅直切变愈强, 气象学与气候学试题及答案 一、名词解释 1、大气污染：大气污染物在大气中达到一定的浓度，而对人类生产和健康造成直接或间接危害时，称为大气污染。 2、大气稳定度：是指气块受任意方向振动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度。 3、干洁空气：大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体称为干洁空气。 4、气团：一定范围内，水平方向上气象要素相对比较均一的大块空气。 5、气候：一个地区在太阳辐射，下垫面性质，大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。 6、水汽压：大气中水汽所产生的那部分压力称为水汽压。 7、辐射能：辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量，它们的传播速度等于光速，它们透过空间并不需要媒介物质，由辐射传播的能量称为辐射能。 8、辐射地面有效辐射：指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 9、光谱：太阳辐射能按波长的分布。 10、气旋：是一个占有三度空间的大尺空气涡旋，在北半球，气旋范围内空气作逆时针旋转，在同一高度上气旋中心的气压比四周的低。 11、高气压；由闭合等压线构成的高气压，水平气压梯度自中心指向外圈。 12、低气压：由闭合等压构成的低气压区，水平气压梯度自外向中心递减。 13、反气旋：是一个占有三度空间的大尺度空气涡旋，在北半球，反气旋范围内空气作顺时针方向旋转，在同一高度上，反气旋中心的气压比四周的高。 14 锋面气旋——生成和活动在温带一区的气旋称为温带气旋，而具有锋面结构的低压，称锋面气旋。 15、锋：是冷暖气团之间狭窄的过渡带，是一个三度空间的天气系统。 16、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。 17、冷锋：指冷气团势力比较强，向暖气团方向移动而形成的锋。 18、海陆风：由于海陆热力差异而引起的以一日为周期变化的风，白天风从海洋吹向陆地（海风）；夜晚风从陆地吹向海洋（陆风）。 19、山谷风：大山区，白天日出后山坡受热，其上的空气增温快，而同一高度的风由山谷吹向于是暖空气沿山坡上升，增温慢，山谷上空的空气因距地面较远，山坡，称谷风。夜间山坡，辐射冷却，气温迅速下降，而同一高度的山谷上空的空气冷却慢，于是山坡上的冷空气沿山坡下滑，形成与白天相反的热力环流。下层风由山坡吹向山谷，称为山风。这种以一日为周期而转换风向的风称为山谷风。 20、季风：以一年为周期，大范围地区的盛行风随季节而有显著改变的现象，风向不仅有季节改变，且方向的变化在120°以上 21、气候资源：指能为人类合理利用的气候条件，如光能、热能、水分、风等。 22、地转风：是气压梯度力与地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线水平运动的形式。 23、梯度风：自由大气中作曲线运动的空气，当气压梯度力、地转偏向力和惯性 动力气象试题解答 一、名词解释 1. 科里奥利力 科里奥利力是一种视示力，它只是在物体相对于地球有运动时才出现。单 位质量空气微团所受的科里奥利力为32V 。32V 始终与 和3V 相垂 直，而 与赤道平面垂直，所以32V 必通过运动微团所在的纬圈平面内。 在北半球，科里奥利力指向速度的右方，科里奥利力对空气微团不作功，它不能改变空气微团的运动速度大小，只能改变其运动方向。 2．尺度分析法 尺度分析法是一种对物理方程进行分析和简化的有效方法。尺度分析法是依据表征某类运动系统的运动状态和热力状态各物理量的特征值，估计大气运动方程中各项量级大小的一种方法。根据尺度分析的结果，结合物理上考虑，略去方程中量级较小的项，便可得到简化方程，并可分析运动系统的某些基本性质。 3．罗斯贝数 罗斯贝数的定义式为 L f U R 00 ，它代表水平惯性力与水平科里奥利力的尺度之比。罗斯贝数的大小主要决定于运动的水平尺度。对于中纬大尺度运动，10 R ，科里奥利力不能忽略不计，对于小尺度运动，10 R ，科里奥 利力可忽略不计。 4. Richardson 数 理查德孙（Richardson ）数的定义式为222U D N Ri ，它代表垂直惯性力与水平科里奥利力的尺度之比。由于 Ri U D N z V N z V z g 222222~ln ，理查德孙数又是一个与大气层结稳定度和风的铅直切变有关的动力学参数。层结愈 不稳定，风的铅直切变愈强，则愈有利于湍流和对流运动的发展，所以Ri 可用于判断对流或扰动发展的条件。 5．地转风 等压线为一族平行的直线（ ||T R ）时的平衡流场称为地转风场，或称为地转运动。在地转运动中，水平气压梯度力与科里奥利力相平衡。地转风的方向与等压线相平行，在北半球（f ＞0），高压在速度方向右侧，低压在速度方向左侧；地转风大小与水平气压梯度成正比，与密率和纬度的正弦成反比。地转风关系的重要性在于揭示了大尺度运动中风场和水平气压场之间的基本关系。 6. 梯度风 最一般的平衡流场称为梯度风场。在梯度风运动中，水平气压梯度力、科里奥利力、惯性离心力相平衡。地转风是 ||T R 时梯度风的一个特例。 7．热成风 热成风定义为铅直方向上两等压面上地转风的矢量差。热成风方向与等平均温度线（即等厚度线）平行，在北半球暖区在热成风方向右侧，冷区在热成风方向左侧；热成风大小与平均温度梯度成正比，与纬度的正弦成反比。热成风关系的重要性就在于具体地揭示了静力平衡大尺度运动中风场、气压场、温度场之间的关系。 8．地转偏差 实际风与地转风的矢量差定义为地转偏差。地转偏差用'V 表示，则 g V V V '。地转偏差和水平加速度方向相垂直，在北半球指向水平加速度的左 侧，地转偏差的大小和水平加速度成正比，和纬度的正弦成反比。地转偏差虽然很小，但对大气运动的演变却起着极为重要的作用。气象学与气候学复习题
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