第一章
d1、站在转动的地球上观测单位质量空气所受到力有哪些？各作用力定义、表达式及意义如何？
答：气压梯度力、地心引力、惯性离心力、重力、地转偏向力及摩擦力的分析 （1）、气压梯度力：当气压分布不均匀时，单位质量气块上受到的净压力称为气压梯度力。 表达式：
拉普拉斯算子：
-▽p 为气压梯度，由气压分布不均匀造成。G 的大小与ρ成反比，与▽p 的大小成正比
G 的方向垂直等压线，由高压指向低压
（2）、地心引力：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力。表达式： 其中：K ：万有引力常量，M ：地球质量， a ：空气块到地心的距离 大小： 不变，常数方向： 指向地心。
（3）. 摩擦力：单位质量空气所受到的净粘滞力。 表达式：
其中：为粘滞系数大气为低粘性流体，一般只在行星边界层（摩擦层）考虑摩擦作用，自由大气中则忽略摩擦作用。 （4）、视示力：由旋转坐标系的加速作用而假想的力（惯性离心力、地转偏向力）
1. 惯性离心力：观测者站在旋转地球外观测单位质量空气块所受到一个向心力的作用，但站在转动地球上（）观测它的运动，发现它是静止的（），这必然引入一个与向心力大小相同，方向相反的力，此力称为惯性离心力。
表达式： 大小：与纬圈半径成正比，即：与纬度成反比；方向：在纬圈平面内，垂直地轴指向外 2.地转偏向力(科氏力）
观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动（），发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。称此力为地转偏向力，又名科氏力。 表达式：
V
A
?Ω-=2
地转偏向力的大小：（1）与相对速度|V|大小成正比（因角速度为常数）；当|V|=0时，A=0，只有在做相对运动时，A 才存在。（2）与速度夹角也成正比。
水平地转偏向力：大气中垂直运动一般也较小，气块主要受x 方向和y 方向地转偏向力，即：水平地转偏向力的影响。
地转偏向力方向：与垂直地轴和速度方向垂直，只能改变气块的运动方向，不能改变其大小。在不考虑w 和Az 的情况下，在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地
ρx y z ??
?2a R
转偏向力指向运动方向左侧。
3.重力：地心引力与惯性离心力的合力。表达式：
大小：随纬度增大而增大，因为惯性离心力大小与纬度成反比，重力大小与惯性力离心力成反比。
方向：垂直地球表面指向内，原因是如果重力不与地球表面垂直，则在地表有分量，使气块移动至分量为零。所以重力垂直于地表。
因地球为椭球体，重力与地面垂直，无指向赤道的分量。重力在赤道最小，极地最大。纬度45度海平面的重力加速度为：g=9.806m/s2重力是垂直方向上的，而大气运动是准水平的；科氏力始终垂直于速度方向，故只改变方向，不作功；所以，引起大气运动的最重要作用是：由于压力分布不均匀而产生的压力梯度力（热力作用引起的）。
d2、地转偏向力与水平地转偏向力有何相同与不同？
地转偏向力的大小：（1）与相对速度|V|大小成正比（因角速度为常数）；当|V|=0时，A=0，只有在做相对运动时，A才存在。（2）与速度夹角也成正比。
水平地转偏向力：大气中垂直运动一般也较小，气块主要受x方向和y方向地转偏向力，即：水平地转偏向力的影响。
地转偏向力方向：与垂直地轴和速度方向垂直，只能改变气块的运动方向，不能改变其大小。在不考虑w和Az的情况下，在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地转偏向力指向运动方向左侧。
d3、科氏力是怎样产生的，与速度的关系如何，南北半球有何区别？
观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动（），发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。称此力为地转偏向力，又名科氏力。
表达式：
V A
?
Ω
-
=2
（1）与相对速度|V|大小成正比（因角速度为常数）；当|V|=0时，A=0，只有在做相对运动时，A才存在。（2）与速度夹角也成正比。
在不考虑w和Az的情况下，在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地转偏向力指向运动方向左侧。
4、惯性离心力是如何产生的，如无地球自转，此力存在否？
(6)惯性离心力：在旋转坐标系中物体受到向心力的作用却静止。违反牛顿运动定律，从而引入此力以平衡向心力，使牛顿运动定律成立。惯性离心力在纬圈平面内，与向心力大小相等，方向相反。
5、重力方向如何？与等高面是否垂直？海平面上重力如何？
旋转坐标系中的重力：单位质量大气所受到的地心引力与惯性离心力的合力。重力垂直于水平面，赤道最小，极地最大
6、
局地变化：固定位置（x0,y0，z0）上温度随时间的变化率。
个别变化：气块在运动中其温度随时间的变化率。
温度平流变化：
-V·▽h T气块在温度水平分布不均匀的区域内保持原有的温度作水平运动而对局地温度变化所提供的贡献。
-▽T温度梯度由高温指向低温。
当-V·▽h T<0时，有冷平流，夹角为钝角，风从冷区吹向暖区，使局地温度降低。当-V·▽h T>0时，有暖平流，夹角为锐角，风从暖区吹向冷区，使局地温度升高。对流变化：空气垂直运动引起的局地温度变化
7、大尺度系统运动遵循什么规律？
中纬度大尺度运动具有准定常准水平准地转平衡准静力平衡准水平无辐散特点
8、等位势面与等高面哪一个是水平面？为什么？
当物体在等位势面上移动时，位能不发生变化，不需要克服重力作功，等位势面处处与重力方向垂直，等位势面是水平面。
9.解释由什么会引起固定点温度变化？
由热力学能量方程的零级简化得，大尺度系统中的局地温度变化是由温度平流和非绝热作用造成的结果。在非绝热作用很小的情况下，温度变化主要是由温度平流引起的。
d11、在北半球大尺度系统运动中，做逆（顺）时针旋转，
为什么对应是低（高）压中心？（梯度风三力平衡）
顺时针旋转对应高压中心，逆时针旋转对应低压中心。
证明：风顺时针旋转，水平地转偏向力指向速度的右侧，惯性离心力也指向速度的左侧，惯性离心力为小量，为使三力平衡，水平气压梯度力必定指向速度的左侧，因为水平气压梯度力有高压指向低压，所以中心气压最高，为高压；
风逆时针旋转，水平地转偏向力指向速度的右侧，惯性离心力也指向速度的右侧，为使三力平衡，水平气压梯度力必定指向速度的左侧，因为水平气压梯度力有高压指向低压，所以中心气压最低，为低压。
d12、在北半球大尺度系统运动中，气压场有低（高）中心存在，周围风为什么是逆（顺）时针旋转？
高压周围的风场是顺时针旋转，低压周围的风场是逆时针旋转。
证明：高压中心存在，水平气压梯度力由内向外，惯性离心力由内向外，为使三力平衡，水平地转偏向力必定由外向内，因为水平地转偏向力垂直速度右偏，所以风顺时针旋转； 低压中心存在，水平气压梯度力由外向内，惯性离心力由内向外，惯性离心力为小量，为使三力平衡，水平地转偏向力必定由内向外，因为水平地转偏向力垂直速度右偏，所以风逆时针旋转。
d13、正压大气、斜压大气含义是什么？热成风为什么会发生在斜压大气中？
正压大气：密度仅为气压的函数，ρ= ρ（p ）。等压面、等密度面和等温面重合在一起，
. 斜压大气：密度是气压和温度的函数ρ= ρ（p ，T ）等压面与等密度面或等温面相交，等
热成风存在于斜压大气中
d14、地转偏差重要性表现在何处？解释摩擦层和自由大气中地转偏差物理意义
地转偏差定：:实际风与地转风的矢量差称为地转偏差，地转偏差很小，但很重要： （1）引起的变化 地转偏差对大气运动的演变有极为重要的作用。地转偏差使空气微团穿越等压线引起质量的重新分布，造成风压场的变化，是天气系统演变的一个动力因子。 （2）可以引起辐散和辐合
地转偏差的辐散或辐合实际是水平风的辐散或辐合。
h V t
??0h g V h g h h h h g h h h V D V V D V V D ??==+???=??+?????=??
地转偏差指向摩擦力方向右侧。摩擦层中由于摩擦作用，低压辐合上升，高压辐散下沉。
北半球,摩擦层中,风向指向低压
自由大气中的地转偏差，加速度引起的地转偏差D
地转偏差垂直于加速度的方向，并指向加速度方向的左方(图1.35)，其大小为：
15、在讨论地转偏差时，反映在自由大气中的低层和高层各以什么为主？
低层以变压风辐散（合）为主，高层以纵向、横向辐散（合）为主：
d16、解释处在高空槽前脊后这块区域高低层辐合辐散情况
（要求用地转偏差概念解释）
由于槽脊自西向东移动，槽前脊后必有负变压发生，有变压风的辐合；槽后脊前有正变压发生，有变压风的辐散。
槽前脊后区有切向地转偏差辐散，槽后脊前区有切向地转偏差辐合。
由于槽前脊后的上部等高线辐合有指向低压的法向地转偏差，下部等高线辐散有指向高压的法向地转偏差，所以槽前脊后有法向地转偏差的辐散，而槽后脊前有法向地转偏差的辐合。
一般来说，中纬度对流层中，高层以法向和切向地转偏差造成的辐合辐散为主，低层以变压风造成的辐合辐散为主，所以在高层槽前脊后辐散，槽后脊前辐合；在低层槽前脊后辐合，槽后脊前辐散。因此，槽前脊后低层辐合，高层辐散，有上升运动；槽后脊前低层辐散，高层辐合，有下沉运动
17、说明在自由大气中某个气层中，当风随高度增加呈逆时针旋转，该气层有冷平流，当风随高度增加呈顺时针旋转，该气层有暖平流
热成风与平均等温度线（或等厚度线）平行，背风而立，低温在左高温在右。热成风大小与平均温度梯度或厚度梯度成正比，与纬度成反比。
热成风解释浅薄&深厚系统：百度温压场对称系统
地转风随高度顺转有暖平流，地转风随高度逆转有冷平流。
第二章
1、 气团的概念。锋，锋面，锋线，锋区含义是
什么？
1.定义：气象要素分布比较均匀的大范围的空气团。
2.尺度：水平方向数千公里，垂直范围可达几公里到十几公里，
3.气团控制的天气：水平方向：天气现象基本相同，温湿分布均匀；垂直方向：气象要素分布相同（包括稳定度）
1、锋：冷暖气团相遇，存在一个狭窄的过渡带，此过渡带随高度向冷区倾斜，称此过渡带为锋。
2、锋面：在近地面层中过渡带宽约数十公里，在高层可达200-400公里。宽度与其水平长度相比(长达数百-数千公里)是很小的。人们常把它近似地看成一个面，即锋面。 靠近暖气团一侧的界面叫锋的上界，靠近冷气团一侧的界面叫锋的下界。上界和下界的水平距离称为锋的宽度。
3、锋区：锋面与空中某一平面相交的区域称为锋区(上界和下界之间的区域)。
4、锋线：锋面与地面的交线。
2、请写出冷锋、暖锋、锢囚锋、冷性锢囚锋、暖性锢囚锋定义(空间结构及等温线分布
)
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运动
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运动
静止锋：冷暖气团势力相当，锋面移动很少
锢囚锋：暖气团、较冷气团、更冷气团相遇时先构成两个锋面，然后其中一个追上另一个锋面即形成锢囚。
A冷式锢囚锋
B暖式锢囚锋
C中性锢囚锋
3、锋在空间状态为什么会随高度往冷的方向倾
斜？
锋的一侧是冷气团，另一侧是暖气团，由于冷暖气团密度不同，在两气团间便产生了一个由冷气团指向暖气团的水平气压梯度力，这个力迫使冷气团呈楔形伸向暖气团下方，并力图把暖气团抬挤到它的下方，使两者分界面趋于水平。然而，在水平气压梯度力作用下冷空气开始运动时，地转偏向力就随之起作用，并不断地改变着冷空气的运动方向，使其逐渐同锋线趋于平行。当地转偏向力和锋面气压梯度力达到平衡时，气流平行于锋面做地转运动，这时冷、暖气团的分界面就不再向水平方向过渡而呈现为倾斜状态。因而，锋在空间状态上会随高度往冷的方向倾斜。
4、锋区内等温线及等位温线为什么会存在密集带？
锋区为密度不同的两个气团之间的过渡区，因为密度不能直接测量出来，气压水平差异又比较小，所以密度的不同主要表现为温度的不同，锋区内温度水平梯度远比锋区外大，在等压面上表现为等温线密集带。对位温公式取对数微商得到位温水平梯度与温度水平梯度之间关系，可见等压面上水平位温梯度的方向与水平温度梯度方向完全一致，故锋区内等位温线也存在密集带。
5、对锋面坡度公式进行讨论
以密度一级不连续模拟锋面，锋面坡度与其附近的气压场、风场和变压场特征
1.锋面坡度公式
由密度一级不连续，则有：锋区存在，锋区附近密度一级不连续，气压二级不连续
2.密度一级不连续模拟锋面，锋面附近气压场和风场特征
气压场：锋区内等压线气旋式曲率比锋区外大得多，反气旋式曲率比锋区外小得多
锋附近水平方向风场特征：风场呈气旋性弯曲或气旋性切变
锋附近风场垂直分布特征：锋区中温度水平梯度大于两侧，锋区中热成风比锋区外大得多，所以风垂直切变大风随高度顺转，暖平流最强且热成风最大高度为高空暖锋区；风
随高度逆转，冷平流最强且热成风最大高度为高空冷锋区；热成风很大而无明显平流，
可能是静止锋。
变压场特征：变压梯度不连续，变压风也不连续；地面锋区中，等变压线密集，锋区外，等变压线稀疏，变压值比较小。
6、请用锋面坡度公式解释锋面附近气压分布特征
气压场：锋区内等压线气旋式曲率比锋区外大得多，反气旋式曲率比锋区外小得多
7、锋面附近要素场的特征是什么？锋面附近气压场、变
压场、风场特征如何？（以密度零级和一级不连续不连续
模拟锋面）
一、锋面附近温度场的特征
1、水平温度场特征
①地面图：锋附近温度水平梯度大，平均约5-6 ℃/100公里
②高空图：高空锋区为等温线的密集带，该密集带向冷区倾斜，与地面锋线平行。锢囚锋在高空图上有暖舌，暖舌两侧等温线密集。
应用：根据高空图锋区内等温线密集度确定锋区强度、地面锋线位置，等压面上冷暖平流确定锋的类型
2垂直方向：锋区内温度垂直梯度小，逆温、等温或递减率小，两侧气团内温度随高度递减，冷暖气团温差越大，锋面逆温越强或过渡区越窄，通过锋区时等温线弯折越厉害3锋附近的位温特征：位温随高度增大的快，锋区水平等位温线密集见图（2.6）
2、气压场特征：锋面两侧气压连续，密度不连续，气压梯度不连续：冷气团中气压梯度大于暖气团中气压梯度
应用：等压线通过锋线，风呈气旋弯曲，锋面处等压线有折角，折角指向气压高的一侧
3 变压场特征变压场是某一位面，空间各点气压随时间的变化
冷锋、暖锋均是锋前变压代数值小于锋后变压代数值
暖锋前地面减压
冷锋后地面加压
冷锋前暖锋后，静止锋附近：变压不明显
即：暖锋前变压代数值小于暖锋后变压代数值，暖锋前地面减压
同理：有冷锋前变压代数值小于冷锋后变压代数值，冷锋后地面加压
在平坦的地面上垂直速度为零时，地面气压变化由热力因子和动力因子造成：
暖锋前地面减压（暖平流）
冷锋后地面加压（冷平流）冷锋前暖锋后，静止锋附近：变压不明显
散度总和辐散，则地面气压下降
散度总和辐合，则地面气压上升
3 风场特征
水平：锋线附近风场具有气旋性切变，地面摩擦作用可使这种气旋式切变更加明显，并导致锋线附近强的风场辐合。
垂直：暖锋附近风向随高度顺转，冷锋附近风向随高度逆转
二、以密度的零级不连续模拟锋面时，锋面附近风场气压场和变压场的特征
锋面有坡度、气象要素有突变：
温度、气压、风、锋面附近天气变化剧烈
由密度一级不连续，则有：锋区存在，锋区附近密度一级不连续，气压二级不连续
气压场：锋区内等压线气旋式曲率比锋区外大得多，反气旋式曲率比锋区外小得多
锋附近水平方向风场特征：风场呈气旋性弯曲或气旋性切变
锋附近风场垂直分布特征：锋区中温度水平梯度大于两侧，锋区中热成风比锋区外大得多，所以风垂直切变大风随高度顺转，暖平流最强且热成风最大高度为高空暖锋区；风
随高度逆转，冷平流最强且热成风最大高度为高空冷锋区；热成风很大而无明显平流，
可能是静止锋。
变压场特征：变压梯度不连续，变压风也不连续；地面锋区中，等变压线密集，锋区外，等变压线稀疏，变压值比较小。
8、如何在单站高空风分析图上判断测站上空，有无锋、
锋的性质及其走向？
高空测风资料的应用（单站测风）：热成风方向大致代表锋的走向
根据风向随高度的转变确定锋的性质
原点与代表锋面的热成风的垂线代表锋的移向和速度风随高度顺转，暖平流最强且热成风最大高度为高空暖锋区；风随高度逆转，冷平流最强且热成风最大高度为高空冷锋区；热成风很大而无明显平流，可能是静止锋。
9、锋生函数，锋生条件是什么？并用锋生，锋消公式讨
论稳定及不稳定大气中，冷锋上山、下山是加强还是减弱？（注意讨论中包含物理解释）
锋生：指密度不连续性形成的一种过程或指已经有的一条锋面，其温度或位温水平梯度
加大的过程。
锋消：指作用相反的过程。
2.
F>0表示有锋生作用，温度水平梯度加大
F<0表示有锋消作用，温度水平梯度减小
4.
F2. 稳定度与垂直运动项a)稳定大气
锋消 锋生
冷锋上山、下山，锋消，冷锋上山：其上空有等温线密集带，靠近其暖一侧有上升运动，上升绝热膨胀冷却，其暖一侧降温，而靠近其冷一侧上升运动很弱或无上升运动，靠近其冷一侧温度无变化，这样密集带等温线变稀疏，所以锋减弱或消失，锋消。
冷锋下山：靠暖的一侧基本无下沉运动，温度无变化；其靠冷一侧，下沉运动很强，温度升高，等温线变稀疏，锋消。
b ）不稳定大气 ， 锋生 锋消
冷锋上山、下山，，锋生 冷锋上山，靠暖的一侧有强上升运动，大量水蒸气凝结释放潜热，温度升高；而靠近其冷的一侧上升运动很弱或无上升运动，温度变化不大。这样温度密度集带变密。所以锋生。
冷锋下山，靠暖的一侧，上升运动很弱或无上升运动，温度变化不大；而靠近其冷的一侧下沉运动强，以水汽吸收潜热为主，温度降低。这样温度密度集带变密。所以锋生。
10、锋面分析的基本原则？
历史连续性原则
结合高空锋区：锋随高度向冷区倾斜，地面锋线位于高空等压面上等温线相对密集区的偏暖一侧，据冷暖平流确定锋的性质
分析地面天气图上各气象要素以确定锋的位置 应用卫星云图；应用其他资料
11、我国有几个锋生带？主要锋消区在何处？锋生时要素场的特点如何？
锋生带概况：南方锋生带：华南到长江流域、北方锋生带：河西走廊到东北 锋生时的温压场形势 地面气压场形势
锋生时气象要素的变化
锋消概况：我国主要锋消区：青藏高原以东30-40oN
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?>>?20,0w F n
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第三章
1、写出地转风涡度在“Z”、“P”坐标系及自然坐标系中表达式
Z下
2、写出绕地轴及垂直轴绝对涡度表达式
3、涡度方程各项名称是什么？倾侧项含义是什么？
φ
??φ??sin 2)()(sin 2)()(Ω+=Ω+=p p a z z a
4、在涡度方程讨论中，对于波长L≤3000KM、波长L＞3000KM的波动,用相对涡度平流输送，地转涡度平流输送定性判断槽脊移动情况
相对涡度平流项
槽前脊后：正相对涡度平流槽后脊前：负相对涡度平流
槽线、脊线：相对涡度平流为0，因为速 槽线、脊线：相对涡度平流为0，因为速度与等涡度线相切
相对涡度平流：相对涡度水平方向分布不均，借助风输送使固定点涡度发生变化。
结论：
槽无加深减弱，
向前移动，
即：向东移动。槽线，槽前脊后。脊线，槽后脊前 物理意义：
槽前脊后借助西南风将正相对涡度大的向小的方向输送，使得其固定点正相对涡度增加，在
地转偏向力作用下伴随水平辐散，气柱质量减少，地面减压，有负变压中心，地面辐合，这样高空辐散，地面辐合，有上升运动，上升绝热冷却，气柱收缩，高层等压面高度降低，有负变高；相反，槽后脊前引起高层等压面高度增加，槽线处变高为零，所以，槽无加深减弱，向东，即向前移动。 地转涡度平流
h h V ζ-??>0
h h V ζ-?? -??= 北半球， f>0, β>0槽前脊后 , ,正变高 槽后脊前 , ,负变高 槽线、脊线：，无变高 结论：槽前脊后有正变高，槽后脊前有负变高，槽线 处变高为零，槽无加深减弱，向后移动即向西移动。 地转涡度平流项的结论与相对平流项相矛盾。 若波长长于3000km ，以第二项（地转涡度平流项）为主，系统稳定或后退； 若波长短于3000km ，以第一项（相对涡度平流项）为主，系统前进。 5、绝对涡度、位势涡度守恒条件是什么？对位势涡度守恒原理要求会应用(气柱上山下山强度变化) 绝对涡度守恒条件：正压大气，无水平辐合辐散。 位势涡度守恒，在西风带中有向东运动， f 不变， =常数 上山，气柱变短，为了保持位势涡度守恒，正涡度减小，有正变高，所以槽和低压减弱，脊 ，为了保证整层大气的不可压缩性，必伴有水平辐散（合），同时在水平地转偏向力作用下，反气旋（气旋）涡度生成，考虑准地转运动有等压面高度升高（降低），低值系统（高空槽、低中心）减弱（加强），高值系统（高空脊、高中心）加强（减弱）。 6、位势倾向方程及ω方程右端各项名称及物理意义是什么？ 绝对涡度、位势涡度守恒条件是什么？对位势涡度守恒原理要求会应用；位势倾向方程及ω方程右端各项名称及物理意义是什么？ 用位势倾向方程解释高空槽及温带气旋变化。 ） 地转风绝对涡度平流可分为地转涡度的地转风平流和相对涡度的地转风平流 f H ζ + 7、用位势倾向方程解释高空槽及温带气旋变化 对于一般波长<3000km的波，引起位势高度变化的物理解释： 槽前脊后：借助西南风将正相对涡度从大的往小的方向输送，使得槽前脊后固定点正相对涡 天气学原理试题（2014.09.11 ） 填空题 1、对流天气一般发生在（条件性不稳定）的情况下，但有时在（上干下湿）的（条件性稳定 层结）条件下，如果有较大的（抬升运动），也可能产生对流天气。 2、在准地转假设下，当正涡度平流随高度（增大时）时，有利于垂直上升运动的发展。 3、中纬度自由大气的大尺度运动，满足水平运动方程的（零级简化方程），即在水平方向 上，（气压梯度力）和（地砖偏向力）平衡。 4、中尺度雨团是由（10km ）左右的降水单体所组成，并伴有（10-4/s ）的低空辐合。 5、较强的东风波在卫星云图上具有较强的（涡旋状云系），有的甚至可发展为（台风）。 6、一般把出现在低空850 和700hpa 等压面上风场上具有（气旋式切变）的不连续线称为切变线。 7、暴雨常发生在低空急流与边界层急流的交点的（北）侧，其几率几乎达到100%。 8、造成我国雨带进退过程中的三个突变期的根本原因是（副热带高压脊线位置的三次突变）。 9、中尺度低压系统主要有两类：（中低压）和（中气旋）。这两种中系统在气压场上都是低 压，其主要区别是在风场上前者（没有明显的气旋式环流），而后者则（有闭合的气旋式环流）。 10、强雷暴与一般雷暴的主要区别表现在系统中的垂直气流的（强度）以及垂直气流的（有 组织程度）和（不对称性）。 11、强雷暴发生、发展的有利条件有：（逆温层）、（前倾槽）、（低层辐合、高层辐散）、（高、低空急流）、（中小尺度系统）。 12、降水的形成一般有三个过程：水汽由源地输送到降水地区，即（水汽条件）；水汽在降水地 区辐合上升，在上升过程中（绝热膨胀冷却凝结成云），即垂直运动条件；云滴增长变为雨滴而 下降，即（云滴增长）条件。 13、东北冷涡天气具有不稳定的特点。因为冷涡在发展阶段，其温压场结构并不完全对称，所以它 的（西部）常有冷空气不断补充南下，在地面图上则常常表现为一条（副冷锋）南移，有利于 冷涡的西、西南、南到东南部位发生（雷阵雨）天气。 14、一般认为，暴雨降在低空急流中心的（左前方），主要是由于急流所在层次的水汽在那里强烈（辐合上升）造成的。 15、常见的对流性天气的触发机制有：天气系统造成的系统性上升运动、（地形抬升作用）和 局地热力抬升作用）。 《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。 ） 第一章 d1、站在转动的地球上观测单位质量空气所受到力有哪些各作用力定义、表达式及意义如何 答：气压梯度力、地心引力、惯性离心力、重力、地转偏向力及摩擦力的分析 （1）、气压梯度力：当气压分布不均匀时，单位质量气块上受到的净压力称为气压梯度力。表达式： 拉普拉斯算子： ' -▽p为气压梯度，由气压分布不均匀造成。G的大小与ρ成反比，与▽p的大小成正比 G的方向垂直等压线，由高压指向低压 （2）、地心引力：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力。表达式： 其中：K：万有引力常量，M：地球质量， a：空气块到地心的距离 大小：不变，常数方向：指向地心。 （3）. 摩擦力：单位质量空气所受到的净粘滞力。 表达式： % 其中：为粘滞系数大气为低粘性流体，一般只在行星边界层（摩擦层）考虑摩擦作用，自由大气中则忽略摩擦作用。 （4）、视示力：由旋转坐标系的加速作用而假想的力（惯性离心力、地转偏向力） 1. 惯性离心力：观测者站在旋转地球外观测单位质量空气块所受到一个向心力的作用，但站在转动地球上（）观测它的运动，发现它是静止的（），这必然引入一个与向心力大小相同，方向相反的力，此力称为惯性离心力。 表达式： 大小：与纬圈半径成正比，即：与纬度成反比；方向：在纬圈平面内，垂直地轴指向外 2.地转偏向力(科氏力） 观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动（），发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。称此力为地转偏向力，又名科氏力。 表达式： V A ? Ω - =2 % 地转偏向力的大小：（1）与相对速度|V|大小成正比（因角速度为常数）；当|V|=0时，A=0，只有在做相对运动时，A才存在。（2）与速度夹角也成正比。 ρ x y z ??? 2 a R 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 冷锋是： A 冷气团强 B 暖气团强 C 冷暖气团相当 A 旋转速度 B 气旋移速 C 辐合程度 D 流体速度旋度 D A 高度槽加深 B 高度槽填塞 在高空槽后有 A 正涡度平流 在槽前脊后 A 等压面升高 天气学原理试题库(红字是出题时有误) 、 单选题 行星尺度 A 1000千米 B 10000千米 C 100千米 D 10千米 B 暖平流是： A 从冷区流向暖区 B 从暖区流向冷区 C 从高压流向低压 D 从低压 流向高压 B 地转风是由于： A 地转偏向力与气压梯度力平衡 B 摩擦力与科氏力平衡 C 气压梯度力与摩擦力平衡 D 摩擦力与惯性力 A 气压梯度力是： A 外观力 B 基本力 C 假象力 B 地心引力是： A 外观力 B 基本力 C 假象力 B 惯性离心力是： A 外观力 B 基本力 C 牛顿力 A 科里奥利力是由什么原因产生的： A 相对运动 B 坐标系旋转 c 地球吸引 A 正压大气是： A 大气密度不随气压变化 B 大气密度仅随气压变化 C 大气密度仅随温度变化 B 地转偏差是： A 实际风与梯度风之差 B 地转风与梯度风之差 C 热成风与实际风之差 D 实际风与地转风之差 D 锋面是： A 高压与低压交界 B 干湿气团交界 C 冷暖气团交界 D 大气与下垫面交界 C D 暖、冷和更冷气团相遇 A 气旋按热力结构可分为： A 热带气旋 B 温带气旋 C 无锋和锋面气旋 C 涡度指的是： d(f+ E )/dt=O 表示： A 相对涡度守衡 B 局地涡度守衡 C 曲率涡度守衡 D 绝对涡度守衡 D 在气旋性环流中 A 地转风 ＞梯度风 B 地转风=梯度风 C 地转风 ＜梯度风 A 温度槽落后高度槽时 C 高度槽不变 D 温度槽加深 A B 有负涡度平流 C 无涡度平流 B B 等压 面不变 C 等压面降低 C 在高空槽后有 A 上升运动 B 有下沉运动 C 有气流辐合 对中尺度系统，涡度E 的量级为 -5 -1 -6 -1 -4 -1 -3 -1 A 1O -5s -1B 1O -6s -1C 1O -4s -1D 1O -3s -1 C 黄河气旋出现的频率为 A 冬季最多 B 春季最多 C 夏季最多 D 秋季最多 C 爆发性气旋多形成在海上， 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 23 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 d1、站在转动的地球上观测单位质量空气所受到力有哪些？各作用力定义、表达式及意义如何？ 答：气压梯度力、地心引力、惯性离心力、重力、地转偏向力及摩擦力的分析 （1）、气压梯度力：当气压分布不均匀时，单位质量气块上受到的净压力称为气压梯度力。 表达式： 拉普拉斯算子： -▽p 为气压梯度，由气压分布不均匀造成。G 的大小与ρ成反比，与▽p 的大小成正比 G 的方向垂直等压线，由高压指向低压 （2）、地心引力：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力。表达式： 其中：K ：万有引力常量，M ：地球质量， a ：空气块到地心的距离 大小： 不变，常数方向： 指向地心。 （3）. 摩擦力：单位质量空气所受到的净粘滞力。 表达式： 其中：为粘滞系数大气为低粘性流体，一般只在行星边界层（摩擦层）考虑摩擦作用，自由大气中则忽略摩擦作用。 （4）、视示力：由旋转坐标系的加速作用而假想的力（惯性离心力、地转偏向力） 1. 惯性离心力：观测者站在旋转地球外观测单位质量空气块所受到一个向心力的作用，但站在转动地球上（）观测它的运动，发现它是静止的（），这必然引入一个与向心力大小相同，方向相反的力，此力称为惯性离心力。 表达式： 大小：与纬圈半径成正比，即：与纬度成反比；方向：在纬圈平面内，垂直地轴指向外 2.地转偏向力(科氏力） 观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动（），发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。称此力为地转偏向力，又名科氏力。 表达式：V A ?Ω-=2 地转偏向力的大小：（1）与相对速度|V|大小成正比（因角速度为常数）；当|V|=0时，A=0，只有在做相对运动时，A 才存在。（2）与速度夹角也成正比。 水平地转偏向力：大气中垂直运动一般也较小，气块主要受x 方向和y 方向地转偏向力，即：水平地转偏向力的影响。 地转偏向力方向：与垂直地轴和速度方向垂直，只能改变气块的运动方向，不能改变其大小。在不考虑w 和Az 的情况下，在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地ρx y z ???2a R 气象预报员试题——天气学试题一 选择题： 在对流层中，通常位温是随高度（）。 A 升高的 B 降低的 C 不变的 A 在温度对数压力图上，锋面逆温的特点是逆温层上界面湿度（）下界面湿度。 A 大于 B 小于 C 等于 A 当等压面图上温度槽落后于高度槽时（）。 A 有利于锋生 B 有利于锋消 C 有利于湿度增大 A 一般南支槽带来充沛的水汽和潜热，遇有北支槽携带冷空气侵入南支扰动，（）。 A 有利于气旋发展 B 不能诱生气旋 C 多能诱生气旋 C 在我国，每一次寒潮过程都是一次（）的重建过程。 A 东亚大槽 B 副热带高压 C 南支西风带 A 夏季影响我国东部沿海地区的副热带高压脊是（）的一部分。 A 太平洋高压 B 南亚高压 C 南海高压 A 副热带高压是一个行星尺度的高压，它是一个（）。 A 冷性的深厚系统 B 暖性的深厚系统 C 冷性的浅薄系统 D 暖性的浅薄系统 B 江淮流域的梅雨期一般是在（）。 A 6月中旬到7月中旬 B 5月下旬到7月上旬 C 6月中上旬 A 在高原天气分析中，常用（）来表示气压系统的活动。 A海平面气压场 B 3小时变压 C 24小时变压 D 天气区 C 造成我国雨带进退过程中的三个突变期的根本原因是（）。 A 西风带环流的三次突变 B 东亚大槽位置的三次突变 C 副热带高压脊线位置的三次突变 C 产生地转偏向力的原因是（）。 A 地球的自转和大气的运动 B 气压水平分布不均匀 C 气压垂直分布不均匀 A 锋附近常存在着大规模的系统性的（）。 A 水平运动 B 垂直运动 C 曲线运动 B 中国的静止锋一般是由（）演变而成的。 A 锢囚锋 B 暖锋 C 冷锋 C 实践表明，（）层上的气流对地面的锋面移动有引导作用，故称此气流为引导气流。 A 700百帕和500百帕 B 850百帕和700百帕 C 850百帕和900百帕 《天气学原理》理论测试题答案 单位：姓名：分数： 一、填空（每空1分，共40分） 1、冬季北半球的对流层东部环流的最主要特点是在中高纬度以极地低压（或极涡）为中心地环绕纬圈的西风环流。 2、在极地环流圈和哈得来环流圈之间的中高纬度地区存在一个与直接环流方向相反的闭合环流圈称为间接环流圈，亦称为费雷尔环流。 3、在7月份北半球热带对流层高层有明显的反气旋中心，分别在北美、波斯湾和青藏高原。 4、云滴增长的条件，主要取决于云层厚度，而云的厚度，又决定于水汽和垂直运动条件。 5、我国华北及江淮地区有些低压在大陆本来没有很大发展。但是当他们东移入海后，又可再度迅速发展，这一方面因为海上的摩擦力影响比陆地小；另一方面是由于暖海上非绝热加热影响所致。 6、大气环流形成和维持是由影响大气运动的一些基本因子在长期作用下造成的，最主要的因子是太阳辐射、地球自转、地球表面不均匀（海陆和地形）和地面摩擦。 7、寒潮的中期过程是以北大西洋脊和北太平洋脊的发展为开始，而以东亚大槽的重建为结束。 8、对流性天气形成的基本条件：水汽条件、不稳定层结条件和抬升力条件。 9、下图中为T-lnP图，其中A为抬升凝结高度，B为自由对流高度，C为层结曲线，D为状态曲线，E为对流上限。 10、西太平洋副高是由动力因子而形成，属于暖性高压，Hadley环流是最主要的成因贡献者，脊线呈西西南-东东北走向。 11、影响季风形成的基本因子主要是下垫面附近的热力因子，由太阳辐射的经向差异，海陆热力差异，青藏高原和大气之间的热力差异三个基本因子组成。12、所谓的振荡是指大气环流周期性的变化，一般来说东亚季风环流和热带季风环流均具有显著的准双周周期振荡。 13、位势不稳定层结的建立主要取决于高低空水汽平流和热量平流的差异。即高层冷平流，低层是暖平流，或中低层比上层增暖更明显。 二、选择题（每题3分，共30分） 1、1920年前后挪威学派V.J.皮叶克尼斯和伯杰龙等人以为主要特征提出了气团与锋的概念，并运用这些概念从千变万化的天气现象与天气过程中总结了许多天气分析和预报规则。 A、气压场 B、温度场 C、风场 D、湿度场 答案：B 2、大气环流的最终能源来自 A、下垫面 B、水汽相变 C、太阳辐射 D、感热 答案：C 3、寒潮中短期过程的关键系统是 A、北大西洋高压脊 B、北太平洋高压脊 C、极地低压 D、乌拉尔山地区高压脊 答案：D 4、在槽前脊后沿气流方向相对涡度减少，为，等压面高度，在槽后脊前沿气流方向相对涡度增加，为，等压面高度。 A、正涡度平流升高负涡度平流降低 B、负涡度平流降低正涡度平流升高 C、负涡度平流升高负涡度平流降低 D、正涡度平流降低负涡度平流升高 答案：D 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 第三章温度 一、名词解释题： 1.温度(气温)日较差：一日中最高温度(气温)最低温度(气温)之差。 2.温度(气温)年较差：一年中最热月平均温度(气温)与最冷月平均温度(气温)之差。 3.日平均温度：为一日中四次观测温度值之平均。即 T 平均 =(T02 + T08 + T14 + T20) - 4。 4.候平均温度：为五日平均温度的平均值。 5.活动温度：高于生物学下限温度的温度。 6.活动积温：生物在某一生育期(或全生育期)中，高于生物学下限温度的日平均气温的总和。 7.有效温度：活动温度与生物学下限温度之差。 8.有效积温：生物在某一生育期(或全生育期)中，有效温度的总和。 9.逆温：气温随高度升高而升高的现象。 10.辐射逆温：晴朗小风的夜间，地面因强烈有效辐射而很快冷却，从而形成气温随高度升高而升高的逆温。 11.活动面(作用面)：凡是辐射能、热能和水分交换最活跃，从而能调节邻近气层和土层温度或湿度状况的物质面。 12.容积热容量：单位容积的物质，升温1C，所需要的热量。 13.农耕期：通常把日平均温度稳定在0 C以上所持续的时期，称为农耕期。 14.逆温层：气温随高度升高而升高的现象，称为逆温现象。发生逆温现象的气层，称为逆温层。 15.三基点温度：是指生物维持生长发育的生物学下限温度、上限温度和最适温度。 二、填空题： 1.空气温度日变化规律是：最高温度岀现在(1)时，最低温度岀现(2)时。 年变化是最热月在(3)，最冷月在(4)月。 2.土温日较差，随深度增加而(5)，极值(即最高，最低值)岀现的时间，随着深度的增加而(6)。 3.水的热容量(C)比空气的热容量(7)。水的导热率(入)比空气(8)。粘土的热容量比 沙土的要(9)，粘土的导热率比沙土(10)。 4.干松土壤与紧湿土壤相比：C干松土 天气预报竞赛测试题（二） （天气分析与天气学理论） 姓名得分______________ 单项选择（每题2分，共100分） 1.在对流层中，通常位温是随高度（ A ）。 A 升高的 B 降低的 C 不变的 2.在时间垂直剖面图上，时间坐标的方向通常是（ C ）。 A 从左向右 B 从右向左 C 根据天气系统的移动方向而定 3.地面图上有气压槽的地方（ B ）。 A 一定有锋面存在 B 不一定有锋面存在 C 一定没有锋面存在 4.在我国南方，地面锋线位于高空切变线的（ A ）。 A 南侧 B 北侧 C 正下方 5.由于地形的影响，夏季青藏高原的北缘等压面图上经常有一个等温线 密集带，这种等温线密集带（ B ）。 A 一定是锋区 B 不一定是锋区 C 一定不是锋区 6.在我国，锋生过程多伴随（ B ）而出现。 A 高压脊的加强 B 低压槽的加强 C 有利于湿度增大 7.当等压面图上温度槽落后于高度槽时（ A ）。 A 有利于锋生 B 有利于锋消 C 有利于湿度增大 8.如果与锋面配合的高空槽在减弱，则锋面将（ A ）。 A 随之减弱 B 迅速加强 C 迅速南移 9.一般南支槽带来充沛的水汽和潜热，遇有北支槽携带冷空气侵入南 支扰动，（ C ）。 A 有利于气旋发展 B 不能诱生气旋 C 多能诱生气旋 10.在我国，每一次寒潮过程都是一次（ A ）的重建过程。 A 东亚大槽 B 副热带高压 C 南支西风带 11.如果孟加拉湾有强大而稳定的南支槽，受槽前西南气流阻挡，则向南 爆发的寒潮有可能（ B ）。 A 迅速南移 B 转向东去 C 出现锋消 12.夏季影响我国东部沿海地区的副热带高压脊是（ A ）的一部分。 A 太平洋高压 B 南亚高压 C 南海高压 13.副热带高压是一个行星尺度的高压，它是一个（ B ）。 A 冷性的深厚系统 B 暖性的深厚系统 C 冷性的浅薄系统 D 暖性的浅薄系统 14.对台风移动路径影响最大的天气系统是（ B ）。 A 高空槽 B 副热带高压 C 冷锋 15.江淮流域的梅雨期一般是在（ A ）。 A 6月中旬到7月中旬 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 《林业气象学》学习要求及练习题 绪论 1．名词解释：天气、气候。 2．大气在铅直方向上分层的依据是什么？ 3. 大气在铅直方向上可分为哪几层？其中最低的一层有什么特点？ 第一章辐射 [学习要求] 1．了解：昼夜与四季的形成；光谱成分对植物的影响。 2．熟悉：太阳高度角及其变化规律；辐射的基本知识；太阳辐射在大气中的减弱及其影响因子。 3．掌握：大气逆辐射、地面有效辐射、地面辐射差额、光照强度、太阳常数、散射、光饱和点、光补偿点、光周期现象等概念；光照长度在林业上的应用；光能利用率及其提高途径。 练习题： 1．名词解释：辐射、太阳高度角、大气逆辐射、光合辐射生理辐射地面有效辐射地面辐射差额。 2. 对A、B两灰体，在同样强度的辐射照射下，A升温快得多，问在移去外界辐射源后，哪一个降温快？若A、B都不是灰体，你的结论还成立吗？ 3. 雪面对太阳辐射的反射率很大(约0.9)，对红外辐射的吸收率也很大(可达0.99)，由此解释地面积雪时天气特别寒冷的原因。 4. 计算武汉(30°N)二分、二至日出、日落时间和可照时间。 5. 试分析正午太阳高度角随纬度和季节的变化规律。（即太阳高度角的计算） 6. 根据可照时间计算公式分析可照时间随纬度和季节的变化规律。 7. 当太阳赤纬为23.5度时，在地球上哪些区域分别出现极昼、极夜？ 8.为何在对流层中，气温随高度的升高而降低？ 9. 为何长日照植物大多原产于高纬度地区，而短日植物一般原产于低纬度地区？ 10.对长日照作物和短日照植物进行南北引种，哪一种更易成功？为什么？ 11.为何晴天天空常呈尉蓝色？而日出、日落时太阳光盘又呈红色？ 12. 太阳直接辐射、散射辐射与总辐射各受哪些因素影响？ 13.晴天直接辐射和散射辐射中光谱能量分布各随太阳高度角如何变化？为什么？(提示：根据分子散射规律解释)。 14.不同光谱成分的太阳辐射对植物的生命活动有何影响？ 15.何谓大气的“温室效应”？如果大气中水汽含量减少，“温室效应”是增强还是减弱？为什么（不考虑大气中水汽的凝结物的影响）？ 16. 何谓地面有效辐射？它受哪些因素的影响？ 第二章温度 [学习要求] 1．了解：地面热量平衡方程及各项意义；积温在生产上应用时应注意的问题。 2．熟悉：土温、气温周期性变化（日变化、年变化）和随空间变化特点；土壤温度垂直分布的类型；三基点温度；土温、气温与植物生产的关系。 3．掌握：土壤热容量、土壤导热率、土壤导温率、较差、逆温、活动积温、有效积温等概念；改善土壤温度的措施；积温的计算和应用。 气象预报员试题——天气学试题二 问答题 大范围暴雨的发生和持续，必须具备哪三个条件？ 答：1源源不断的水汽输送； 2持久而强盛的上升运动； 3大气层结处于不稳定状态。 雷暴发生的三要素是什么？ 答：丰富的水汽，位势不稳定层结和抬升气块到凝结高度的启动机制。 按照气团的地理分类法，气团分为哪四大类？ 答：因为气团的地理分类法是按气团形成的源地来分类的，所以可将气团分为四大类：即北极（南极）气团，又称为冰洋气团；极地气团；热带气团和赤道气团。其中极地气团和热带气团又可分为大陆性和海洋性两种。赤道气团只有海洋气团。 简述降水所需水汽的主要来源。 答：降水所需水汽的主要来源有三个方面：降水区中空气本身的水汽含量，周围向降水区的水汽输送，下垫面和空中水滴的蒸发。 产生持续性暴雨需要具备什么条件？ 答：1.强大且稳定的水汽输送带； 2.持续的上升运动以及对流不稳定能量的再生 什么是正压大气？什么是斜压大气？ 答：大气等压面与等密度面重合时，大气称为正压大气，反之称为斜压大气。 锋面气旋的发展一般分为哪几个阶段？ 答： １初生阶段； ２青年阶段； ３锢囚气旋阶段； ４消亡阶段。 简述北半球冬季的几个气压系统。 答：冬季，北半球的主要活动中心是两个低压和几个高压。一个是阿留申低压，与东亚大槽相对应；另一个是冰岛低压，与北美大槽相对应。几个高压有西伯利亚高压、北美高压、太平洋高压和大西洋高压。 进行西太平洋副热带高压的进退预报时主要分析哪些内容？ 答： １分析涡度平流； ２分析阴雨区； ３分析降温区与增温区特征； ４分析冷暖平流。 南海高压的形成有哪几种类型？ 答： 1西太平洋副热带高压断裂型； 2变形高压型； 3孟加拉湾高压东移型； 4原地产生的高压型。 简述青藏高压范围内的垂直运动特点。 答：一般而言，青藏高压中心区是上升运动区，其东部和西南部都是下沉区，因而在其东西两侧形成两个方向相反的垂直环流圈，南侧则为明显的季风环流圈。 热带地区的热带扰动有哪五类？ 答： 1热带波动； 2热带气旋性涡旋； 3热带反气旋系统； 4急流系统； 5线性扰动和带状辐合系统 中小尺度天气系统的基本特征有哪些？ 答： １水平尺度小，生命史短； ２气象要素梯度很大； ３垂直速度和散度较大； ４天气现象剧烈； ５不满足地转平衡； ６不满足静力平衡。 雷暴单体的生命史大致可分为哪三个阶段？每个阶段约持续多长时间？ 答：大致可分为发展、成熟和消散三个阶段。每个阶段约持续十几分钟到半个小时左右。 锋面雷暴包括哪几种？ 答：冷锋雷暴、静止锋雷暴和暖锋雷暴 影响我国大陆的雷暴系统主要有哪几种？ 答：锋面雷暴、空中槽雷暴、切变线雷暴、低涡雷暴、太平洋高压西部雷暴和台风雷暴。 冰雹形成需要具备哪些条件？ 答： １具有深厚的强不稳定层结的气层； ２水分累积区的含水量较丰富；天气学原理试题
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