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气象学之辐射

( Ganghua Li 2009 )

第二章辐射

辐射的基本知识第一节

第二节

第三节

太阳辐射退出

第四节地面和大气辐射辐射与农业

辐射与辐射能辐射光谱辐射的基本定律

三第一节辐射的基本知识

一.辐射与辐射能

1.辐射(radiation)

物体以电磁波(或粒子)的形式向外放射能量的方式叫做辐射,放射的能量叫做辐射能,也简称辐射。

产生辐射的原因有多种,在气象学中

最重要的是热辐射。

热辐射(heat radiation):由于物质中的

分子、原子受到热激发而发射电磁波的现

象称为热辐射。辐射的能量和波长分布都

与温度有关的辐射。

2.辐射能(radiation energy)

根据辐射的粒子学说,电磁辐射由

具有一定质量、能量和动量的粒子组成。每个量子所带的能量与其频率成正比,或与波长成反比:

e= hν或e=hc/λ

h是普朗克常数c是光速λ是波长

辐射能的量度单位

(1)量子数单位

用每mol(阿伏加德罗常数6.02×1023)光量子为单位,1mol光量子称为1Ei.

(2)辐射通量

单位时间通过某一面积的辐射能量,单位是J/s或W。

(3)辐射通量密度

单位时间、单位面积上通过的辐射能量,单位是J/s·m2或W/m2。

黑体和灰体

对任何波长的辐射的吸收率都等于1的物体叫做绝对黑体(absolute black body)。

对某种波长的吸收率为1的物体叫做对该种波长为黑体(black body)。

对任何波长的辐射的吸收率都为一个小于1的常数的物体就叫做灰体(gray body)。

二、辐射光谱(radiation spectrum)

辐射能量按波长的分布就是辐射光谱(辐射波谱)。

从理论上来说,辐射的波长可以从0到∞,能够测出的辐射的波长范围约为10-10到

1010μm,见下表。

波谱名称X射线γ射线紫外线可见光红外线无线电波

波长范围

10-8~10-210-7~10-4 10-4~0.4 0.4~0.76 0.76~103103~1010 (μm)

根据Plank定律计算的黑体辐射

根据Plank定律计算的黑体辐射

绝对黑体辐射的特点

①任何温度下都发射波长为0~∞的辐射,但发

射能力随温度迅速变化,每一温度条件下都有一辐射相对集中的波段;

②在一定温度下,绝对黑体都有一辐射最强

的波长,称绝对黑体辐射最大值所对应的

表示。

波长,用λ

max

2.斯蒂芬-波尔兹曼(Stefan-Boltzmann )定律

黑体的总放射能力与其表面温度的四次方成正比。即:

E TB =ζT

4其中E TB 为绝对黑体表面的总放射能力,T 为绝对黑体表面的绝对温度,单位为k;ζ为斯蒂芬-波尔兹曼常数,其值为5.67×10-8 W/m 2·K 4。

S-B 定律可由Plank 定律积分求得:

4

0T d E E B TB σλ==?∞

3.基尔霍夫(Kirchhoff )定律

发射率ελT :任意物体在某一温度T 时对波长λ的辐射能力E(λ,T)与绝对黑体的辐射能力E B (λ,T)之比。

ελT =E(λ,T)/E B (λ,T)

基尔霍夫定律:任何物体在某一温度T 时对波长λ的辐射的发射率与对同一波长λ的辐射的吸收率相等。即:

ελT =a λT

由基尔霍夫定律可知:

ελT =a λT

1)对同一物体,在一定温度条件下,如果它辐射某一波长的辐射,则它必然也吸收这种波长的辐射。

2)物体的辐射能力强,其吸收能力也强;反之亦然。

4.维恩(Wein )位移定律

黑体辐射能力最大值所对应的波长λmax 与黑体的绝对温度T 成反比,即:λmax =C/T

其中C 为维恩常数,当波长以μm 为单位时,其值为2897μm·K 。

由上式可看出,物体温度越高,发射的辐射峰值λmax 越短。

农业气象学复习

农业气象学 题型;名词解释. 判断. 选择简答论述 第一章大气 一、名词解释题: 1. 干洁大气:除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气,称为干洁大气。 2. 下垫面:指与大气底部相接触的地球表面,或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象,称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等 补充:温室效应。 二、填空题: 1. 干洁大气中,按容积计算含量最多的四种气体是: (1)、(2)、氩和(3)。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4)。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (5)辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上(6),夏天比冬天 (7) 。 5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分,是天气演变的重要角色。 6. 根据大气中 (9) 的铅直分布,可以把大气在铅直方向上分为五个层次。 7. 在对流层中,温度一般随高度升高而 (10) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (11) 层,这一层上部气温随高度增高而(12) 。 9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准,大气顶约高 (13) 千米。 答案: (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)温度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判断题: (说明:正确的打“√”,错误的打“×”) 1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中,它可以吸收太阳辐射中的紫外线。 2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地面空气升温,产生“温室效应”。 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用,使地球上二氧化碳含量逐年减少。 4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬,下层多于上层,夏季多于冬季。

农业气象学复习资料(20210127022213)

农业气象学复习资料 绪论 气象:大气中时刻进行着各种不同的物理过程,出现各种各样的自然现象,如风、云、雨雪、霜等物理现象,俗称气象。 气象学:是研究地球大气中所发生的各种物理现象和物理过程的本质及其变化规律的科学。 气候:是在一较长时间阶段中大气的统计状态。一般用气象要素(包括太阳辐射、温度、大气压力、湿度、风、云、降水)的统计量来表示。 气候学:是研究气候形成和变化规律,综合分析、评价各地气候资源及其与人类关系的学科。 天气:在一定地区和一定时间内,由各项气象要素一定的结合所决定的大气状态。天气学:是研究天气过程发生发展规律,并运用这些规律预报未来天气的学科。 天气是气候的基础,气候是天气的总和;天气是短时间内的大气过程,而其后是长时间的天气状况,气候具有一定的稳定性。 气象条件对农业生产的影响 1、农业生产的各个环节都与天气的好坏有直接的关系; 2、各种农作物每个发育阶段都要求一定量的光照时数、热量和水分条件; 3、作物对养分的吸收和利用也依赖于气象因子的配合; 4、光热水分条件决定地区气候资源,而这些资源又决定了作物在地理上的分布界限,种植制度与耕作方法; 5、 各种自然灾害都给农业生产造成不同程度的影响和损失; 农业气象学:是研究气象与农业生产之间的相互关系,并运用气象科学为农业生产服务,促进农业高产、稳产、优质的科学。 气象学常用研究分法

地理播种法;地理移植法或小气候栽种法;分期播种法;地理分期播种法;人工气候实验法;气候分析法;(此外还有卫星遥感和计算分析的一些新方法,如聚类分析;线性规划;模糊数学;系统论;决策论等。) 第一章地球大气干洁大气:大气中除去水汽和杂志后混合气体叫干洁大气。其成分主要是N、O Ar,约占干洁大气总容积的%还有少量的二氧化碳、臭氧和其他气体。干洁大气中几种气体在气象学上的作用 (1)二氧化碳:具有较强的吸收长波辐射的能力,其含量的增减能影响地面和大气温度的变化。温室效应。 (2)臭氧:能对紫外线辐射的吸收比较强,一方面可使得40-50km 高度上的气温显着增加,同时对地面生物起着保护的作用;在对流层上部和平流层底部产生温室作用。 (3)水汽:具有很强的吸收长波辐射的能力,与二氧化碳共同对地面温暖起着十分重要的作用。此外,水汽三种形态的变化,伴随着潜能的吸收和释放,不仅引起大气中湿度的变化,同时,也引起热量的转移。 (4)杂质:能削弱太阳辐射能量;能成为水汽凝结的核心,促进水汽的凝结。 对流层的意义:集中了大约80%的大气质量和几乎所有水汽含量,因此主要天气现象的发生都在这一层。其特点有:(1)气温虽高度增加而减小。(2)

【精编】大气污染气象学

第三章大气污染气象学 讲授2学时 教学要求 要求了解与大气污染相关的气象学基本知识, 理解和掌握大气圈的结构、主要气象要素、大气稳定度和逆温的概念。 教学重点 掌握大气层结构及大气的热力过程。 教学难点 大气的热力过程、大气稳定度和逆温。 教学内容: §3-1大气圈结构及气象要素 §3-2大气的热力过程 §3-3大气的运动和风 污染物排入大气后是否引起严重大气污染除取决于污染物的排入量外与污染物在大气中的扩散稀释速度关系极大。各区域常常进行环境监测,测定各污染物的情况,我们会发现在同天大气监测值差别很大。而统一污染源不可能差别很大,有时监测值会几百倍,造成这种现象的原因是与污染物的传输扩散与气象条件有着密切的关系。近年来,在研究各种气象条件对大气污染物的传输扩散作用和大气污染物质对天气和气候的影响条件中逐渐形成了一门新的分支学科——大气污染气象学。本章只讨论气象条件对大气污染物的传输扩散作用,初步掌握厂址选择和烟囱设计中的一些问题,为进一步学习污染气象学知识打下基础。 §3-1 概述

一.低层大气的成分:干洁空气、水汽、气溶胶粒子。 二.大气的垂直结构 三.影响大气污染的主要气象要素 气象要素(因子):表示大气状态和物理现象的物理量在气象上称之。气象要素的数值是直接观测获得的,主要有:气温、气湿、气压、风向、风速、云况、能见度、降水、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等,下面分别介绍几个: 1. 气温:空气湿度是反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量,常用的表示方法有:绝对湿度、水蒸气压力、体积百分比、含湿量、相对湿度、露点等。 2.风 a)定义:什么是风?空气水平方向的流动叫风。 b)形成:风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的,而气压的水平分布不均是由湿度 分布不均造成。 风的特性用风向与风速表示,它是一向量。 由于温度分布不均而形成的风 从图a看出地面AB上,t1 = t2 ,水平方向上的温度和气压到处相等,AB上空各高度在水平方向上的T、P也到处相等,则等压(各处气都相等的面)与地面平行,此时大气静止状(无风)。 B来看,A、B两地受热不均,A地气温高于B地(t1>t2),A地的空气因受热膨胀上升而使等压面抬高,因而在A地上空各高度上的气压比B地上空间高度要高,造成等压面自A 地的气压必高于B地的气压,在水平气压梯度力的作用下,空气自A地某高度流向B地。C来看,由于b空气流动的结果,B地上空因空气流入造成堆积而使质量增加,地面气压升高。A地上空空气质量减少,地面气压下降,于是地面上产生了自B地指向A地的水平气

农业气象学复习题1

农业气象学复习题 第一章大气 一、名词解释题: 1. 干洁大气:除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气,称为干洁大气。 2. 下垫面:指与大气底部相接触的地球表面,或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象,称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等 二、填空题: 1. 干洁大气中,按容积计算含量最多的四种气体是: (氮) 、 (氧) 、氩和(二氧化碳) 。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外线) 。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (长波) 辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (低) ,夏天比冬天(低) 。 5. (水汽) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分,是天气演变的重要角色。 6. 根据大气中 (温度) 的铅直分布,可以把大气在铅直方向上分为五个层次。 7. 在对流层中,温度一般随高度升高而 (降低) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (平流) 层,这一层上部气温随高度增高而 (升高) 。 9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准,大气顶约高 (1200) 千米。 三、判断题: 1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中,它可以吸收太阳辐射中的紫外线。 2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地面空气升温,产生“温室效应”。x 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用,使地球上二氧化碳含量逐年减少。x

4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬,下层多于上层,夏季多于冬季。 5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序,分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。x 6. 平流层中气温随高度上升而升高,没有强烈的对流运动。 7. 热成层中空气多被离解成离子,因此又称电离层。 四、问答题: 1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化 答:大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。植物在太阳辐射的作用下,以二氧化碳和水为原料,合成碳水化合物,因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳;同时,由于生物的呼吸,有机物的分解以及燃烧化石燃料等人类活动,又要产生大量的二氧化碳。这样就存在着消耗和产生二氧化碳的两种过程。一般来说,消耗二氧化碳的光合作用只在白天进行,其速度在大多数地区是夏半年大,冬半年小;而呼吸作用等产生二氧化碳的过程则每时每刻都在进行。所以这两种过程速度的差异在一天之内是不断变化的,在一年中也随季节变化,从而引起二氧化碳浓度的日变化和年变化。 在一天中,从日出开始,随着太阳辐射的增强,植物光合速率不断增大,空气中的二氧化碳浓度也随之不断降低,中午前后,植被上方的二氧化碳浓度达最低值;午后,随着空气温度下降,光合作用减慢,呼吸速率加快,使二氧化碳消耗减少;日落后,光合作用停止,而呼吸作用仍在进行,故近地气层中二氧化碳浓度逐渐增大,到第二天日出时达一天的最大值。在一年中,二氧化碳的浓度也主要受植物光合作用速率的影响。一般来说,植物夏季生长最旺,光合作用最强,秋季最弱。因此二氧化碳浓度秋季最小,春季最大。 此外,由于人类燃烧大量的化石燃料,大量的二氧化碳释放到空气中,因而二氧化碳浓度有逐年增加的趋势。 2. 对流层的主要特点是什么 答:对流层是大气中最低的一层,是对生物和人类活动影响最大的气层。对流层的主要特点有: (1)对流层集中了80%以上的大气质量和几乎全部的水汽,是天气变化最复杂的层

气象学与气候学第三章复习资料

气象学与气候学第三章复习资料 1.饱和水汽压(E):①温度低的未饱和空气,只要降低较少温度,空气很快出现饱和。②降低相同温度,温度高的饱和空气被凝结的水汽多,相反则少。③温度高E值大,温度低E值小。 2.影响蒸发速度快慢的主要因素:①蒸发的温度—蒸发的温度愈高,蒸发愈快,相反,愈慢。②蒸发的性质—同温度时,水面蒸发快于冰面、淡水快于海水。③空气湿度和风—空气湿度大的蒸发速度小于空气干燥时,有风时大于无风。 3.露:傍晚或夜间,地面或地物由于辐射冷却,使贴近地表面的空气层也随之降温,当空气中水汽含量过饱和时,在地面或地物的表面就有水汽的凝结物,如果此时的露点温度在0℃以上,在地面或地物上就出现微小的水滴,称为露。如果露点温度在0℃以下,则水汽直接在地面或地物上凝华成白色的冰晶,称为霜。4.露、霜差异:共同点——天气条件均为晴朗微风的夜晚,不同点——温度要求一个在0℃以上,一个在0℃以下。露、霜常被人们作为“晴天”的预兆(露水起晴天、霜重见晴天)。 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。 5.积状云 形成方式——由热力对流、冷锋面对流、地形抬升等形成。 特征——云块孤立分散,呈白色菜花状。 一般,积云出现晴好天气,积雨云出现雷阵雨或冰雹天气。

6.云量带分布 1)赤道多云带:赤道地区气温高、水汽来源充沛,全年以上升气流为主,是全球的高云量带,平均云量约为6。 2)纬度20-30°少云带:全年以下沉气流为主,空气下沉绝热增温、十分干燥,是全球天空相对明净的少云带,平均云量4左右,荒漠地带不足2。 3)中纬度多云带:该带内气团活动频繁,冷暖空气常在此形成锋面,是全球的高云量带,平均云量为6.5-7。 7.大气降水 降水的形成:凝结,冰晶效应,冲并 降水类型:地形雨、对流雨、锋面雨 降水的时间分配:常用降水量、降水时间、降水强度及降水季节变化、降水变率等表示。 8.降水的地理分布: 1)赤道多雨带——受赤道热带气团控制,全年多雨,年降水量1500—3000mm,个别>3000—4000mm。 2)20—30o少雨带——受副高控制,年降水量<500mm,但受季风、台风和地形因素影响,少数地区降水丰富(乞拉齐朋、福建、广东…) 3)中纬度多雨带——受锋面影响,年降水量500—1000mm。尤其大陆沿岸受季风影响降水十分丰富。 4)高纬度少雨带——受极地高压影响,气温低、蒸发弱,年降

大学农业气象学知识点汇总

农业气象学 第一章地球大气 1、大气圈:大气是指包围在地球表面的空气层,整个空气圈层称为 大气圈。 2、大气组成:干洁大气、水汽、气溶胶粒子。 3、水汽的作用:(1)在天气、气候中扮演了重要角色;(2)保温效 应 4、气溶胶粒子的作用:(1)保温;(2)削弱太阳辐射;(3)降低大气透明度 5、温室效应:是指大气吸收地面长波辐射之后,也同时向宇宙和地面发射辐射,对地面起保暖增温作用。 6、气象要素:表征大气状态(温度、体积和压强等)和大气性质(风、云、雾、降水等)的物理量成为气象要素。 7、大气垂直结构:对流层、平流层、中间层、热成层、散逸层。 (1)对流层特点:①气温随高度升高而降低。 ②空气具有强烈对流运动。 ③主要天气现象都发生于此。(天气层) ④气象要素水平分布不均匀。 (2)平流层:温度随高度的增加而升高。 (3)中间层:温度随高度增加而降低。 (4)热成层:温度随高度的增加而升高。 (5)散逸层:温度随高度升高变化缓慢或基本不变。 第二章辐射 1、辐射:通过辐射传输的能量称为辐射能,也常简称为辐射。 辐射的波粒二相性:波动性,粒子性。 2、辐射的基本度量单位 (1)辐射通量:单位时间内通过任意面积上的辐射能量,单位J/s 或W (2)辐射通量密度:单位面积上的辐射通量,单位J/(s ?^)或W/

m2 o (辐射强度:即单位时间内通过单位面积的辐射能量。) (3)光通量:单位时间通过任意面积上的光能,单位为流明(Im)。 (4)光通量密度:单位面积上的光通量,单位为(Im/ m2) 亦称为照 o 度,单位勒克斯(lx )。 3、辐射的基本定律: (1)基尔荷夫定律:在一定温度下,物体对某波长的吸收率等于该物体在同温度下对该波长的发射率。 (2)斯蒂芬一玻尔兹曼定律:黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。说明物体温度愈高,其放射能力愈强。 (3)维恩位移定律:绝对黑体的放射能力最大值对应的波长与其本 身的绝对温度成反比。表明物体的温度愈高,放射能量最大值的波长愈短。随温度增高,最大辐射波长由长波向短波方向位移。 4、太阳常数(S。):当日地距离为平均值,太阳光线垂直入射的天文辐射通量密度,称为太阳常数。 5、太阳高度角(h):太阳平行光线与水平面之间的夹角称为太阳高度角。 6、正午太阳高度角:一天中太阳高度角的最大值(当地正午12时的太阳高度角)。 7、正午太阳高度角随纬度、季节的分布规律。 (1)太阳高度角由直射点向两侧递减。 (2)夏至日:由北回归线向南北两侧递减(北回归线以北的地区达到一年中最大值,南半球各地达到一年中的最小值) (3)冬至日:由南回归线向南北两侧递减(北半球各地达到一年中最小值,南回归线以南的地区达到一年中的最大值) (4)春分、秋分:由赤道向南北两侧递减 8可照时数(昼长):从日出至日落的时间长度,称为太阳可照时数。 9、日照百分率:实照时数与可照时数的百分比。 10、昼长岁纬度、季节的变化规律

气象学复习题-补充

第二章辐射 1、名词解释 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。 *任何温度在绝对零度以上的物体,都具有辐射的本领。 *辐射具有波粒二象性。其传播过程表现为波动性,与物质间相互作用表现为粒子性。辐射强度:单位时间内通过单位面积的辐射能量,即辐射通量密度。 太阳常数:日地平均距离上投射到垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度。 太阳高度角:太阳光线与地表水平面之间的最小夹角。 可照时数:不受任何遮蔽时每天从日出到日落的总时数。 实照时数:地面上用日照计实际测量的日照时数。 光照时间:可照时数与曙暮光时间之和。 曙暮光:太阳光线在地平线以下0°-6°时,光通过大气散射到地表产生的光照度。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。 地面有效辐射:地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。 地面净辐射: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,也称为地面辐射差额。 生理辐射(PAR):能被植物吸收用于光合作用、色素合成、光周期现象和其他生理现象的太阳辐射波谱区。 光合有效辐射:在PAR区内量子能量使叶绿素粉紫呈激发状态,并将自身能量消耗在形成有机化合物上,这段波谱成光合有效辐射。波长在380-710nm之间。 2、定律理解 基尔霍夫定律:在一定温度下,任何物体对于某一波长的放射能力与物体对该波长的吸收率的比值,只是温度和波长的函数,而与物体的其他性质无关。 推论:1、不同性质的物体,放射能力较强的,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这一波长的辐射。 斯蒂芬-波尔兹曼定律:黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。 推论:物体温度越高,放射能力越强。 维恩位移定律:绝对黑体的放射能力最大值对应的波长与其本身的绝对温度成反比。推论:物体的温度越高,放射能量最大值的波长越短。

农业气象学试题

农业气象学试题 第一章大气 一、名词解释题: 1. 干洁大气:除去了水汽和各种悬浮的固体及液体微粒的纯净大气,称为干洁大气。 2. 下垫面:指及大气底部相接触的地球表面,或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象,称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等 二、填空题: 1. 干洁大气中,按容积计算含量最多的四种气体是: (氮) 、(氧) 、氩和(二氧化碳) 。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外线) 。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (长波) 辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (低) ,夏天比冬天(低) 。 5. (水汽) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分,是天气演变的重要角色。 6. 根据大气中 (温度) 的铅直分布,可以把大气在铅直方向上分为五个层次。 7. 在对流层中,温度一般随高度升高而 (降低) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (平流) 层,这一层上部气温

随高度增高而 (升高) 。 9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准,大气顶约高 (1200) 千米。 三、判断题: 1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中,它可以吸收太阳辐射中的紫外线。 2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地面空气升温,产生“温室效应”。x 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用,使地球上二氧化碳含量逐年减少。x 4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬,下层多于上层,夏季多于冬季。 5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序,分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。x 6. 平流层中气温随高度上升而升高,没有强烈的对流运动。 7. 热成层中空气多被离解成离子,因此又称电离层。 四、问答题: 1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化? 答:大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。植物在太阳辐射的作用下,以二氧化碳和水为原料,合成碳水化合物,因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳;同时,由于生物的呼吸,有机物的分

农业气象学习题1-3章

农业气象学习题 绪论 一、名词解释题: 1、农业气象学 农业气象学:研究农业生产与气象条件相互作用及其规律的一门科学。 2、气象学 气象学:研究大气中各种现象成因和演变规律及如何利用这些规律为人类服务的科学。 3、气象要素 气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象,称气象要素。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。 二、填空题: 1、农业气象学是研究______________与______________相互作用及其规律的一门科学。 农业生产、气象条件 2、农业气象学是研究农业生产与气象条件的______________及其规律的科学。 相互作用(相互关系) 3、农业气象学是______________科学与______________科学交叉、渗透形成的学科。 农业、气象 单项选择题: 1、气象学是研究大气中所发生的物理过程和物理现象的科学,更概括地说研究大气的科学应称为( D )。 A、大气物理学 B、地球物理学 C、物理气象学 D、大气科学 2 农业气象学研究所遵循的平行观测原则是( B)。 A、同时同地进行的农业观测 B、同时同地进行的农业观测和气象观测 C、同时同地进行的气象观测 D、同时同地进行的农业气象要素和气象灾害观测 多项选择题: 1 下列要素是农业气象要素的有(A、B、C )。 A、光照条件 B、热量条件 C、水分条件 D、土壤肥力 2 下列气象要素中,属于农业气象要素的有(A、B、D)。 A、温度 B、空气湿度 C、能见度 D、降水量 问答题: 1、农业气象学的研究对象有哪些? 答:农业气象学的研究对象包括:(1)农业生物和生产过程对农业气象条件的要求与反应;(2分)(2)农业生产对象和农业技术措施对农业气象条件的反馈作用。(3分) 2、农业气象学的主要研究内容有哪些? 答:(1)农业气象探测、农业气候资源的开发、利用与保护;(1分)(2)农业小气候利用与调节;(1分)(3)农业气象减灾与生态环境建设;(1分)(4)农业气象信息服务;(1分)(5)农业气象基础理论研究,应对气候变化的农业对策。(1分) 填空题: 农业气象研究过程中通常要进行农业生物或设施状况和环境气象要素二者的___平行 ___________观测。 第一章地球大气

农业气象学整理版

1、大气的热力学分层及依据。 2、正午时刻太阳高度角的计算。 太阳高度角(h):太阳光线与地表水平面之间的最小夹角。(0°≤h≤90°) h的计算公式:sin h = sinφsinδ + cosφcosδcosω(式中:φ为观测点纬度,δ为赤纬,ω是时角。) 特殊日期δ的值:δ=23.5sinN°(N°以度为单位,是距春分日或秋分日最近的总天数。春分日至秋分日取正值,否则,取负值) 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的确定: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。

3、北半球可照时间随季节、纬度的变化规律。 4、地面有效辐射的影响因子及其影响。

5、灌溉的表层温度效应及原因分析。 1.热容量:灌溉后土壤表层湿度较大,含水量较多,水的热容量较大,温度变化较慢。 2.导热率:土壤湿度增加,土壤的导热率也提高,其表面温度变化也越小。 3.潜热交换:温度升高,土壤表层水分会蒸发带走部分热量;温度降低,空气中水分会凝结吸收热量,从而减小土壤表层温度变化。 6、地面热量收支方程,并据此分析塑料大棚的保温原理。 (R辐射热交换;B传导热交换;P流体运动热交换;LE潜热交换) 塑料大棚的保温原理:影响土壤温度变化的主要能源是太阳辐射,在土壤上盖上塑料大棚,白天通过棚膜和墙体的红外辐射、逆辐射,可以减少土表获得的太阳辐射能,减少温室大棚内部与外界的热量交换,减缓土壤温度的升高;夜晚可以减少地面辐射的散失,减缓土壤温度的降低,因此可以起到保温作用。

气象学与气候学授课教案第三章

第三章大气的水分 重点: 1、影响饱和水汽压大小的因素 2、大气中水汽的凝结条件 3、人工降水的原理 难点:降水的形成条件 大气中的水分的来源:海洋、湖泊、河流、潮湿的土壤、植物的蒸腾 作用:1、通过水质三态的变化,形成云、雾、雨、雪、雹等 2、参与地球表面的水分循环。 §3-1 蒸发与凝结 要求: 1.熟练掌握影响饱和水汽压的因素,大气中的水汽凝结条件 2.掌握水的动态变化及判断方法 一、水相变化: (一)动态变化: 1、蒸发:大水面上由水转化成水汽的物理过程。 条件:温度愈高,速度大的水分子就越多,单位时间内跑出水面的水分子也越多。 吸热:L=600C/g 2、凝结:在水布水汽转化成水的物理过程。 条件:大气中水汽深度愈大,单位时间内落回的水分子数愈多 放热:L=600C/g 3、动态平衡:在水面上,落回的水分子数与跑出的水分子数相等,此时的 水汽压就是饱和水汽压,此时的水汽就是饱和水汽。 4、水的升(凝)华: 升华:冰面上的冰分子转化成了水分子的过程 凝华:冰面上的水汽分子转化成了冰分子的过程 潜热:溶解热+蒸发(凝结)热=80+600=680 C/g (二)水相变化的判据: 设:N:单位时间内跑出水面的水分子数 n:单位时间内落回水面的水分子数 当N> n时,水面蒸发,空气中水分子数增加 N= n时,水面处于动态平衡状态,跑出和落回的水分子数相等 NE时,水面出现凝结现象,空气处于过饱和状态 e=E时,水面上出现动态平衡,即没有蒸发也没有凝结现象 e

农业气象学测试题第二章

第二章辐射 一、名词解释: 辐射辐射通量密度太阳辐射光谱直接辐射散射辐射总辐射 太阳常数分子散射(雷利散射)粗粒散射(米散射)太阳高度角 光合有效辐射(PAR)光补偿点光饱和点短日照植物PAR 长日照植物中性植物光能利用率地面辐射大气逆辐射地面有效辐射地面净辐射散射辐射光照时间可照时数临界日长太阳辐射光谱 二、填空题; 1、光照时间是()与()的总和。 2、太阳辐射光谱可大致分为()、()、()、 3、大气减弱太阳辐射的方式有()、()、()、 4、地面反射辐射为()辐射,大气辐射为()辐射。 5、太阳辐射为()辐射,地面辐射()辐射。 6、太阳直射()时,即为()日,北半球有极昼现象。 7、在北半球的夏半年,纬度(),白昼越长,白昼最长的一天为() 7、在北半球的冬半年,纬度(),白昼越短,白昼最短的一天为() 8、直接辐射的表达式为()、散射辐射的表达式为()。 9、太阳直射()时,即为()日,北半球有极夜现象。 10、到达地面的太阳散射辐照度随太阳高度角的增加而(),随 ()增加的而减少。 11、春分时赤纬为(),夏至时赤纬为()。 12、太阳辐射随波长的分布大致可分为(),(),和()。 三、多选题:(下列选项中至少要选择两项) 1、大气对太阳辐射的吸收具有选择性、其中()()()() a、水汽吸收最强是红外光; b、氧和臭氧对紫外光吸收很强; c、水汽吸收最强是紫外光;

d、氧和臭氧对红外光吸收很强 2、大气对太阳辐射的吸收()()()() a、在平流层以上主要是氧和臭氧对紫外辐射的吸收; b、在对流层主要是水汽和二氧化碳对红外辐射的吸收; c、在平流层以上主要是氧和臭氧对红外辐射的吸收; d、在对流层主要是水汽和二氧化碳对可见光的吸收; 3、大气吸收的太阳辐射能()()()() a、是大气增温的直接热源; b、将转化成为热能而不再到达地面; c、多位于太阳辐射光谱的两端。 d、主要是太阳辐射的可见光部分。 4、影响水平面上的太阳直接辐射照度的因子有()()()() a、大气透明系数 b.土壤湿度c.粗糙度 d.太阳高度 5、某地纬度为30°N,春、秋分时,()()()()。 a、赤纬为0 ; b、赤纬为23.5°; c、正午的太阳高度角为60°; d、正午的太阳高度角为90°。 6、某地纬度为30°N,夏至时,()()()()。 a、赤纬为-23.5°; b、赤纬为23.5°; c、正午的太阳高度角为83.5°; d、正午的太阳高度角为90°。 6、影响地面净辐射的因素有()()()() ①太阳总辐射;②反射率;③大气辐射;④地面辐射。 四、改错(请将下列错误改正确) 1、冬至时,阳光直射赤道,这一天北半球白天和夜间的时间相等。 2、夏至时,阳光直赤道,这一天北半球白天和夜间的时间相等 3、水和二氧化碳能强烈地吸收太阳辐射。 4、天空散射辐射是长波辐射、大气逆辐射是短波辐射。 5、45°N,春分时,正午的太阳高度角是90°。 6、太阳辐射是大气增温的直接热源。 7、地面辐射是大气增温的直接热源。 8、感光性强的短日照植物,其临界光照长度长。 9、感光性强的长日照植物,其临界光照长度短。 五、判断题:(正确√,错误×) 1、大气按其本身的温度向外发射短波辐射。

第二章辐射复习题

第二章辐射复习题 一、名词解释题: 辐射;黑体、灰体;辐射通量密度;太阳高度角;可照时数;太阳常数;大气质量数;大气透明度;地球辐射;大气天窗;地面有效辐射;地面净辐射;光合有效辐射;光照时间;光饱和点;光补偿点;光能利用率;植物光周期现象;大气逆辐射;太阳直接辐射;温室效应;实照时数;日照百分率;可照时数;分子散射和漫射;太阳方位角;赤纬;时角;长日照植物,短日照植物,中日照植物 二、问答题: 1、试说明黑体辐射各定律及其物理意义。 2、在雪面上撒煤粉为什么可以加速雪的融化? 3、为什么早晚太阳呈红黄色,而中午呈耀眼的白色? 3、到达大气上界的太阳辐射与哪些因素有关? 4、在北半球,为什么夏天地球离太阳远,反而气温高,而冬季地球离太阳近, 反而气温低? 5、太阳辐射能在通过大气时,受到哪些削弱作用?其削减规律如何? 6、写出直接辐射、散射辐射和总辐射的定义表达式,试述其分布特征及影响因 子。 7、大气中吸收太阳辐射和地面辐射的物质分别主要有哪些? 8、地面有效辐射值受哪些因子影响? 9、在什么情况下地面有效辐射为负值? 10、地面辐射差额的日,年变化和随纬度的分布情况? 11、地面得到太阳辐射能的多少主要与哪些因子有关? 12、北半球夏半年得到太阳辐射量最多的是哪个纬度地区?为什么? 13、写出地面辐射差额的定义表达式,并讨论其意义。 14、解释天空有时呈蔚蓝色有时呈乳白色,旭日和夕阳呈红色的原因? 15、可照时数随纬度和季节变化的规律? 三、计算题: 1.求太阳(T=6000K)和地球大气(t=7℃)的辐射强度和最大辐射波长? 2.求冬至和夏至日在纬度20°、45°、60°的正午太阳高度角? 3.大气透明系数为0.8,太阳高度角为30°,求水平面上的太阳直接辐射强度,天空散射辐射强度和总辐射强度各是多少? 4.广州(23.5°N)夏至时,当大气透明系数为0.8时,求正午地面上的太阳直接辐射强度和天空散射辐射强度?

大气污染气象学方案

大气污染气象学

第三章大气污染气象学 讲授2学时 教学要求 要求了解和大气污染关联的气象学基本知识, 理解和掌握大气圈的结构、主要气象要素、大气稳定度和逆温的概念。 教学重点 掌握大气层结构及大气的热力过程。 教学难点 大气的热力过程、大气稳定度和逆温。 教学内容: §3-1大气圈结构及气象要素 §3-2大气的热力过程 §3-3大气的运动和风 污染物排入大气后是否引起严重大气污染除取决于污染物的排入量外和污染物于大气中的扩散稀释速度关系极大。各区域常常进行环境监测,测定各污染物的情况,我们会发当下同天大气监测值差别很大。而统壹污染源不可能差别很大,有时监测值会几百倍,造成这种现象的原因是和污染物的传输扩散和气象条件有着密切的关系。近年来,于研究各种气象条件对大气污染物的传输扩散作用和大气污染物质对天气和气候的影响条件中逐渐形成了壹门新的分支学科——大气污染气象学。本章只讨论气象条件对大气污染物的传输扩散作用,初步掌握厂址选择和烟囱设计中的壹些问题,为进壹步学习污染气象学知识打下基础。 §3-1概述 一.低层大气的成分:干洁空气、水汽、气溶胶粒子。 二.大气的垂直结构

三.影响大气污染的主要气象要素 气象要素(因子):表示大气状态和物理现象的物理量于气象上称之。气象要素的数值是直接观测获得的,主要有:气温、气湿、气压、风向、风速、云况、能见度、降水、蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等,下面分别介绍几个: 1.气温:空气湿度是反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的壹个物理量,常用的表示方法有:绝对湿度、水蒸气压力、体积百分比、含湿量、相对湿度、露点等。 2.风 a)定义:什么是风?空气水平方向的流动叫风。 b)形成:风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的,而气压的水平分布不均是由湿度 分布不均造成。 风的特性用风向和风速表示,它是壹向量。 由于温度分布不均而形成的风 从图a见出地面AB上,t1=t2,水平方向上的温度和气压到处相等,AB上空各高度于水平方向上的T、P也到处相等,则等压(各处气均相等的面)和地面平行,此时大气静止状(无风)。 B来见,A、B俩地受热不均,A地气温高于B地(t1>t2),A地的空气因受热膨胀上升而使等压面抬高,因而于A地上空各高度上的气压比B地上空间高度要高,造成等压面自A地的气压必高于B地的气压,于水平气压梯度力的作用下,空气自A地某高度流向B地。 C来见,由于b空气流动的结果,B地上空因空气流入造成堆积而使质量增加,地面气压升高。A地上空空气质量减少,地面气压下降,于是地面上产生了自B地指向A地的水平气压梯度,因此空气自B地流向A地这样形成了高空自A地流向B地,地面自B地流向A地的空气环流。

气象学复习题 补充

第二章辐射 1、名词解释 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。 *任何温度在绝对零度以上的物体,都具有辐射的本领。 *辐射具有波粒二象性。其传播过程表现为波动性,与物质间相互作用表现为粒子性。辐射强度:单位时间内通过单位面积的辐射能量,即辐射通量密度。 太阳常数:日地平均距离上投射到垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度。 太阳高度角:太阳光线与地表水平面之间的最小夹角。 可照时数:不受任何遮蔽时每天从日出到日落的总时数。 实照时数:地面上用日照计实际测量的日照时数。 光照时间:可照时数与曙暮光时间之和。 曙暮光:太阳光线在地平线以下0°-6°时,光通过大气散射到地表产生的光照度。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。 地面有效辐射:地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。 地面净辐射: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,也称为地面辐射差额。 生理辐射(PAR):能被植物吸收用于光合作用、色素合成、光周期现象和其他生理现象的太阳辐射波谱区。 光合有效辐射:在PAR区内量子能量使叶绿素粉紫呈激发状态,并将自身能量消耗在形成有机化合物上,这段波谱成光合有效辐射。波长在380-710nm之间。 2、定律理解 基尔霍夫定律:在一定温度下,任何物体对于某一波长的放射能力与物体对该波长的吸收率的比值,只是温度和波长的函数,而与物体的其他性质无关。 推论:1、不同性质的物体,放射能力较强的,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这一波长的辐射。 斯蒂芬-波尔兹曼定律:黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。 推论:物体温度越高,放射能力越强。 维恩位移定律:绝对黑体的放射能力最大值对应的波长与其本身的绝对温度成反比。推论:物体的温度越高,放射能量最大值的波长越短。

第二章 电磁辐射与材料的相互作用

第二章电磁辐射与材料的相互作用 教学目的:1、掌握电磁辐射与材料结构的一些基本概念; 2、掌握电磁辐射与材料之间的相互作用; 3、掌握电磁与材料之间相互作用而派生出来的测试方法。 教学重点:1、电磁辐射与材料之间的相互作用; 2、电磁与材料之间相互作用而派生出来的测试方法的测试信号的理解; 3、X射线的与材料之间的相互作用。 教学难点:1、电子衍射与俄歇电子的产生; 2、光谱项与能级分裂的关系及相应的测试方法。 第一节概述 电磁辐射与物质相互作用产生的主要现象 图2-1 电磁辐射与材料相互作用产生的主要信号 不同谱域的电磁辐射与物质相互作用产生的现象有很大的差别。 光学分析法:基于测量物质所发射或吸收的电磁波的波长和强度的分析方法。光谱法:测量的信号是物质内部能级跃迁所产生的发射、吸收或散射光谱的波长和强度。 非光谱法:不是测量光谱,不包含能级跃迁。它是基于电磁波和物质相互作用时,电磁波只改变了方向和物理性质,如折射、反射、散射、干涉、衍射和偏振等现象。非光谱技术包括折射法、干涉法,旋光测定法,浊度法,X-射线衍射等。 一、辐射的吸收与发射 1. 辐射的吸收与吸收光谱

辐射的吸收:辐射通过物质时,其中某些频率的辐射被组成物质的粒子(原子、离子或分子等)选择性地吸收,从而使辐射强度减弱的现象。辐射吸收的实质:辐射使物质粒子发生由低能级(一般为基态)向高能级(激发态)的能级跃迁。吸收条件:被选择性吸收的辐射光子能量应为跃迁后与跃迁前两个能级间的能量差,即 12E E E hv -=?= 2-1 E 2与E 1——高能级与低能级能量。辐射(能量)被吸收的程度(一般用吸光度)与ν或λ的关系(曲线),即辐射被吸收程度对ν或λ的分布称为吸收光谱。 2. 辐射的发射与发射光谱 辐射的发射:物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。辐射发射的前提:使物质吸收能量,即激发。 辐射发射的实质:辐射跃迁,即当物质的粒子吸收能量被激发至高能态(E 2)后,瞬间返回基态或低能态(E 1),多余的能量以电磁辐射的形式释放出来。发射的电磁辐射频率取决于辐射前后两个能级的能量(E 2与E 1)之差,即 h E E h E v 12-=?= 2-2 物质的激发方式: (1)非电磁辐射激发(非光激发) 热激发:电弧、火花等放电光源和火焰等通过热运动的粒子碰撞而使物质激发; 电(子)激发:通过被电场加速的电子轰击使物质激发。 (2)电磁辐射激发(光致发光) 作为激发源的辐射光子称一次光子,而物质微粒受激后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光。吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短 (10-8~10-4s)则称为荧光; 延误时间较长(10-4~10s)则称为磷光。 3. 光谱的分类 按辐射与物质相互作用的性质,光谱分为吸收光谱、发射光谱与散射光谱(拉

大气污染课后答案 3章

第三章 大气污染气象学 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa ,登山到达某高度后又测得气压为500 hPa ,试问登山运动员从山脚向上爬了多少米 解: 由气体静力学方程式,大气中气压随高度的变化可用下式描述: dP g dZ ρ=-? (1) 将空气视为理想气体,即有 m PV RT M = 可写为 m PM V RT ρ== (2) 将(2)式带入(1),并整理,得到以下方程: dP gM dZ P RT =- : 假定在一定范围内温度T 的变化很小,可以忽略。对上式进行积分得 ln gM P Z C RT =- + 即 2211 ln ()P gM Z Z P RT =- -(3) 假设山脚下的气温为10。 C ,带入(3)式得: 5009.80.029 ln 10008.314283Z ?=-?? 得 5.7Z km ?= 即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km 。 在铁塔上观测的气温资料如下表所示,试计算各层大气的气温直减率:105.1-γ,3010-γ, 5030-γ,305.1-γ,505.1-γ,并判断各层大气稳定度。 解: d m K z T γγ>=---=??- =-100/35.25 .110298 8.297105.1,不稳定 — d m K z T γγ>=--- =??- =-100/5.110308 .2975.2973010,不稳定 d m K z T γγ>=---=??- =-100/0.130505.2973.2975030,不稳定 d m K z T γγ>=---=??- =-100/75.15.1302985.297305.1,不稳定 d m K z T γγ>=---=??- =-100/44.15 .1502983.297505.1,不稳定。

农业气象学复习重点

第一章大气 本章重点和难点:明确大气中各组成成分的作用,掌握二氧化碳浓度的变化规律。了解大气在铅直方向上各个层次的主要特点。 1.1 大气的组成 1.1.1 干洁大气的组成主要成分(前四种成分排序);氧和臭氧的作用;二氧 化碳浓度的变化规律及其在农业生产上的意义。 1.1.2 水汽的作用 1.2 大气的铅直结构 大气铅直方向的分层依据;层次名称;各层温度的变化规律;对流层特点 第二章辐射 本章重点和难点:掌握辐射定律、太阳高度角、昼夜长短随纬度和季节的变化规律,学会太阳高度角、可照时间、太阳直接辐射、散射辐射、光和有效辐射的计算方法 2.1 辐射的基本知识 2.1.1 辐射的基本概念辐射单位:;黑体和灰体 2.1.2 辐射的基本定律 普朗克定律的意义、基尔霍夫定律推论、斯蒂芬-波尔兹曼定律意义、计算; 维恩定律意义。 2.2 太阳辐射 2.2.1 太阳常数和太阳辐射光谱 2.2.2 太阳辐射在大气的减弱 2.2.2.1 大气对太阳辐射的吸收 吸收辐射的物质;吸收的量很少(不是大气的主要热源) 2.2.2.2 大气对太阳辐射的散射 散射的概念;分子散射规律(能解释天空和海洋的颜色);粗粒散射规律2.2.3 太阳视运动 太阳高度角定义、计算(特别是正午太阳高度角的计算) 2.2.4 到达地面的太阳辐射 2.2.4.1 到达地面的太阳辐射能量 大气质量数与透明系数的概念; 水平面与坡面太阳直接辐射通量密度表达式;影响因素 散射辐射的概念与影响因素;总辐射的概念与影响因素 2.2.4.2 地面反射辐射 反射率的影响因素 2.3 地面和大气辐射 2.3.1 地面辐射 地面长波辐射谱、强度、作用 2.3.2 大气辐射 大气辐射波噗谱、长度、作用;温室效应概念 2.3.3 地面有效辐射、概念、影响因素 2.3.4 地面净辐射

大气污染课后答案-3章.docx

大气污染课后答案 -3 章

第三章大气污染气象学 3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa,登山到达某高度后又测得气压为500 hPa,试问登山运动员从山脚向上爬了多少米? 解: 由气体静力学方程式,大气中气压随高度的变 化可用下式描述: dP g dZ(1) 将空气视为理想气体,即有 PV m RT 可写为m PM(2)M V RT 将( 2)式带入( 1),并整理,得到以下方程:dP gM dZ P RT 假定在一定范围内温度T 的变化很小,可以忽略。对上式进行积分得 ln P gM Z C 即ln P2gM ( Z2 Z1 ) (3) RT P1RT 假设山脚下的气温为10。 C,带入( 3)式得: 5009.80.029 ln 8.314Z 1000283 得Z 5.7km 即登山运动员从山脚向上爬了约 5.7km。

3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示,试计 算各层大气的气温直减率: 1. 5 10 , 10 30 , 30 50 , 1. 5 30 , 1. 5 50 ,并判断各层大气稳定度。 高 度 1.5 10 30 50 Z/m 气 温 298 297.8 297.5 297.3 T/K 解: T 297.8 298 d ,不稳定 1.5 10 10 2.35K /100m z 1.5 T 297.5 297.8 d ,不稳定 10 30 30 1.5K /100m z 10 T 297.3 297.5 d ,不稳定 30 50 50 1.0K / 100m z 30 T 297.5 298 d ,不稳定 1.5 30 30 1.75K /100m z 1.5 T 297.3 298 d ,不稳定。 1.5 50 50 1.44K /100m z 1.5 3.3 在气压为 400 hPa 处,气块温度为 230K 。若气块绝热下降到气压为 600 hPa 处,气块温度变为多少? 解: T 1 ( P 1 ) 0.288 , T 0 P 0

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