1、青藏高原大地形对大气环流和气候的影响
答：动力作用：
（1）对北半球西风带平均槽脊形成有重要的作用：
对于西风带有明显的分支作用，在高原南北形成两支明显的西风急流，在北半球
西风气流爬越大地形时，在迎风面分支，在背风面汇合，在大地形的北面和南面
分别会产生一个地形脊和地形槽，而更重要的是在大地形下游还会出现较常定的
长波槽脊。
（2）对亚洲冬季地面冷高压的影响：
如果没有青藏高原，在冬季亚洲地面冷高压的中心将不是西伯利亚地区，而是位
于30°附近的青藏高原东南地区，而且冷高压的强度将大大减弱。它作为巨大的
屏障，挡住了北方冷空气的南侵，迫使其南下方向路径偏南，所以高原南部的南
亚地区冬季的温度就要比同纬度东亚和东南亚地区高得多。
（3）对东侧切变线的影响：它的发生发展与西风气流过青藏高原的绕流作用有密切的关系。西藏高原的屏障作用使高原东侧有一个" 死水区"的形成，还影响"昆明准
静止锋"这一独特的地方性天气系统的形成，这是造成贵州一带坏天气的直接原
因。
热力作用：青藏高原夏季是个强大的热源，冬季是个冷源，它的冷热源作用对全球的气候产生深远的影响。由于高原与周围大气之间的热力差异，造成高原与四周大气之间温度梯度存在明显的日变化，它又引起高原附近地区风场和大气质量散度场的明显日变化；同样也造成了高原上空大气温度的区大年变化，发现夏季高原上大气是同纬度最热的，其东移将直接影响我国东部的天气过程，而冬季，由于高原中部强烈的辐射冷却，又加强了高原南边的南支西风。
（1）对垂直环流的影响：
夏季，高原是强热源，上空形成广大的上升气流，这支上升气流向南流向南半球，
向南的一支很强，且走向与哈德莱环流相反，称为季风环流，大大削弱了北半球
夏季热带平均经圈哈德莱环流。
（2）对南亚高压形成的贡献：
在高原及其临近地区降水量大的地区，在6-8月的降水潜热释放几乎是连续不断
的过程，这样潜热加热形成了南亚高压。
（3）对东亚环流季节变化的影响：
主要是高原冷热源季节变化造成的。3月开始从冷源变为热源，而四周的地区几
乎全是冷源区，这样引起四周的空气向它辐合，使高原成为一个低压区。5月高
原上空气温急增，地面低压扩大，高原南部上空经向温度梯度减弱，最后导致对
流层上层西风急流突然减弱北撤。
2、举出气候系统中的反馈机制，并简述其过程。
答：气候系统中各成员之间的相互作用。
正反馈：成员之间相互作用使得已经出现的气候异常增强，
（1）水汽-温室之间的反馈：地面附近大气中水汽增加时, 将会使地面有效辐射减少, 导致地面增温（温室效应）；地表面温度升高, 又可使更多的水汽蒸发进
入大气, 提高了大气的水汽含量, 增强了温室效应. 因此, 气温与水汽—温室
效应耦合作用的结果就会使气候系统产生不稳定. 也就是说, 这种耦合作用
属于正反馈.
（2）冰雪覆盖——反射率——气温之间的反馈：冰雪与水面、陆地表面相比, 具有很高的反射率, 这是支配极区气候的一个主要因子. 但是地球表面冰雪覆
盖的面积地大大取决于气温. 因此, 如果全球温度下降, 就会导致地球表面
冰雪覆盖持续增大, 从而引起全球反射率的增加, 这样又使地球—大气系统
所吸收的太阳能量减少, 从而使温度进一步下降. 在这个过程中, 必然伴随
着海平面的降低, 而低海面状态又意味着比较低的蒸发率和降水率, 从总体
上和全球来看, 这会导致向极大气热输送效率的降低, 因而, 低的海面可作
为一种有助于强化任何变冷效应的正反馈机制. 相反, 如果初始条件为冰川
面积减少, 也会产生致暖的类似正反馈.
（3）二氧化碳——海洋——大气间的反馈：大气中二氧化碳含量的增加可导致低层大气温度上升, 低层大气的增温反过来又会导致海面水温增高, 增加海水
垂直稳定度, 表面海水的升温和海水垂直稳定度的增加都会降低海洋吸收大
气中二氧化碳的能力. 还有另一种因素也会降低海洋表面对增加的二氧化碳
的吸收能力. 这就是海洋已吸收的二氧化碳使海水的酸度增加.是正反馈。
负反馈：成员之间相互作用使得已经出现的气候异常变弱。
（1）云量——地面气温间的反馈：云可以阻挡地面的长波辐射, 但更重要的是反射太阳的短波辐射. 由于对辐射的反射和本身的放射, 使得气失去了总辐射
的50%. 仅就短波辐射来讲, 就占了整个地球反射率这样看来, 云量与地面
气温之间存在的是一种负反馈. 另外, 如果是二氧化碳造成的流层低层的气
温升高, 大气的不稳定度增加, 这必然导致云量的增加, 同时也因云量增加
造成的降水增多, 可降低雪线, 使冰雪面积增加, 增加反射率, 降低气温. 以
上反馈同时存在使这两种反馈机制之间产生相互抑制.
（2）海洋——大气的反馈：海面水温的高温度距平诱导出局部大气增暖, 结果降低了地面气压. 与此相伴随的是形成了局部的低气压性大气环流, 由于地表
风应力作用使表层海水向外流出, 导致此区出现涌升流, 而通常表层下为冷
水, 这就造成了暖距平的消失. 这种反馈表示出海洋参与气候变动的典型保
守趋势.
3、从人类活动和自然变化两方面来阐述它们对气候变化的可能影响。
答：一、大气成分的改变对气候的影响：
（1）二氧化碳的增加造成的温室效应：大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度
增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。温室效应主
要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料
燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。全球变暖；地球
上的病虫害增加；海平面上升；气候反常，海洋风暴增多；土地干
旱，沙漠化面积增大。
（2）大气尘粒的增加造成的阳伞效应：气溶胶粒子的成因包括自然原因（火山粒子、沙粒、盐粒）和人类活动原因（废气、烟尘）。由气溶胶的辐射
特性引起的冷却作用因为类似于遮阳伞，故称为“阳伞效应”。悬浮
在大气中的气溶胶颗粒一方面将部分太阳入射辐射反射回宇宙空
间，削弱了到达地面的太阳辐射能，增加行星反照率，使地面接收
的太阳能减少；另一方面某些吸湿性的粒子有作为凝结核，促使周
围水汽在它上面凝结，导致低云、雾的增多，改变云的光学特征和
寿命，使云的反照率增加，同样具有减少入射辐射，使地面和底层
大气的温度降低的作用。
二、下垫面改变对气候的影响：
（1）植被破坏对气候的影响：破坏植被不仅减少了对大气中二氧化碳的吸收，增强大气温室效应；而且在降水普遍较少的草原地区，还可造成自然状态
下不可恢复的土地和气候的沙漠化，水土流失，洪涝频发，生物多样性减
少等。
（2）绿化和灌溉的绿洲效应：通过蒸发作用，空气的热量被水分吸收因此减少。空气温度因此降低(冷却作用)。水分变成水蒸气又进入空气之内，
因此空气内相对湿度增加。此种水与空气混合产生降温加湿的结果与
沙漠中绿洲的形成十分相似，因此称为绿洲效应。使得地表粗糙度变
大，反射率变小，从而调节地面和大气中的热量。二是固土保温，保
持水土，从而保持气候的湿润。
（3）湖泊效应：由于水体巨大的热容量和水分供应，可使水库附近的平均气温升高，气温日较差和年较差变小，并引起风、湿度和降水量的变
化，所以把水库对气候的作用称为“湖泊效应”。
（4）热岛效应：城市热岛效应是城市气候中典型的特征之一。它是城市气温比郊区气温高的现象。城市热岛的形成一方面是在现代化大城市
中，人们的日常生活所发出的热量；另一方面，城市中建筑群密集，
沥青和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的函授比热容（可吸收
更多的热量），而反射率小，使得城市白天吸收储存太阳能比郊区多，
夜晚城市降温缓慢仍比郊区气温高。城市热岛是以市中心为热岛中
心，有一股较强的暖气流在此上升，而郊外上空为相对冷的空气下沉，
这样便形成了城郊环流，空气中的各种污染物在这种局地环流的作用
下，聚集在城市上空，如果没有很强的冷空气，城市空气污染将加重，
人类生存的环境被破坏，导致人类发生各种疾病，甚至造成死亡。4、论述海洋在气候变化中的作用。
答：（1）对大气系统热力平衡具有重要影响：85%左右的辐射量被贮存在海洋表层中。
再以长波辐射（21）、潜热（23）、感热（7）交换的形式被输送给大气，成为大
气运动的直接能源。
（2）海洋对全球水循环产生重要影响：海洋包含了全球几乎所有的液态水（97%），作为水汽之源，其蒸发和降水形势的微小变化，就足以引起相对较小的陆表水
循环的剧烈变化。
（3）海洋的热惯性和滞后效应：海洋对太阳辐射季节变化的响应要比陆地落后1个月；
（4）海洋的记忆能力：海洋具有相当强的记忆能力。海洋变化具有明显的持续性。
异常大气环流作用于海洋后，海洋的热力状况可以产生明显的调整，从而对大
气产生强的热力反馈。
（5）对温室效应具有缓解作用。尤其是海洋环流，不仅减少了低纬大气的增热，使得高纬大气变暖，降水量也发生相应的改变，而且由于海洋环流对热量的极向
输送所引起的大气环流的变化，还使得大气对某些因素变化的敏感性降低。
综上所述，海洋对全球气候变化具有重要影响。
5、论述短期气候变化预测问题及前景。（p126）
答：短期气候预测一般指月到季尺度的预测。一、与气候对应的是大尺度平均环流系统，而平均环流的可预报性大；二、平均环流的演变与下垫面异常有密切关系，而下垫面异常有较高的持续性。月平均环流的可预报性在6-12个月。5d平均环流的可预报性高于逐日，10d
平均高于5d平均，月平均高于10d平均。
气候预测发展的四个阶段：1、开创阶段：用统计方法，只考虑单个因子，以线性回归为主，walker的三大涛动理论为最高成就。2、天气学派的发展：研究自然天气周期的交替及演变规律作中期预报；3、统计学阶段：随着计算机的发展普及；4、动力学模式发展阶段：
6、季风形成的原因是什么
答：（1）海陆热力差异：海洋和陆地比热容不同，陆地比热容小，较之海洋，升温快，降温也快。夏季，陆地升温快，气温高于海洋，因而在陆地形成低气压，海洋
形成高气压，风由海洋吹向陆地；冬季时，陆地降温快于海洋，陆地气温比海
洋低，所以在陆地上形成高气压，海洋上形成低气压，风由陆地吹向海洋。可
以看出，海陆热力性质差异引起冬夏季风向的变化，即导致季风的形成。
（2）行星风带位置的季节移动：于太阳直射点随季节而南北移动，从而引起行星风带随季节而变化。在两个行星风带之间的过渡带，随风带移动产生风向的季节
交替，形成季风。北半球低纬地区，冬季受东北信风控制构成冬季风。夏季，
因风带北移，南半球的东南信风越过赤道，受地转偏向力作用，转向为西南风，
构成夏季风。可见，这一地带的季风主要是由行星风带的季节移动而引起的，
一般称为热带季风。亚洲南部的热带季风最典型。因为南亚，冬季位于亚欧大
陆的冷高压南缘，盛行的东北风与东北信风叠加，使冬季风增强；夏季，南亚
位于大陆热低压的南缘，盛行的西南风与东南信风转向后的西南风叠加，使之
强盛而稳定。由此可见，海陆热力差异的影响是南亚季风显著的原因之一。南
半球低纬度也有热带季风的分布。
（3）青藏高原对我国季风作用青藏高原占我国陆地的1/4，平均海拔在4000米以上，对应于周围地区有热力作用。在冬季，高原上温度较低，周围大
气温度较高，这样形成下沉气流，从而加强了地面高压系统，使冬季风增
强；在夏季，高原相对于周围自由大气是一个热源，加强了高原周围地区
系统，使夏季风得到加强。另外，在夏季，西南季风由孟加拉湾向北推进
时，沿着青藏高原东部的南北走向的横断山脉流向我国的西南地区。
7、地形对局地环流的影响。
答：（1）对辐射的影响：就直接辐射与总辐射而言，随海拔高度的增加有增强的现象。
这是因为，高度大，太阳辐射通过的空气柱的距离缩短，空气密度小，水汽微
尘少，受到大气的吸收、散射等作用而损耗的能量少，因此总辐射和直接辐射
增强。夏半年，因正午太阳高度角大，南北坡所受到的太阳直接辐射差别小，
冬半年则差别大。纬度越高，南北坡所受到的太阳直接辐射差别越大。从太阳
直接辐射的日变化看，在偏东的坡地上，上午的太阳直接辐射通量大于下午的
太阳直接辐射通量，其最大值出现在上午，在偏西的坡地上则正好相反，南坡
和北坡的太阳直接辐射通量在上午和下午基本上是对称的，其最大值均出现在
水平面上太阳高度角最大的正午附近。
（2）对温度的影响：
1）随海拔高度的增加而降低。
2）大地形对冷空气的屏障作用：①冷空气在迎风面汇聚的堆积效应：被挡在迎
风面的冷空气会堆积形成冷空气湖；②屏障背风面空气的增温作用:冷空气被挡
住后，背风面空气温度通常比同纬度其他地区高；③气流越山的焚风效应：当
气流经过山脉时，沿迎风坡上升冷却，在所含水汽达饱和之前按干绝热过
程降温，达饱和后，按湿绝热直减率降温，并因发生降水而减少水分。过
山后空气沿背风坡下沉，按干绝热直减率增温，故气流过山后的温度比山
前同高度上的温度高得多，湿度也显著减少。
（3）对降水的影响：
1．坡向与降水：当海洋气流与山地坡向垂直或交角较大时，则迎风坡多成为“雨坡”，背风坡则成为“雨影”。在中纬西风带的大陆西岸山地的西坡，降水量
很大凡是山脉走向与盛行气流平行的山地，则山两侧的降水量差异较少，如阿尔
卑斯山脉与盛行西风平行，山的北坡与南坡降水量相差很小。
2．高度与降水：由于山地对降水的形成有促进作用，所以在一般情况下，大
抵山上降水比山下多。在迎风山地，由山脚向上降水量起初是随着高度的增加而
递增的，达到一定高度降水量最大，过此高度后，降水量双随着高度的增加而递
减。此最大降水量高度因地而异，一般是空气愈湿润，大气愈不稳定，最大降水
量高度愈低。
（4）对环流的影响：
1）对风的机械作用：①气流运行要克服地形障碍：绕爬效应；②地形造成气流
强度的变化：背风面为静风的死水区，风力微小；在隘道地区，气流密集，风力、
风速很大，常形成风口。
2）由于地形引起的局地环流：
①山谷风：白天，山坡接受太阳光热较多，成为一只小小的“加热炉”，空气
增温较多；而山谷上空，同高度上的空气因离地较远，增温较少。于是山
坡上的暖空气不断上升，并在上层从山坡流向谷地，谷底的空气则沿山坡
向山顶补充，这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环流。下层风由谷底
吹向山坡，称为谷风。到了夜间，山坡上的空气受山坡辐射冷却影响，“加
热炉”变成了“冷却器”，空气降温较多；而谷地上空，同高度的空气因离地
面较远，降温较少。于是山坡上的冷空气因密度大，顺山坡流入谷地，谷
底的空气因汇合而上升，并从上面向山顶上空流去，形成与白天相反的热
力环流。下层风由山坡吹向谷地，称为山风
②焚风：是出现在山脉背面，由山地引发的一种局部范围内的空气运动形
式——过山气流在背风坡下沉而变得干热的一种地方性风。
8、大气环流形成的基本因子
答：（1）太阳辐射对大气环流的作用：地球上各纬度所接受的太阳辐射强度是不同
的，这种温度差异，形成了南北之间的气压梯度。在气压梯度力下，赤道
附近地面受热，空气膨胀上升，高层空气向两极流动；在极地空气冷却下
沉，向低纬度流动，于是形成了南北向之间的大气环流圈。
（2）地球自转对大气环流的作用：产生地转偏向力，随纬度的增大而增大。到30°附近，偏角达到90°，地转偏向力加大到与气压梯度力相当，气流
方向与纬圈平行。在这里大气堆积下沉，形成副热带高压。副高下沉气流
向南的一支在地转偏向力作用下，形成东北信风带，如此一来，构成闭合
的哈德莱环流圈。
（3）海陆差异对气流的影响：冬季，大陆比海洋冷，空气流经大陆后，气温便不断下降，因此，大陆东岸的气温比西岸低。在大陆东岸上空出现低压槽，
在大陆西岸上空出现高压脊。夏季则相反。
海陆风：因海洋和陆地受热不均匀而在海岸附近形成的一种有日变化的风
系。在基本气流微弱时，白天风从海上吹向陆地，夜晚风从陆地吹向海洋。
前者称为海风，后者称为陆风，合称为海陆风。
（4）起伏地形的影响：1）起阻挡和屏障的作用：迎风面大气堆积，背风面有一个无影区；2）促使气流爬行、翻越的作用：向风面的高空形成高压脊，
背风面气流下沉，高空形成低压槽；3）使气流分流或绕流的作用：在向
风面的北支，高地形前后皆为低槽，北部出现高脊；在南支，高地形前后
皆为高脊，南部为低槽。
9、概述厄尔尼诺现象，并说明对中国的可能影响。
答：厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸的海面水温异常升高，海水水位上涨，并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域，
结果引起海啸和暴风骤雨，造成一些地区干旱，另一些地区又降雨过多的异
常气候现象。
厄尔尼诺的全过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期四个时期，历时一
般一年左右，大气的变化滞后于海水温度的变化。
前兆阶段：沃克环流上升支东移至140-180°E之间，且同时降水增多，达尔
文港气压上升，180°以西的信风由强盛转为减弱，海温在南美沿岸一带开始
增温，降水增多，但范围不大，此时印度尼西亚降水减少。其充分条件是哈
德莱环流加强，赤道辐和带南移至赤道甚至赤道以南。
异常发展阶段：上述的进一步发展，赤道东太平洋的海温异常以很快的速度向
西扩展，1.0℃的增温已扩展到180°W，到10月份大部分热带太平洋都处
在异常高温区。此时，信风减弱，赤道辐和带进一步南移。
成熟阶段：11月至次年1月，热带太平洋温度异常高温进一步发展，整个热
带太平洋海温异常温暖，信风格外微弱，热带辐和带较常年更加南移，哈德
莱环流加强，中部太平洋降水异常增多。
恢复常态阶段：180°w以东的各种异常现象逐渐减弱，海温负距平和强信风
首先在东南太平洋出现，然后向西传播，在厄尔尼诺开始的一年后，整个热
带太平洋又恢复正常状态。
影响：首先是台风减少，厄尔尼诺现象发生后，西北太平洋热带风暴（台风）
的产生个数及在我国沿海登陆个数均较正常年份少。
其次是我国北方夏季易发生高温、干旱，通常在厄尔尼诺现象发生的当年，我国的夏季风较弱，季风雨带偏南，位于我国中部或长江以南地区，
我国北方地区夏季往往容易出现干旱、高温。1997年强厄尔尼诺发生后，
我国北方的干旱和高温十分明显。
第三是我国南方易发生低温、洪涝，在厄尔尼诺现象发生后的次年，在我国南方，包括长江流域和江南地区，容易出现洪涝，近百年来发生在我
国的严重洪水，如1931年、1954年和1998年，都发生在厄尔尼诺年的次
年。我国在1998年遭遇的特大洪水，厄尔尼诺便是最重要的影响因素之一。
最后，在厄尔尼诺现象发生后的冬季，我国北方地区容易出现暖冬。
10、分别写出地表辐射平衡、地表能量平衡和地表水分平衡的方程，并指明各项的物理意义。
11、简述当代气候学和经典气候学的异同点
答：经典的气候概念：温、湿、压，也是地面气候的三要素。
经典气候学中气候形成的三大因素：太阳辐射、大气环流、海陆分布
三个因素推动经典气候概念到全球气候系统概念的发展：
（1）从20世纪50年代末到70年代短期数值天气预报取得了巨大的进展。从逐日开始向中期延伸，并试作5d、10d乃至月平均环流长期数值预报。为了提高预报水平，
特别湿为了延长预报实效，必须考虑下边界，这就要求建立海气或地气耦合模式。
所以，需要考虑气候系统。
（2）20世纪60、70年代以来，陆续出现的气候异常现象，不是大气本身所能解释的，这样促使大家从气候系统来研究气候。
（3）人类活动对气候的影响已经达到了不可忽视的地步。对这个问题的研究，也不可能只限于大气这一个成员，必须扩展到整个气候系统。
12、给出全球水循环的简单示意图并说明其中的过程。
答：
①海陆间大循环：海洋水蒸发后到达海洋上空，其中90%冷凝又降落到海洋，其余10%，随着大气运动输送到陆地上空，冷凝形成降水，降落到陆地表面。在地表形成地表径流，渗入地下形成地下径流，地表地下径流，在从陆地流回海洋。简单的说包括海水蒸发，水汽输送，大气降水，地表径流，地下径流这么几个主要的环节。
②陆地水循环：很简单陆地水蒸发到空中，遇冷凝结降落到地面。再蒸发再凝结，实
现水的循环。
③海洋水循环：同理海洋水蒸发到高空，遇冷凝结降落回海洋，然后循环运动。
13、简述气候系统的概念, 它的主要组成成分以及这些组分的主要物理特征及其在气候形成和变化中的作用
答：气候系统是一个高度复杂的系统，它有5个主要组成部分：大气圈、水圈、冰雪圈、陆面和生物圈，以及它们之间的相互作用。气候系统的演变进程受到其自身动力学规律的影响，也受到外部驱动力（如火山喷发、太阳变化）以及由人类引起的驱动（如对大气的组成及土地利用的改变）的影响。气候系统由大气、海洋、陆地表面、冰雪覆盖层和生物圈等五个部分组成。太阳辐射是这个系统的主要能源。在太阳辐射的作用下，气候系统内部产生一系列的复杂过程，各个组成部分之间，通过物质交换和能量交换，紧密地联结成一个开放系统。
大气是气候系统中最容易变化的部分，例如，当外界热量输入(主要是太阳辐射)发生变化后，通过各种热量输送和交换过程能在一个月的时间内，调整对流层温度的分布。
海洋占地球表面面积的71％左右，它能吸收到达地表的大部分太阳辐射能，海水又具有很大的热容量，所以它是气候系统中一个巨大的能量贮存库。洋流在热量输送和全球热量平衡中起着巨大的作用，海洋表层在数月到数年内与大气或海冰相互发生作用，调节其温度。海洋的深层热量调节时间则需要几百年。
陆地表面具有不同的海拔高度、地形、岩石、沉积物和土壤，以及河、湖、地下水等。河、湖、地下水是水分循环中的重要组成部分，它们也是气候系统中容易变化的部分。陆块位置、高度和地形发生变化的时间尺度，在气候系统的所有组成部分中是最长的。
冰雪覆盖层包括大陆冰原、高山冰川、海冰和地面雪被等。雪被和海冰有很明显的季节变化，冰川和冰原的变化要缓慢得多。冰川和冰原的体积变化与海平面的变化有密切的联系。冰雪具有很大的反射率，在气候系统中，它是一个致冷因素。
生物圈指的是陆地上和海洋中的植物以及生存在大气、海洋和陆地的动物。生物对于大气和海洋的二氧化碳平衡、气溶胶的产生，以及其他气体成分和盐类有关的化学平衡都有很重要的作用。植物可以随着温度、辐射和降水的变化而发生自然变化，其变化的时间尺度为一个季节到数千年不等；而且植物反过来又会改变地面反射率和粗糙度，影响水分的蒸发、蒸腾，以及地下水循环。由于动物需要得到适当的食物和栖息地，所以动物群体的变化，也反应了气候的改变。
气候系统的属性可以概括为以下四个方面：热力属性，包括空气、水、冰和陆地
的温度；动力属性，包括风、洋流及与之相联系的垂直运动和冰体移动；水分属性，包括空气湿度、云量及云中含水量、降水量、土壤湿度、河湖水位、冰雪等；静力属性，包括大气和海水的密度和压强、大气的组成成分、大洋盐度及气候系统的几何边界和物理常数等。这些属性在一定的外因条件下通过气候系统内部的物理过程(也有化学过程和生物过程)而互相关联着，并在不同时间尺度内变化着。
14、地球热量平衡模式:
①地面的热量平衡是由辐射平衡(30％)、蒸发耗热(23％)和湍流输热(7％)所组成。
②大气的辐射平衡是由大气和云层所吸收的短波辐射(20％)，大气吸收的地面长波辐射(109％)和大气辐射(159％)所组成。此外，大气借水汽凝结获得23％，并且借湍流输热获得7％。
③地球到大气整个系统的辐射平衡是由来自太阳的辐射(100％)，被云层、大气和地面反射的辐射（30％），经过大气逸回太空的地面辐射(6％)和大气辐射(64％)所组成的。
《气象学与气候学》教案 第一章绪论 气候学历经经典、天气气候到现代气候学的发展过程是科学观念的革命，它包括认识和研究方法的根本变革，启示我们从系统中学习气候，学习气候又是为了更好的认识这个地球表层系统。 一、现代自然地理学与气象气候学 1、人类赖以生存的地球——地球表层系统——个相互作用的整体 任何子系统的变化都会影响其他子系统 2、气候系统与地球表层系统——几乎相互覆盖的研究客体，但重点不尽相同。 3、气候系统也包括了地球表层系统中的几个子系统 4、其中，大气圈与自然地理系统其他圈层相互作用中，大气圈最为活跃，是联系各子系统相互作用的重要纽带，是形成自然地理要素地 带性与非地带性分布特点的主要背景之一，也是构成地球表层系统重要圈层 二、大气圈——是处于特定条件下及具有特定成分的气圈 1、气候系统如何起动与运动，其中的热力、动力过程 2、气候系统中各部分的联系，相互作用与耦合的整体过程以及对气候的影响 3、气候的综合性与地域的差异性，以及气候系统的稳定性与敏感性等 三、特定成分及其影响： 1、主要及微量成分 2、微量成分及其特殊作用：—温室气体 —平流层与臭氧层--生命保护层，
—三态共存，参与能量，辐射，及天气 过程 四、重力场对大气层的约束及影响： —在重力的作用下，以地面为下边界，绕地球旋转的圈层。 —影响之一：垂直层结的形成——大气分层： 水平尺度>>垂直尺度。 五、对流层： 是深受下边界(热力及动力)影响的大气最底层，集中了80％的大气质量，也是大气圈层与其它圈层相互作用的主要场所。 六、水汽对大气状态影响之——湿空气状态方程 七、微量气体： 在气候系统中存在着短周期的微循环，成分可变。含量虽少，但对热辐射非常敏感，因而对大气热状态影响很大，人类活动参与了微循环一可造成对大气行为有意或无意的干扰。 影响举例：臭氧层 问题：地面条件如何影响大气活动(热力及动力)—相互作用 第二章大气的热能和温度 ——气候系统物理过程之一 太阳能启动气候系统的物理过程—形成全球温度差异的地带性与非地带性分布以及周期和非周期变化。地气间的热能交换过程是地表系统中最基本的相互作用和影响过程，它从能量上把几个圈层连接在一起。 一、太阳能进入气候系统 1、主要途径：太阳辐射能地面大气 太阳短波辐射经大气削弱到达地面，吸收成为地面热能
.学习帮手 . 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： (说明：在有底线的数字处填上适当内容) 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。 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。 6. 平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对
气象学与气候学电子教材 第一章引论 第一节气象学、气候学的研究对象、任务和简史 一、气象学与气候学的研究对象和任务 由于地球的引力作用，地球周围聚集着一个气体圈层，构成了所谓大气圈。 大气的分布是如此之广，以致地球表面没有任何地点不在大气的笼罩之下；它又是如此之厚，以致地球表面没有任何山峰能穿过大气层，而且就以地球最高峰珠穆朗玛峰的高度来和大气层的厚度相比，也只能算是“沧海之一粟”。我们人类就生活在大气圈底部的“下垫面”上。大气圈是人类地理环境的重要组成部分。 地球是太阳系的一个行星，强大的太阳辐射是地球上最重要的能源。这个能源首先经过大气圈而后到达下垫面，大气中所发生的一切物理（化学）现象和过程，除决定于大气本身的性质外，都直接或间接与太阳辐射和下垫面有关。这些现象和过程对人类的生活和生产活动关系至为密切。人类在长期的生产实践中不断地对它们进行观测、分析、总结，从感性认识提高到理性认识，再在生产实践中加以验证、修订、逐步提高，这就产生了专门研究大气现象和过程，探讨其演变规律和变化，并直接或间接用之于指导生产实践为人类服务的科学——气象学。 气象学的领域很广，其基本内容是：（1）把大气当作研究的物质客体来探讨其特性和状态，如大气的组成、范围、结构、温度、湿度、压强和密度等等；（2）研究导致大气现象发生、发展的能量来源、性质及其转化；（3）研究大气现象的本质，从而能解释大气现象，寻求控制其发生、发展和变化的规律；（4）探讨如何应用这些规律，通过一定的措施，为预测和改善大气环境服务（如人工影响天气、人工降水、消雾、防雹等），使之能更适合于人类的生活和生产的需要。 由于生产实践对气象学所提出的要求范围很广，气象学所涉及的问题很多，在气象学上用以解决这些问题的方法差异很大，再加上随着科学技术发展的日新月异，气象学乃分成许多部门。例如有专门研究大气物理性质及其变化原理的大气物理学；有着重讨论天气现象及其演变规律，并据以预报未来天气变化的天气学等，而其中与地理和环境科学关系最密切的是气候学。 气候学研究的对象是地球上的气候。气候和天气是两个既有联系又有区别的概念。从时间尺度上讲，天气是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。天气过程是大气中的短期过程。而气候指的是在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合。它不仅包括该地多年来经常发生的天气状况，而且包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。例如从上海近百年的长期观测中总结出，上海在6月中旬到7月中旬，经常会出现阴雨连绵、闷热、风小、潮湿的梅雨天气，但是有的年份（如1958年）会出现少雨的“空梅”，也有的年份（如1954年）6—7月连续阴雨50—60天，出现“丰梅”。“开梅”和“断梅”的迟早也历年不同，这是上海初夏时的气候特征。 由此可见，要了解一地的气候，必须作长时期的观测，才能总结出当地多年天气变化的情况，决不能单凭1958年一年的观测资料，来说上海初夏的气候是干旱无雨，也不能凭1954年一年的情况，就说上海的初夏气候有持续50—60天的阴雨，那都是个别年份出现的具体天气现象，而气候是在多年观测到的天
. 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： (说明：在有底线的数字处填上适当内容) 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。 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。 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。 答案：1.对，2.错，3.错，4.对，5.错，6.对，7.对。 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次，大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气层内； (2) 在对流层中， 气温一般随高度增高而下降， 平均每上升100米， 气温降低0.65℃，在对流层顶可降至－50℃至－85℃； (3) 具有强烈的对流运动和乱流运动，促进了气层内的能量和物质的交换； (4) 温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀，这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的
气象学与气候学 Revised as of 23 November 2020
第一章引论 名词解释 1、气象：大气的物理现象（冷热，干湿，大气运动） 2、气候：多年天气的综合表现 3、天气：一定区域短时间内的大气状况及其变化的总称 4、气温垂直递减率：一般而言，高度每增加100m，气温则下降℃，这称为气 温垂直递减率，也叫气温垂直梯度 5、大气污染：也叫空气污染，指由于人为或自然原因，导致空气中的有害物质 的浓度超过一定限度、维持一定的时间，直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象 6、标准大气压：指在纬度45°，0℃时，海平面的大气压，一般1个标准大气 压=760mmHg= 问答题 1.何谓气象学气候学天气学气候与天气有什么区别 2.气象学是专门研究大气物理现象的一门学科；气候学是研究气候形成过程， 描述各地区气候条件以及气候变迁及原因的一门学科；天气学是研究天气形成、变化规律、预测未来天气的一门学科。 3.天气是指某一地区短时间内大气状况的综合，而气候是指在各个气候因子的 长期相互作用下，在某一个较长时间段内所表现出来的大量天气过程的综合。 4.大气成分中，二氧化碳、臭氧、水汽的分布和作用
5.二氧化碳在大气中的垂直分布是从低到高逐渐减少的，其功能一是能吸收地 面长波辐射，是低空大气变暖，二是具有“温室”作用； 6.臭氧主要分布在平流层，其功能一是吸收紫外线，保护地球上的生物不受其 危害，二是增温，在高空形成一个暖区，影响气温的垂直分布； 7.水汽主要分布在对流层大气中，随高度升高而递减，水汽是大气变化的重要 参与者，一能成云致雨，形成各种天气现象，二是善于吸收和放射长波辐射，加其三相变化有热量转化，所以对地面和空气的温度有一定影响 8.大气在垂直方向分为哪几层分层原则对流层和平流层的特征 9.大气由低空到高空依次分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层； 10.分层原则：大气在垂直方向上的物理性质是有显着差异的，根据温度、成 分、电荷、等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况进行分层；11.对流层：①高度在平均12km以下；②一般情况下，气温随高度升高而降 低；③空气垂直对流运动显着；④气象要素水平分布不均匀；⑤天气现象复杂多变；⑥从低到高有可以分为摩擦层、中层、上层 12.平流层：①高度从对流层顶到55km左右；②气温最初保持不变或微变，在 大约30km以上，气温随高度增加而显着升高，形成一个暖层；③气流平稳，水平运动为主；③水汽、尘埃含量少，能见度好，多晴朗天气，偶尔有积雨云冲入 13.同温度下干湿空气那个重，为什么虚温的意义和原理 14. 15. 16.为什么城市地区二氧化碳浓度要高一些
气象学与气候学复习重点 第一章绪论 1.天气与气候的区别（时间、空间尺度） 2.气象学发展历程：气象仪器、无线电报、无线电探空仪、遥感探测、自动气象站 第二章大气的基本情况 1.大气组成： 干洁空气（N2、O2、CO2、O3）、水分、悬浮杂质 2.大气的垂直结构（温度、成分、电荷、大气垂直运动） a.对流层：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匀④主要大气现象发生在此层 分层：贴地层、摩擦层、对流中层、对流上层、对流层顶 b.平流层：①25km（臭氧层）以下，气温保持不变；25km以上，气温随高度增加而显著升高。(臭氧层能大量吸收太阳辐射 热而使空气温度大大升高) ②空气运动以水平运动为主，无明显的垂直运动。 ③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，适宜飞机航行。 c.中间层：温随高度增加而迅速下降，并有强烈的垂直运动。 d.热层：气温随温度的增加而迅速增高；电离现象 e.散逸层 3. 气象要素：气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度 a.比湿：一团湿空气中，水汽质量与该团空气总质量（水汽与干空气的质量）的比值； b.露点：空气水汽含量不变，气压一定时，使空气达到饱和时的温度,称露点温度 气压一定时，露点的高低只与空气中水汽含量有关，水汽含量高，露点高； 实际大气中，空气经常处于未饱和状态，露点温度比气温低 第三章辐射系统 1.辐射通量及辐射通量密度定义 辐射通量：单位时间通过任意面积上的辐射能量 辐射通量密度：单位面积上的辐射通量 2.辐射规律（选择） a.基尔荷夫定律(选择吸收定律)：放射能力强（弱），吸收能力强（弱）黑体吸收（放射）能力最强 同一物体，温度T时它放射某一波长的辐射，同一温度下也吸收这一波长的辐射。 b.斯蒂芬—波尔兹曼定律：物体温度越高，放射能力越强 c.维恩位移定律：物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短，随着物体温度不断增高，最大辐射波长向短位移。 太阳辐射是短波辐射；地面、大气辐射是长波辐射。 3.太阳辐射 ◆太阳辐射光谱：可见光（50%）、红外区（43%）、紫外区（7%） ◆太阳常数：指在日地平均距离条件下，在大气上界，垂直于太阳光线的单位面积，单位时间内获得的太阳辐射能量。值为 1370W/m2 1)大气上界的太阳辐射（天文辐射） a.影响因素：日地距离、太阳高度角、白昼长度 b.天文辐射对热量分布的影响 ①全球获得太阳辐射最多的是赤道，随纬度增高而减少。形成热带、温带、寒带等气候带。 ②夏半年获得天文辐射量最大值在20°～25°的纬带上，由此向两极减少，最小值在极地。 （原因：太阳高度角大，白昼长度大于赤道） ③冬半年北半球获得天文辐射最大在赤道。随纬度增高而减少，到极点为零。高低纬度之间冬季气温差较大。 ④由于日地距离影响，南北半球天文辐射总量是不对称的，南半球夏季各纬圈日辐射总量大于北半球夏季相应各纬圈的 日辐射总量。相反，南半球冬季各纬圈日辐射总量小于北半球冬季相应各纬圈的日辐射总量。 2)穿过大气层的太阳辐射（反射、散射、吸收） a.主要变化：
《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。
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
第1—2章 1)简述气候系统。 答:气候系统就是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、雪圈与生物圈在内得,能够决定气候形成、气候分布与气候变化得统一物理系统。 太阳辐射就是气候系统得能源。在太阳辐射得作用下,气候系统产生了一系列复杂得过程,这些过程在不同得时间尺度上与不同得空间尺度上有着密切得相互作用,各个组成部分之间,通过物质与能量交换,紧密地结合成一个复杂得、有机联系得气候系统。 2)名词解释:天气、气候、天气系统、天气过程、天气预报、气象要素、辐射通量密度、比辐射率 答: 天气:某地在某一瞬间或某一短时间内大气状态与大气现象得综合。 大气状态:大气得气压、气温与湿度等。 大气现象:大气中得风、云、雨、雪等现象。 气候:在太阳辐射、大气环流、下垫面性质与人类活动得长期作用下,在某一时段内大量天气得综合。不仅包括该地多年得平均天气状况,也包括某些年份偶尔出现得极端天气状况。 天气系统:指引起天气变化与分布得高压、低压、高压脊、低压槽等典型特征得大气运动系统。 天气过程:天气系统得发生、发展、消失与演变得全过程。 天气预报:人们根据对天气演变规律得认识,利用多种观测及模拟手段,对未来一定时期内天气变化作出主、客观得判断。 气象要素:气象要素就是指表示大气属性与大气现象得物理量,如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量与能见度等等。 辐射通量密度:单位时间内通过单位面积得辐射能量称辐射通量密度(E),单位就是W/m2。 比辐射率就是反映物体热辐射性质得一个重要参数,与物质得结构、成份、表面特性、温度以及电磁波发射方向、波长(频率)等因素有关。 3)哪些自然现象能证实大气圈得存在？ 答:a、蓝色得天空。这就是由于大气中得一些非常细小物质成分,如气体、粉尘等,它们得直径较阳光得波长小得多,因此,蓝色得散射量较之于其她任何一种颜色能更多地被选择散射。这种散射称瑞利散射。b、白云。如果形成散射粒子得形状就是球形得,而且其直径并不比阳光得波长小,所有得波长都就是平均地被散射得,这种散射称迈耶散射。因此,云就是白色得。c、风。有风就说明有物质得存在,因为风就是由于大气不同部位得压力差别造成得。如果在真空中就不会有风了。d、流星。流星就就是陨石穿过大气层时,由于其速度太快,与大气摩擦产生热使陨石燃烧起来。否则我们得地球也与月球一样“千疮百孔”。 4)大气圈各层得主要物理特性就是怎样得？ 答:a、对流层 厚度:平均11－13km,赤道17－18km,两极8－9km。 质量:约占大气圈质量得75％。
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：在一个大围的气候区域，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：在一个大围的气候区域，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。
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- = ==?--
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。
气象学与气候学 Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8
第一章引论 名词解释 1、气象：大气的物理现象（冷热，干湿，大气运动） 2、气候：多年天气的综合表现 3、天气：一定区域短时间内的大气状况及其变化的总称 4、气温垂直递减率：一般而言，高度每增加100m，气温则下降0.6℃，这称为气温垂 直递减率，也叫气温垂直梯度 5、大气污染：也叫空气污染，指由于人为或自然原因，导致空气中的有害物质的浓度 超过一定限度、维持一定的时间，直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象 6、标准大气压：指在纬度45°，0℃时，海平面的大气压，一般1个标准大气压 =760mmHg=1013.3HPa 问答题 1.何谓气象学气候学天气学气候与天气有什么区别 2.气象学是专门研究大气物理现象的一门学科；气候学是研究气候形成过程，描述各地 区气候条件以及气候变迁及原因的一门学科；天气学是研究天气形成、变化规律、预测未来天气的一门学科。天气是指某一地区短时间内大气状况的综合，而气候是指在各个气候因子的长期相互作用下，在某一个较长时间段内所表现出来的大量天气过程的综合。
3.大气成分中，二氧化碳、臭氧、水汽的分布和作用？ 4.二氧化碳在大气中的垂直分布是从低到高逐渐减少的，其功能一是能吸收地面长波辐 射，是低空大气变暖，二是具有“温室”作用； 5.臭氧主要分布在平流层，其功能一是吸收紫外线，保护地球上的生物不受其危害，二 是增温，在高空形成一个暖区，影响气温的垂直分布； 6.水汽主要分布在对流层大气中，随高度升高而递减，水汽是大气变化的重要参与者， 一能成云致雨，形成各种天气现象，二是善于吸收和放射长波辐射，加其三相变化有热量转化，所以对地面和空气的温度有一定影响 7.大气在垂直方向分为哪几层分层原则对流层和平流层的特征 8.大气由低空到高空依次分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层； 9.分层原则：大气在垂直方向上的物理性质是有显着差异的，根据温度、成分、电荷、 等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况进行分层； 10.对流层：①高度在平均12km以下；②一般情况下，气温随高度升高而降低；③空 气垂直对流运动显着；④气象要素水平分布不均匀；⑤天气现象复杂多变；⑥从低到高有可以分为摩擦层、中层、上层 11.平流层：①高度从对流层顶到55km左右；②气温最初保持不变或微变，在大约 30km以上，气温随高度增加而显着升高，形成一个暖层；③气流平稳，水平运动为主；③水汽、尘埃含量少，能见度好，多晴朗天气，偶尔有积雨云冲入 12.同温度下干湿空气那个重，为什么虚温的意义和原理
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