《大气探测学》习题参考答案
第1章绪论
1．大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？
大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行个别或系统的连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。研究范围是近地层大气、高空大气以及一些特殊区域的大气（如大气边界层，城市热岛环流，峡谷风场，海陆风场等）。大气探测的特点：随着科学技术的发展，大气探测的要素量和空间范围越来越大。分为近地面层大气探测、高空大气层探测和专业性大气探测。近几十年来，作为主动遥感的各种气象雷达探测和作为被动遥感的气象卫星探测，以及地面微波辐射探测等获得较多信息的大气探测方法，正在逐步进入常规大气探测领域。这些现代大气探测技术应用于大气科学的研究领域，极大的丰富了大气探测的内容。
2．大气探测的发展主要有那几个时期？
①创始时期。这是在16世纪末发明第一批大气探测仪器以前的漫长时期，这期间发明
了相风鸟、雨量器和风压板等，不能对大气现象进行连续记录。
②地面气象观测开始发展时期。16世纪末，随着气象仪器的发明，开始了气象要素定量
测量阶段。
③高空大气探测的开始发展时期。这时期陆续有人采用系留气球、飞机及火箭携带仪器
升空，进行高空大气探测。
④高空大气探测迅速发展时期。这时期，前苏联、德国、法国、芬兰等国家都开始研制
无线电探空仪，以及其他高空探测技术，为高空大气探测事业开辟了新的途径。
⑤大气探测的遥感时期。1945年美国首次将雷达应用于气象观测，后来发射了气象火箭
和探空火箭，把探测高度延伸到了500千米。
⑥大气探测的卫星遥感时期。这个时期，大气探测不仅从根本上扩大了探测范围，也提
高了对大气探测的连续性。
3．简述大气探测原理有那几种方法？
①直接探测。将探测元件直接放入大气介质中，测量大气要素。应用元件的物理、化学
性质受大气作用而产生反应作用的原理。
②遥感探测。根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变
化，分为主动遥感和被动遥感。
③施放示踪物质。向大气施放具有光学或金属性质的示踪物质，利用光学方法或雷达观
测其随气流传播和演变规律，由此计算大气的流动状况。
④模拟实验。有风洞模拟和水槽模拟。风洞模拟大气层边界层风、温及区域流场状况。
水槽模拟大气层环流、洋流、建筑物周围环境流场特征。可调控温度场，模拟大气边界层的温度层结。
4．大气探测仪器的性能包括那几个？
①精确度。即测量值与实际值的接近程度。又包括仪器的精密度和准确度。精密度考察
的是连续测量值彼此相互间的接近程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。
探测仪器的精确度取决于感应元件的灵敏度和惯性。
②灵敏度。即单位待测量的变化所引起的指示仪表输出的变化。
③惯性（滞后性）。即仪器的动态响应速度。具有两重性，大小由观测任务所决定。
④分辨率。即最小环境改变量在测量仪器上的显示单位。
⑤量程。即仪器对要素测量的最大范围。取决于所测要素的变化范围。
5．如何保证大气探测资料的代表性和可比性？
代表性分为空间代表性和时间代表性。要保证大气探测资料的空间代表性，原则上要确定台站地形具有典型性。站址的选择、观测站的建立要防止局地地形地物造成大气要素不规则变化。一般说来，平原地区的台站资料代表性较好，山区、城市台站资料代表性较差。要保证时间代表性，则要保证大气要素观测的同时性。
要保证大气探测资料的可比性，则要求观测时间、观测方法、仪器类型、观测规范、站台地理纬度、地形地貌条件等的一致性。
第2章云的观测
1．叙述积状云、层状云、波状云的基本特征。
积状云：积状云包括积云，积雨云和卷云，积状云一般个体比较明显，云块之间多不相连；
层状云：层状云包括卷层云，高层云，雨层云和层云，它们的共同特征是云体均匀成层；
波状云：波状云包括卷积云，高积云和层积云，它们的共同特征是云块常成群，成行，呈波状排列。
2．叙述卷积云与高积云、高积云与层积云各有何异同？
①卷积云与高积云
共同点：云块比较小，一般成群，成行，呈波状排列；
不同点：卷积云呈白色细鳞片状，像微风吹拂水面而成的小波纹；而高积云在厚薄，形状上有很大差异，薄的云呈白色，能见日月轮廓，厚的云呈暗灰色，日月
轮廓分辨不清，常呈扁圆状，瓦块状，鱼鳞片或水波状的密集云条。
②高积云与层积云
共同点：云块在厚薄，形状上都有很大差异，云块一般成群，呈层，呈波状排列；
不同点：高积云云块较小，轮廓分明常呈扁圆状，瓦块状，鱼鳞片或水波状的密集云条，层积云云块一般较大，有的成条，有的成片，有的成团；高积云薄
的云块呈白色，能见日月轮廓，厚的云块呈暗灰色，日月轮廓分辨不清，
层积云常呈灰白色或灰色，结构比较松散，薄的云块可辨太阳的位置。3．叙述卷层云与高层云、高层云与雨层云、雨层云与层云有何异同？
①卷层云与高层云
相同点：云体均匀成层；
不同点：卷层云呈透明或乳白色，透过云层日月轮廓清楚，地物有影，常有晕的现象；
高层云呈灰白色或灰色，运抵常有条文结构，常布满全天；
②高层云与雨层云
相同点：云体均匀成层，常布满全天；
不同点：高层云呈灰白色或灰色，云底常有条纹结构；雨层云低而漫无定形，能完
全遮蔽日月，呈暗灰色，云底常有碎雨云；
③雨层云与层云
相同点：云体均匀成层；
不同点：云层云低而漫无定形，能完全遮蔽日月，呈暗灰色，云底常伴有碎雨云，层云呈灰色，很象雾；雨层云云层厚度常达到4000-5000米，层云云底很低
但不接触地面。
4．叙述荚状、堡状、絮状云的形成机理，各代表什么气层状况？
荚状云：在山区由于谷地聚集充沛的水汽，受地形抬升作用，常常在山脊上空形成荚状云，另外由于过山气流，或上升、下沉气流汇合而形成的驻波也会产生荚状云，多预示晴天；
堡状云：包括堡状层积云和堡状高积云，，堡状层积云是由于较强的上升气流突破稳定层之后，局部垂直发展所形成；堡状高积云是由于中云的局部对流强烈而在局部
垂直发展而形成的；
如果天空出现堡状层积云而且大气中对流持续增强，水汽条件也具备，则往往
预示有积雨云发展，甚至有雷阵雨发生；堡状高积云一般预示有雷雨天气；絮状云：絮状云有絮状高积云，是由强烈的湍流作用将使空气抬升而形成，预示将有雷阵雨天气来临。
5．叙述碎积云、碎层云、碎雨云的外形与成因有何不同？
从外形上看：
碎积云通常个体很小，轮廓不完整，形状多变，多为白色碎块；
碎层云的云体为不规则的碎片，形状多变，移动较快，呈灰色或灰白色；
碎雨云的云体低而破碎，形状多变，移动较快，呈灰色或暗灰色；
从成因上看：
碎积云往往是破碎了的或初生的积云，当大气中对流增强时，碎积云可以发展成淡积云，若有强风和湍流时，淡积云的云体会变的破碎，形成碎积云；
碎层云往往是由消散中的层云或雾抬升而形成；
碎雨云常出现在许层云，积雨云或厚的高层云下，是由于降水物蒸发，空气湿度增大，在湍流作用在下水气凝结而成。
6．简述对流云从淡积云Cu hum发展到鬃积雨云Cb cap的物理过程。
淡积云cu hum云体不大，轮廓清晰，底部较平，顶部呈圆弧形突起，垂直发展不旺盛，云底较扁平；
当大气对流运动增强时，淡积云向浓积云发展此时轮廓仍然清晰，云底仍然较平，但云体个体高大而且底部比较阴暗，云的垂直发展旺盛，垂直高度一般大于水平宽度，顶部的圆弧形开始重叠突起，变得象花椰菜的样子；
当对流继续增强，云继续垂直发展，云顶就开始冻结，云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊，即形成了秃积雨云，此时云的丝絮状就够还不太明显，云体的其余部分仍有浓积云的特性；
到积雨云发展的成熟阶段会形成鬃积雨云，它的云顶呈白色，丝絮状结构明显，常呈
马鬃状和铁砧状，底部阴暗，气流混乱。
以上就是从淡积云Cu hum——浓积云Cu cong ——秃积雨云Cb calv——鬃积雨云Cb cab 的过程。
7．对下面的记录进行分析，并描述天空状况，包括云状、云量、云的特征及可能伴随出现的天气现象等。
答：在8h时，天空中的总云量为4/10，低云量占2/10。低云为淡积云或碎积云，或两者同时存在。低云的云状为：云的个体不大，轮廓清晰，底部较平，顶部呈圆弧形的突起，云块较扁平分散孤立在天空，或者是个体很小，轮廓不完整，形状多变的白色碎积云。
中云为积云状高积云（絮状的或堡状的）或堡状层积云。云状为云块的边缘破碎，象破碎的棉絮团，云块大小以及在空中的高低都很不一致，或者是云块细长，底部水平，顶部凸起有垂直发展的趋势，看上去象城堡或长条形锯齿。高云为毛卷云，云状为云体很薄，呈白色，毛丝般的纤维状结构清晰，云丝分散。从中云的情况来看，空中的气层不稳定，有较强的上升气流，云层可能会继续发展。
在10h时，总云量为6/10，低云量占4/10。低云已经发展为浓积云伴有淡积云和层积云。云状为：浓积云的个体高大，轮廓清晰，底部较平，比较阴暗，垂直发展较旺盛，顶部呈圆弧形重叠。中云为由积云扩展而成的积云性高积云。云块大小不一致，呈灰白色，外形略有积云特征。高云已由毛卷云发展成为密卷云。云体较厚，云丝密集，聚合成片，边缘毛丝般纤维结构仍较明显。浓积云在早晨的发展，预示着大气层结不稳定，也许会有积雨云产生。
在12h时，总云量继续增多，占到8/10，低云量也在增多，占到6/10。低云为浓积云的继续发展，中云为积云性高积云的继续发展。高云不能观测清楚。从云的发展来看，大气层结仍处于不稳定状态，天气可能还要进一步地转坏。
在14h时，低云已经遮满天空，即总云量和低云量都为10/10。低云已经发展成为鬃积雨云，带有砧状，并且可伴有积云、层积云、层云或恶劣天气下的碎云。鬃积雨云的云顶有明显的白色毛丝般的纤维结构，并扩展成为马鬃状或铁砧状，底部阴暗混乱。在云底可能有形状破碎、多变，移动较块，呈灰色或暗灰色的碎雨云。由于低云的遮挡，这时看不清属于CM和CH的云。鬃积云的出现表明对流云已经发展到极盛阶段，并发展成为成熟的积雨云，这会产生较强的阵性降水，可能伴有大风、雷电等现象。
在16h时，总云量仍为10/10，低云布满天空，但有空隙。低云为恶劣天气下的碎雨云，通常在高层云或雨层云之下。它的云体低而破碎，形状多变，移动较快，呈灰色或暗灰色。透过低云的云缝隙，可辨别中云为混乱天空的高积云，云底的高度不同，中空不稳定。高云不可辨别。由中云和低云预测大气层结仍处于不稳定状态，可能会由雷雨天气。
第3章能见度的观测
1．影响能见度的因子有哪些？
影响能见度的因子有大气透明度、目标物和背景的亮度对比和观测者的视力指标——对比视感域ε。 大气透明度是影响能见度的主要因子。大气中的气溶胶粒子通过反射、吸收、散射等机制削弱光通过大气的能量。导致目标物固有亮度减弱。所以，大气中杂质愈多，愈浑浊，能见度就愈差。
在大气中目标物能见与否，取决于本身亮度，又与它同背景的亮度差异有关。比如，亮度暗的目标物在亮的背景衬托下，清晰可见；或者亮的目标物在暗的背景下，同样清晰可见。表示这种差异的指标是亮度的对比值K 。
在白天当，当K=0时，难以准确辨别目标物。当K 逐渐增大，即亮度差异逐渐增大，当K 值增大到某一值时，才能准确地辨别目标物。这个亮度对比值叫做对比视感域，用ε表示。
2． 气象能见度的定义是什么？
影响目标物能见度的因子很多，而气象工作中，需要能见度只反映大气透明状况，这就必须选定和统一实行某种观测方法，以固定其它因子，使测定的最大水平能见距离只表达大气透明程度的单一因子影响。这样测出的能见度是气象能见度。气象能见度分白天气象能见度和夜间气象能见度。
3． 白天能见度与夜间能见度的观测有何不同？
白天能见度：
目标物背景对比度衰减规律： 一般白天目标物为扩展反射光源，目标物背景的固有亮度对比值，取 观测者、目标物背景的视亮度对比为:
为经L 距离后,目标物的固有亮度;
为经L 距离后,背景的固有亮度。 由（3.12）式可写成：
则： 令：
称作传输函数，则有： 白天气象能见度及其观测法：
若选择水平天空作为背景，那么，背景的固有亮度 应等于水平天空的视亮度 即 则有 '
0B H
B '
0H B B =()L F L e σ-=0L
L K K e σ-='
000'
B B K B -=''L L
L L
B B K B -=L B 'L B 0(1)L L L H B B e B e σσ--=+-''0(1)L
L L H B B e B e σσ--=+-'
00'00
'0
1
1(1)L L B B K B B e B σ--=+-0'
1()1(1)L F L B e B σ-=
+-0()
L K K F L =
称为科希米德（Koschmieder)定律，它表达了目标物与水平天空背景亮度对比度衰减规律。 当这种衰减达到 时，相应的能见度距离为L
若选择深色物体作为目标物，即 ，相应 再取 ，则定出的最大能见度距离为：
按上述规定的条件进行观测，测定的 只与大气消光 系数 成单一函数关系。它只反映大气透明度的单一 影响，故视程 为气象能见距离，或气象视距。 夜间能见度：
夜间由于光照条件的限制，已不能使用一般的目标物，而只能用发光物体作为目标物。灯光目标物是点源，不象扩展光源那样考虑亮度对比问题，对其观测要用点源在眼睛上产生的照度来衡量。而夜间决定目标能见与否的眼睛的指标是眼睛的灵敏度，即所能感受的最小照度，又叫照度视觉阈值，以 表示。拜克维尔给出了 与背景亮度 的统计表达式： 的值与灯光色彩有关，黄光的照度视觉阈值 最大，红光的 最小，故用红色灯光易于辨认。
影响灯光能见度的因子有：灯光强度、大气透明度和眼睛的灵敏度。设灯光强度为 ，与观测者为距离L ，则在观测者眼睛上产生的照度可由阿拉德（Allard ）定律定义：
当观测者离灯光距离为S 时，灯光产生的照度达到阈值 ，这时目标灯恰好能见，称S 为灯光能见距离，即 将（3.18)式代入(3.16)式，得：
按（3.19)式，可将灯光能见距离换算成气象能见距离，实际工作中，常按(3.18)式绘制好灯光能见距离与气象能见度换算列线图，由图便可根据灯光强度I 和距离S 查算最大能见距离Lmax 。
4． 能见度的器测法主要有哪几种，说明它们的优缺点和工作原理。
能见度的器测法主要有： 1.遥测光度计
原理：由目标物、天空背景的视亮度比较→给出大气消光系数→推算气象能见度。
L K ε=01ln K L σε
=00B =01K =0.02ε=max 11 3.912
ln 0.02L σσ
==max L σmax L 0E b B 0lg 6.950.887lg b E B =-+0E 0E 0E I 2L
I E e L
σ-=0E 20/L E e I S σ-=0(ln ln 2ln )/S I E S σ=--0(ln ln 2ln )/I E S S σ=--0E max 0
3.912ln 2ln S
L I S E =-
2.测大气透射率表
气象能见度Lmax 或气象光学距离P 均可写成大气透射率（T ）的函数，即
如果选择两点间的距离为B 的长度作为测量基线，将上式中L 取为B ，测出两点间的透射率，即可算出气象能见度。 测量透射率的仪器由光发射器，反射器和接受器构成。光发射器和接收器合成一体安置在基线一端，反射器安置在基线另一端。 发射器发射的光被分成两束，一束透过大气层经反射器反射回来被接受器接收；另一束光则不射入大气层，作为参考光，直接进入接收器，回波信号与参考光信号同轴地照在光电接收器件上，由比较法确定其透射率。 光程差越大，能见度越小。 3、大气散射仪
应用透射仪需要基线，不适合高山、沿海、船舶台站使用。大气散射仪的主要原理是光脉冲发射机发射光脉冲信号，被空气散射后，由接收机接收。光敏元件把光脉冲转换成电脉冲，由纪录器和显示器给出能见度值。电脉冲信号越强，能见度越小。
5．请写出水平均一大气的目标物亮度方程（3.5)，并说明方程各项的意义。
目标物固有视亮度为 ；通过距离L 的空气层后减为 ,
为大气层消光系数，单位为 。目标物亮度随距离以指数衰减。
6．请写出人眼所见目标物的总视亮度方程(3.12)，并说明方程各项的意义。 为距离L 内所有空气的气幕光视亮度。 为水平天空的视亮度， 、 的意义同上题，
7．请写出目标物一水平天空背景亮度对比度衰减规律方程(3.14)，并说明各项意义。 目标物背景的固有亮度对比值 观测者、目标物背景的视亮度对比为:
第4章 天气现象的观测
1．连续性、间歇性和阵性降水，应按那些特征进行判断？
a)连续性：雨或雪不间断地下，而且比较均匀，强度变化不大，一般下的时间长，范围广，降水量也比较大。
b)间歇性：雨或雪时下时停，或强度有明显变化，但变得比较缓慢。下的时间时短时长。
max 3.912ln L L T =-ln 0.053ln ln L P L T T
==-'
00(1)L L L L L H B B B B e B e σσ--=+=+-00L
L B B e σ-=0B 0L B σ1cm -'
L B H
B 0L B 0B 0L L K K e σ-='
0'0B B K B -='
'L L L L
B B K B -=
c)阵性：骤降骤停或强度变化突然，下降速度快，强度大，但往往时间不长，范围也不大。
2．如何区别吹雪和雪暴？
吹雪是本地或附近有大量积雪时，强风将积雪吹起所致。能见度<10km。
雪暴是本地或附近有大量积雪，强风将地面积雪成团卷起，不能分辨是否在降雪，能见度<1km。区别就在雪暴不能分辨是否在降雪，且能见度有差别。
3．阐述浮尘与霾；霾与轻雾；浮尘、扬沙和沙尘暴间的区别。
形成浮尘的沙尘是由远处传播而来，而霾不是。一般浮尘的能见度更小，并且垂直能见度也不大。霾常出现在干燥时期，浮尘不一定。
霾由大量极细微沙尘均匀漂浮在空气中，使空气混浊，能见距离<10km。常出现在气团稳定较干燥时期。
浮尘出现在冷空气过境前后无风或风小时，由远处沙尘经高空气流传播而来。或由
或天气过后尚未下沉的沙尘浮游在空中所致。能见距离小于1km，垂直能见度也很差。
霾和轻雾的组成不同，霾是大量沙尘漂浮在空气中，而轻雾是由水滴组成。并且霾常出现在气团稳定较干燥时期，而轻雾不一定。
轻雾由细小水滴组成的稀薄雾幕。水平能见距离<10km。呈灰白色。早晚较多出现。
浮尘是由远处沙尘经高空气流传播而来，或由扬沙、沙尘暴天气过后尚未下沉的沙尘浮游在空中所致。而扬沙、沙尘暴则是由本地或附近的沙尘被吹起所致。浮沉出现在风较小时，但扬沙和沙尘暴出现时风力较大，沙尘暴还常伴有强对流或雷雨过境。一般说来，浮尘和沙尘暴天气的能见度比扬沙更小。
扬沙由于本地或附近的沙尘被吹起，使能见度显著下降，能见距离一般为1-10km。天空混浊，风力较大。在北方春夏，冷空气过镜或空气不稳定时出现。
沙尘暴成因与扬沙相似，但能见度<1km。风力很大。常伴有强对流或雷雨过境。
4．阐述虹、晕和华的区别。
虹、晕、华的反、折射的物体不同，出现的位置不同。
虹是由日光或月光经水滴反射、折射而成的天气现象，出现在日月相反方向的低云或雾层中。
日晕是由日光经冰晶折、反射而成的光学现象，出现在日周围卷层云Cs或卷云Ci中。
月晕是由月光经冰晶折、反射而成的光学现象，出现在月周围卷层云Cs或卷云Ci中。
日华是由日光经云滴、冰晶衍射而成的光学现象，常出现在环绕日光的高积云Ac（卷积云Cc，层积云Sc）上。
月华是月光经云滴、冰晶衍射而成的光学现象，常出现在环绕月光的高积云Ac上。
5．记录下列天气现象：
（1）某日下午积雨云发展，16：14狂风突起，风力达8级，风向、气压、气温等急剧变化，地面沙尘吹起，能见度3.0km，16：16降至0.8km，16：18风力减至8级以下，16：20降雨数滴，16：22能见度1.2km。16：25西北方向有雷声，16：35（北）、16：40（北）、16：
46（东北）、16：56（东）、17：12（东南）、17：27（东南）有雷声，但不见闪电。
（2）6月8日13：25西北闻雷声，13：32开始有阵雨，雷声频繁，13：52移至天顶，夹降冰雹，13：55-13：59间纯为冰雹，以后又是阵雨冰雹夹降，14：06冰雹止，14：07雷声移至东方，阵雨维持到15：22，19：28有降阵雨，19：55西方闻雷声，20：05移至西北方，于20：21在北方消失，阵雨于23：11转为间歇性降水，3：40终止。
（1）
16:14—16:18
16:14 —— 16:16—— 16:20—— 16:22——
16：25——16：35——16：40——16：46——16：56；17：12——17：27
（2） 13：25——13：32 —— 13:32 ——13:52—
13:55---13:59——13:59—14:06 14:06-15：22;19:28_23:11;—— 14：
07;19:55—20:05;20:21;--- ●23:11—3:40
6．译出下列电码：31656，50905，11152，10026，20122，39862，40088， 52052，54000，60061
31656：本站气压为1165.6hPa 。
50906：总云量为6，东风，风速9米/秒 11152：本站气温为-15.2摄氏度。 10026：本站气温为2.5摄氏度。 20122：本站露点为12.2摄氏度。 39862：本站气压为986.2hPa 。 40088：海平面气压为1008.8hPa 。
52052：过去三小时内本站气压变化为5.2hPa 。 54000：过去三小时内本站气压无变化。
60061：过去六小时内本站降水量为6毫米。
第5章 温度的观测
1．什么叫温标？常用温标有哪几种？如何换标？
温标是为了定量地表示温度,而选定的一个衡量温度的标尺。
常用温标有：开尔文温标（绝对温标）(K)；摄氏温标 (℃)；华氏温标(F)。 换标公式为：
K ——C 换算：273.15K C =+；273.15C K =-
C ——F 换算：()5329C F =
-；9
325F C =+ K ——F 换算：()532273.159K F =-+；()9
273.15325
F K =-+
2．试述玻璃温度表测温原理。
液体玻璃温度表的感应部分是一个充满液体的玻璃球，示度部分为玻璃毛细管。由于玻璃球内的液体的热膨胀系数远大于玻璃，当温度升高时，液体柱升高，反之下降。液柱的高度即指示温度的数值。
设0 ℃时表内液体的体积为V0，此时球部和这段毛细管的容积也为V0，当温度升高
t ? 时，毛细管中液体柱的长度变化为L ?，则体积的改变量为：
()0V t S L μγ-?=??
式中 μ 为液体的热膨胀系数; γ 玻璃球的热膨胀系数;S 为毛细管的截面积。将上式改写成
()0
V L t S
μγ?=-? 等式左边称作温度表的灵敏度。表示温度改变1℃引起的液体高度变化，灵敏度高的仪
器，刻度精密。
3．最高最低温度标测温原理。
最高温度表：
毛细管较细，液体为水银。在玻璃球部焊有一根玻璃针，其顶端伸至毛细管的末端，使球部与毛细管之间的通道形成一个极小的狭缝。升温时，球部水银膨胀，水银热膨胀系数大于玻璃热膨胀系数，水银被挤进毛细管内；但在降温时，毛细管内的水银不能通过狭缝退回到球部，水银柱在此中断。因此，水银柱顶可指示出一段时间内的最高温度。 最低温度表：
毛细管较粗，内装透明的酒精，游标悬浮在毛细管中，观测时将游标调整到酒精柱的顶端，然后将温度表平放。升温时，酒精从游标和毛细管之间的狭缝过，游标不动；温度下降时，液柱顶端表面张力使游标向球部方向移动，因此，游标指示的温度只降不升，远离球部的一端将指示出一定时段的最低温度。
4．双金属片测温原理。
双金属片测温测温原理如下图所示：
2
2112()
()2()
B A
ds L dt h h ?αα?
=-+；式中L 是双金属片的弧线总长度； h1和h2为
两种金属片的厚度；12αα和为两种金属片的热膨胀系数；A 为系数，取决于两种金属杨氏模量的比值
1
2E E ； ()B ??
为弧线角?的函数。
5．平衡和不平衡电桥测温原理。
（i ）平衡电桥：
平衡电桥的测温电路原理如下图所示：
当环境温度变化时，Rt 的阻值改变，可借助对r3 的调整(r3 为可调电阻），使电桥达到
平衡，并做出r3与t 的刻度关系，或Rt 与t 的关系式，就可由r3的刻度盘读数或计算式来确定Rt 所处的环境温度。
r '为外接导线电阻。对同种引出导线有：''''
123r r r r ===
因t ?温度变化引起外接导线电阻的变化为：''''123r r r r ?=?=?=?
因t ?温度变化引起热敏电阻阻值的变化为：t R ? ；要求：'t R r ??
在电桥平衡时：''321
t r r R r r r ++=
移项得：
32112t r R r r r r r r ??''=+- ???
12r r =假设，则
30211
(1)t r R R t r r r α+== 故有：133201(1)r r t Ar B r R α=
-=+；其中：120
r A r R α=；1B α=-
此式说明了温度t 与r3的关系，对r3电阻可作等分的温度刻度，直接读取温度值。
（ii ）不平衡电桥
不平衡电桥的测温电路原理如下图所示：
在不平衡电桥中,电桥不平衡时,检流计上有电流流过,对角线上有输出电压。可根据检流计的读数或电压确定测温元件Rt 所处的环境温度。 不平衡电桥对角线的输出电压e 可用下式表示：
0113123012
(
)()t t t t R R r r r
e V V r R r r r R r r r +?=-=-++++?+
当电桥平衡时：电桥对角线上无电压差：00,,0t t r R R e ?===
而0t t R R r =+?，0t R 为当电桥平衡时的阻值；r ?为温度变化引起阻值的变化。 此时有
01
1230
t t R r r r r R =++；代入e 的公式，得： 00
03
03
1(1)1t t t t r
R R e V
r R r R r ?+
=-?++
+
将上式右边括号中的项展成幂级数，则：
2
102
003003030311(1)(1)1(1)[1]1()1t t t t t t t r R r r r r r r R R r R R r R r R r -?+
?????-=++-=+-+-?++++
+ 将上式中忽略二次项，并设：20()t r R t t αβ?=?+?；30t r R δ=
代入上式，上式右边则变为：222
2
2
(1)(1)11(1)
t t t t t αβααβδδ?+??+?+?-+-++ 由αβ ，忽略含β的二次项，得：
222
2
1111{(1)(1)[]}1111(1)V e t t t αβαδδδδ
δ=
-?+-?+-?+++++ 即得到了计算e 的公式，但为了使输出电压e 和温度变化t ?成线性关系，应使（5.16）式中含2
t ?项的系数总和为零，因此， 2
2
111(1)[]011(1)βαδδ
δ-
+-=+++ 化简得：
22
0δβδβδα+-= 则得：0,δ=或2αβ
δβ
-=，这是由公式本身要求线性性的带来的约束条件。
6．推导线性化输出平衡电桥电阻r1,r2,r3的计算式。
如图所示：
设：测温范围在T0和T1之间,则令：
00
01
11()(
)2()m R T R T T R R R T R =+== 由电桥平衡的条件可得：
()()()
22r r r r '+''++
'+101231
m
m 2311123
r R
T=T , = 1r r r R T=T ,
= 2r r r R
T=T , = 3r r
由(1)-(3)得：
()()()1310213121131
245622
m m r r r r R r r r R r R r r r r r r R r R '+='=+''+=+
将(5)代入(4),移项整理得:
()()()
1211022011111201
7R r R r r r R r r R R r R r R r
r r R R '''++=?-=++'?=-
将(7)代入(4)式可得：
()()()()()()21302100
0111131
2
011
010111010111011011010101101110110111r r R r r r R r R R R r R r r r r r r r r R R r R R R R r r R R R R r r r r R R r R R R R r R R R r r R r R r r R R r R R '=-??
??
??+-''''=
-=-=-?? ? ?--??????
????+--??+''
=-=???? ?--??????
????
++-+'==???--????()011011
8r R r R
r R R r '
?+'=-
将(5)式代入(6)式得：
()()
()()()()
12112111111101
111111
0122
1
192
291
12
211
22
m m m m m m m m m r r R r R r r R r R r R R r R R r r R r R R r R R r R R R R r R R R r R R r R R '''++=+??'-=-- ???''+-??'=-- ?
-??+--=---2121合并同类项:
将7式代入式并两边消除r 分解合并同类项
2111110101122m m m R R R R R R r R R R R R ??-++=--
?--??
通分、合并同类项、移项得：
()()
()()()()()()
()
()()()()()()()()
0101
1011101200110011011032
20101
1
1029210229821022m m
m m m m m m m m R R R R R r R R R R R R R R R r R R R R R R R R R R R R R R R R r R R R R R R R R R R --=
+--+-=
-+--+-+-=
+--+-将9式代入7式得:将式代入式得:
即得到r 1,r 2,r 3的表达式。
7．说明温度热滞系数的物理意义及特性。
物理意义：
元件在d ? 的时间内与周围介质交换的热量为：()dQ hs T d θτ=-- 其中：T:元件温度；θ：环境温度；S ：有效散热面积；h ：热交换系数 元件得到（或失去）热量dQ 后，增（或降）温dT ，则有： d Q C M d T =
其中C 为比热；M 为元件的质量。 合并上面两式，移项得：()dT hs
T d CM
θτ=-- 令： 1
(
)hs CM
λ-=为热滞系数，则：
1
()dT T d θτλ
=-- λ的单位为秒。
热滞系数特性：元件的热容量越大，散热面积越小，则λ越大。热交换系数h 的大小取决
于环境介质性质和通风量。
8．如何测定温度表的热滞系数?
测温元件温度和介质温度的差值降至初始差值的36.8%时的时间为λ。也就是说
t θ-的改变量达到了起始差值的11e ??- ?
??即63.2%时所需要的时间为λ。
这个时间常数在实验中可以用这样的方法来测定：
把温度表加热（或冷却）到高于（或低于）介质温度若干度后，把它放入介质中，然后用秒表测定温度变化到36.8%的时间，这个时间就是该温度表的热滞系数值。
9．一支热滞系数为100S 的温度表，温度30℃时，观测环境20℃的空气温度，精度要求为0.1 ℃，需要多少时间才能观测？
解: T-θ为感应元件温度与环境温度之差,
则:
0ln
T T θτλθ
-=-3020
100ln
0.1-==460.52s ≈8min 即约需要8分钟通风后即可读取数据.
10．百叶箱气温日变化振幅A0 =10℃，要求日振幅误差小于0.1℃，计算热滞系数。
解：由1
0/A A =得：
221/2
2
10.000.14(1)
10.0086400πλ--=+?196033min s λ=≈
即热滞系数大约为33分钟。
11．气温测量中防止辐射误差方法有主要哪几种？
防止辐射误差的方法主要有:
1.屏蔽技术:使太阳辐射，地面反射辐射不能直接照射到测温元件上。（百叶箱，各种类
型的防辐射罩）;
2.增加元件的反射率(热敏电阻涂成白色);
3.人工通风,加快元件散热(阿斯曼通风干湿表);
4.采用体积小,并具有较大的散热系数的测温元件。
第6章 湿度的观测
1．简述干湿球温度表的测湿原理。
由于蒸发，湿球表面不断有耗散蒸发潜热，使湿球温度下降；由于湿球与四周空气有温差，
则在稳定平衡时，湿球温度表蒸发支出的热量应等于与四周热空气交换得到的热量：
()w Q h T T =-； 其中，h ：热扩散系数;T 为干球温度;TW 为湿球温度.
单位时间通过单位湿球面积蒸发水分的质量：
[()]s w M k r T r =-，其中，k ：水汽扩散系数
式中g γ为空气的混合比;gs(Tw)为湿球温度TW 时的饱和混合比;k 为水汽扩散系数. 湿球蒸发消耗的热量为：()[()]m w s w Q kL T r T r =-
0.622()
()0.622s w
s w e r p
e T r T p
==m 令Q=Q ,并设：
?()[()]()w
s
w
w
kL T r T r h T T -=-
?0.622[()]()s
w
w
kL e T e h T T p
-=- 故
()()
0.622()()()
s w w w s w w ph
e e T T T kL T e T Ap T T =-
-=--
其中 ()10.622w h
A L T κ
=
称为干湿表系数。
2．干湿球温度表A 值与哪些因素有关？
从A 值的定义()10.622w h
A L T κ
=
可知，热扩散系数h 和水汽扩散系数k 是通风速度
的函数，所以，A 值必然与风速有关。
4
455.93110
1.3510 4.8010/A v ---=?+?? d=10mm
4
556.40310
4.310
5.1510/A v ---=?+?+? d=4mm
由上述公式得：
A 值随风速变化大，风速增加，A 迅速减小；但是V>3m/s 时，A 基本不变；不同类型的温度表A 值有差异，但是在风速高的时候，差异很小；元件的特征尺度d 越小，A 随风速的变化越小。
3．为什么采用人工通风的干湿球温度表能提高测量精度？
因为干湿表系数受风速影响大，如果用人工通风的干湿球温度表，可以保持枫树的稳定从而使A 值保持稳定，以减小实验误差。
4．简述露点仪的测量原理。
若使空气通过一个光洁的金属镜面时等压降温，直到镜面上出现露（或霜），读取这瞬间的镜面温度，就是露点（或霜点）温度。 如图所示：
先降温，镜面出现露点时，记为：1d T - 再升温，最后一个露珠消失时，记为：1d T +
这是一次完整记录，一般5次取平均：11,55d
di d di T T T T -
-++
==∑∑；2
d d d T T T -++=
即得到露点温度。
5．影响露点仪测量精度的因素有哪些？
露点仪测湿精度：
(/())
/()
sw w sw w d e e T dV V e e T = 影响露点仪测湿精度的因子有：
（1） 尔文效应：设弯曲水面饱和水汽压为,esw r ；纯水平面饱和水汽压为esw ，有
.2ln
sw r sw e kT e σ
νγ
= 式中K 为波尔兹曼常数； σ 为水表面张力系数；ν为水分子容积；γ为露滴的曲率半
径。又由于在同温、同压下，弯曲水面饱和水汽压与平面饱和水汽压的关系为：
/.r c r
sw r sw
e e e =；741.210,510r
c cm r cm --=?=?其中
.:s w r s w e e >故
即露滴的饱和水汽压高于平面饱和水汽压。因此，镜面的结露温度低于真实露点温度，误
差约为-0.1℃。
（2）拉乌尔特（Rault)效应：由于空气和镜面有杂质，特别是有一定量的可溶性物质时，使饱和水汽压低于同温度下的洁净空气和镜面的饱和水汽压。降低的数值与溶液的克分子浓度有关。这种效应将使露点值偏高。公式如下：
.sw n sw
sw N
e e e N n
=<+
其中
.sw n e :为空气中和镜面有杂质时的饱和水汽压；
n:杂质的克分子数； N ：总克分子数 （3）部分压力效应：
仪器的空气循环系统可使测试空间内外存在一定的气压差。根据道尔顿分压定律，进入测试空间空气样本的水汽压，将按压差以同样的比例降低。
6．测量湿度的方法有哪几种？简述原理。 （1）干湿球温度表 原理为：
()()
0.622()()()
s w w w s w w ph
e e T T T kL T e T Ap T T =-
-=--
其中 A 为干湿表系数，()10.622w h
A L T κ
=
（2）毛发湿度表
原理为：湿度从0~100%时，毛发伸长2.5%，伸长量与湿度变化成正比 lg 1.0860.918h U L =+，其中，0
L
L L ?=
? （3）吸湿称重法
原理为:：利用吸湿剂P2O5吸收一定容积空气中的水汽，只要精确测定空气的容积和吸湿
剂的重量变化，即可直接计算出1立方米空气中所含的水量，即：
21
21
w m m V V ρ-=
-（克/立方米）
水汽压： 21
21216.6m m T e V V -=
-，101001
:PT V V PT =其中
同上有： 20
20
02
P T V V P T = 其中：V ：为容器的容积（初始容积）；
P0、T0为初始容器内的气压和温度； P1、T1为抽气后容器内的气压和温度； P2、T2为进气后容器内的气压和温度； m2、m1为吸湿后和吸湿前干燥管的质量。
（4）光谱吸收法
根据空气中水对红外辐射的吸收原理确定空气湿度的方法。主要以两束波长不同的光
线，一束波长λ=1.37μm ，对水汽有很强的吸收；另一束波长λ=1.24μm （参考光），对水汽不吸收。将两束光线交替通过被测气层，并比较这两束光线的能量，确定大气（含水量）湿度。
（5）氯化锂测湿：测量其饱和溶液水汽压与环境水汽压平衡时的露点 （6）碳膜湿敏元件
根据高分子聚合物吸湿后膨胀，使悬浮于其中的碳粒子接触率减小，元件的电阻增大；
反之当湿度降低时，聚合物脱水收缩，使碳粒子相互接触率增加，元件的电阻减小。通过测量元件的电阻值的变化，即可确定大气中的湿度。 （7）露点仪原理：
若使空气通过一个光洁的金属镜面时等压降温，直到镜面上出现露（或霜），读取这瞬
间的镜面温度，就是露点（或霜点）温度，在利用露点计算出当时的大气温度。 露点温度的测量： 一般5次取平均 先降温，镜面出现露点时，记为：1d T - 再升温，最后一个露珠消失时，记为：1d T + 这是一次完整记录
11,55d
di d di T T T T -
-++
==∑∑；2
d d d T T T -++=
第7章 大气压力的观测
1.简述动槽式、定槽式水银气压表的观测原理。
水银气压表的读数原理为：
如图所示，利用一根抽成真空的玻璃管插入水银槽内，由于大气压力的作用，玻璃管内的水银柱将维持一定的高度。当管内水银柱对水银槽面产生的压力与作用于水银槽面的大气压力相平衡时，水银柱将维持一定高度。如果在水银柱旁边树立一标尺，标尺的零点对准水银面，就可直接读取水银柱的高度（hg H ），即可求得大气压力（h P ）
()(,)[,(,)]h hg hg P t g h H t g t ρ??=
式中()hg t ρ为温度
t C ?时水银密度，(,)g t ?为测站纬度为?
、海拔高度为h 处的重力加速度。
为了便于比较,国际上统一规定,
hg ρ以温度0C ?为标准,g 以纬度为45?的海平面为标准.如果不在标
准条件下,则读得的水银柱高度必须订整到标准条件下。 即：()()()045,00,45,0h
hg hg P C g H C g ρ=????????
因此
()()(
)()
()(),0,45,0,,045,0hg hg hg hg t g h H C g H t g h C g ρ??ρ??=??????????
其中
()()
0h g t hg C ρρ?为温度订正因子，
()()
??g ,h g 45C,0为重力（纬度高度）订正因子；
()()43
2
0 1.3595110.;4
5,0
9.80665.
C k g m g m s ρ--?=??=hg 动槽是水银气压表的读数原理为：
它的主要特点是标尺上有一个固定的零点。每次读数时，须将水银槽的表面调到这个零点处，然后读出水银柱顶的刻度。在读数时，先读温度表，再调水银面与象牙针相切，再调游标尺与水银柱顶相切，
最后读数。读数结束后，将象牙针与水银面断开。 定槽式水银气压表的读数原理为：
它的水银槽是一个固定容积的铁槽，没有皮囊、水银面调节螺钉以及象牙针。当气压变化时，水银柱在玻璃管内上升或下降所增加或减少的水银量，必将引起水银槽内的水银减少或增加，使槽内的水银面向下或向上变动。即整个气压表的基点随水银柱顶的高度变动。如图所示：
当气压升高1mmHg ，表内水银柱上升x mm ，而槽内水银面同时下降y mm ，则有
1x y +=
因为水银槽内水银体积的减少，必将等于管内水银体积的增加，即（体积相等）：
'()x a y A a ?=-
1y x =-
式中a 为水银柱玻璃管的内横截面积；A 为水银槽的内横截面积； a ’为插进水银槽中的玻璃管尾端的外横截面积。
因而有
A a x A a a
'
-=
'-+ 1A a a a a
x A a a A a a
'-+-==-''-+-+
从上式可看到，定槽式水银气压表的刻度1mm 长度将短于1mm ，实际等于A a A a a
'
-'-+ ，以
补偿气压表水银面基点的变动，这种刻度的标尺又称补偿标尺。
2.水银气压表误差主要有哪些？说明原理。
①仪器误差
由于制造条件的技术及材料的物理特性等因素，导致水银气压表具有一定的仪器误差。气压表
主要的仪器误差有：
1、仪器基点和标尺刻度不准确；
2、真空度不良；
3、毛细管液面张力误差：这是由于液面的表面张力所造成的一种指向液体内部的压力。这个压力的大小随液体的种类和液体表面的曲率而变化。在槽式气压表中，这个误差是由于内管的压力比槽部大而产生的一个使水银柱偏低的误差。
由拉普拉斯公式，弯曲液面产生的附加压力（压力差）为：24cos s
P R d
σσθ
=
=- 式中Ps 为毛细管内与槽内弯曲液面的压力差；s 为表面的张力系数；R 为液面的曲率半经；q
为液面与管壁接触角。
压力Ps 使得水银气压的读数偏低。偏低值主要随着管的直径d ，液面与管壁接触角θ而变。 d 越大，影响越小；θ越小，曲率越大，影响越大。 设Ps 作用下，使水银柱降低了?h ，则：4cos h g
d
σθρ?=-
? 4cos h gd
σθρ?=- 式中ρ为水银的密度；g 为重力加速度。
大气探测学复习题 1、大气探测按照探测方法分：目测（云、能、天）、直接探测（探测仪 器与被测大气直接接触，如玻璃液体温度表测量气温的方法。目前直接探测正向遥测方向发展，如自动站的温度传感器）和遥感（又称间接探测，指仪器与被测大气不直接接触进行的探测，分为主动遥感和被动遥感）三种。 2、大气探测按照探测范围分：地面气象观测和高空气象探测两种。按 照探测平台分：地基探测、空基探测和天基探测。按照探测时间分：定时观测和不定时观测。WMO又把定时观测分为基本天气观测和辅助天气观测，两者均参与全球气象资料的交换。 3、一个比较完整的现代化大气探测系统，包括探测平台（基础）、探测 仪器（核心）、通讯系统（纽带）、资料处理系统（不可或缺）。 4、大气探测学主要研究内容：研究大气探测系统的建立原则和方法， 以便获得有代表性的全球三维空间分布的气象资料；制定大气探测技术规范来统一各种观测技术和方法，使其标准化，确保气象资料具有可比较性；研制探测仪器标准计量设备，制定计量校准方法，确保测量结果的准确性。 5、传感器或测量系统的校准是确定测量数据有效性的第一步。校准是 一组操作，是指在特定条件下，建立测量仪器或测量系统的指示值雨相应的被测量（即需要测量的量）的已知值之间的关系。主要确定传感器或测量系统的偏差或平均偏差、随机误差、是否存在任何阈值或非线性响应区域、分辨率和滞差。 6、校准结果有时可以用一个校准系数或一序列校准系数表示，也可以 采用校准表或校准曲线表示。 7、随机误差是不可重复的，也是不可消除的，但是它能够通过在校准 时采用足够次数的重复测量和统计方法加以确定。 8、根据国际标准化组织（ISO）的定义，标准器可分基准、二级标准、 国际标准、国家标准、工作标准、传递标准、移运式标准等。基准设置在重要的国际机构或国家机构中。二级标准通常设置在主要的校准实验室中。工作标准通常是经过用二级标准校准的实验室仪器。工作标准可以再野外场地作为传递标准使用。传递标准既可用于实验室也可在野外场地使用。
大气物理学题库答案
二、填空题 1.氮气、氧气、氩气（或N2、O2、Ar） 2.原始大气、次生大气、现代大气 3.基尔霍夫定律、普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩定律。
4. 核化（或填异质核化）、凝结、碰并、连锁； 5. 水云、冰云、混合云； 6. 色； 7. 爱根核，大核，巨核； 8. 增加空气中的水汽、降温。 9. CO2、O3； 10. 瑞利散射， 米散射， 几何光学散射； 11. 宇宙射线 地壳αβγ射线作用 大气中放射性元素 12. 低气压、高气压、低压槽、高压脊、鞍型气压场 13. Kirchhoff （或基尔霍夫） 14. 紫外光、红外光 15. 辐射平衡、热量平衡， 潜热 、感热，太阳辐射，大气 。 16. 高压、低压 17. 冷却、增湿、冷却、增湿 18. 日地平均距离大气上界 19. 比湿 、 混合比 、 水汽密度 、 露点 、 相对湿度 。 20. 状态（变化）、 层结 。 21. 对流层 、平流层 、 中层、热层 、外层。 22. 绝热上升膨胀冷却 、辐射冷却、平流冷却 、 混合冷却 。（降温过程很多，写出其中四种即可） 23. 0>??z θ 、 0
大气探测从原理上区分有哪几种方法？ 大气探测从原理上一般分为直接测量和遥感测量 直接测量：探测器（感应）直接放入大气介质中，测量大气要素。直接测量包括现场测量和遥测两种方式。遥感探测：通过大气中传播的要素信息反演出大气要素的时空分布。遥感测量课一份为主动遥感和被动遥感 大气探测的”三性”要求是哪些?如何保证大气探测资料的代表性和可比性？ 三性：准确性、代表性、比较性。准确性反映测量值与真实状况的差别，我们希望准确性要适当的高（即误差要小到慢速使用目的的要求）。代表性是指所测得的某一要素值，在所规定的精度范围内，不仅能够反映观测站该要素的局地情况，而且能够代表观测站周围一定范围内该要素的平均情况。代表性分为空间代表性和时间代表性，指观测资料所能代表的空间范围是时间间隔。我们对观测资料的代表性要求，与分析和应用的各种现象的时间和空间尺度两者均有关 代表性分为空间代表性和时间代表性。要保证大气探测资料的空间代表性，原则上要确定台站地形具有典型性。站址的选择、观测站的建立要防止局地地形地物造成大气要素不规则变化。一般说来，平原地区的台站资料代表性较好，山区、城市台站资料代表性较差。要保证时间代表性，则要保证大气要素观测的同时性 要保证大气探测资料的可比性，则要求观测时间、观测方法、仪器类型、观测规范、站台地理纬度、地形地貌条件等的一致性 淡积云、浓积云、秃积雨云、鬃积雨云，它们之间的区别界限是什么？ 由淡积云-浓积云-秃积雨云-鬃积雨云的对流增强时依次发展形成的为低空积状云的四个阶段。当对流减弱，云内下沉气流占主导作用时，云体将逐渐瓦解消散，演变成其它的云。（1）淡积云；云的个体不大，轮廓清晰，底部较平，顶部呈圆弧形凸起，垂直发展不旺盛，云底较扁平，薄的云块呈白色，厚的云块中部有淡影。分散在空中，晴天常见。浓积云：云的个体高大，轮廓清晰，底部较平、阴暗，垂直发展旺盛，垂直高度一般大于水平宽度，顶部呈圆弧形重叠凸起，很象花椰菜。秃积雨云：这种云是浓积云向鬃积雨云发展的过渡阶段。云顶已开始冻结，云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊，丝絮状结构还不太明显，云体其余部分仍具有浓积云特征。这是积雨云的初始阶段，存在时间较短促。鬃积雨云：这种云是积雨云发展的成熟阶段。由秃积雨云发展而成。云顶白色，丝絮状结构明显，常呈马鬃状和铁砧状，底部阴暗，气流混乱 云的观测的主要内容是什么？ 主要内容是判定云状、估计运量、测定云高、选定云码 简述云形成的基本过程 云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到过饱和而发生凝结或凝华的过程 水汽要凝结成水滴或凝华成冰晶而形成云，必须具备两个基本条件：一是要有水汽凝结核，二是要有水汽过饱和，二者缺一不可。大气中一般不缺乏凝结核，因此，形成云的最关键问题，还在于应有水汽的过饱和 气象能见距离为10千米，问在10千米处有一以天空为背景视角大于30′的白色建筑物是否能见？为什么？ 不能。能见度是指视力正常（对比视感阈为0.05）的人，在当时天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认出目标物（黑色，大小适度）的最大水平距离；所以在10千米处有一以天空未背景视角大于30°的白色建筑物不能看见 浮尘与霾、霾与轻雾的区别 形成浮尘的沙尘是由远处传播而来，而霾不是。一般浮尘的能见度更小，并且垂直能见度也不大。霾常出现在干燥时期，浮尘不一定。霾和轻雾的组成不同，霾是大量沙尘漂浮在空气
南京信息工程大学试卷 2012－2013学年第1 学期大气物理学课程试卷(A卷) 试卷共2页；考试时间120分钟；任课教师刁一伟；出卷时间2013年1月 系专业年级班 学号姓名得分 注意：1. 请勿将试卷拆开；2. 所有答案以写在答题册上为准； 3. 本页与所有答题页均请填写学号、姓名。 一、选择题（每小题2分，共36分） 1. 如果大气处于静力稳定状态下，那么： （A）大气的位温随高度增加而增大（B）大气的垂直减温率大于干绝热减温率（C）大气的水汽压随高度增加而增大（D）大气的密度随高度增加而增大 2. 饱和气块在绝热上升过程中，叙述正确的是： （A）位温保守（B）水汽压保守（C）假相当位温保守（D）温度保守 3. 造成某地气温下降的原因，下列哪一项是错误的？ （A）下降运动（B）冷锋过境（C）水汽蒸发（D）地面长波辐射 4. 下面哪一个不是露形成的有利条件？ （A）晴朗的夜晚（B）微风（C）垂直运动大（D）水汽足够 5. 通常长波辐射与短波辐射的分界线为。 （A）0.1μm （B）1μm （C）4μm （D）10μm （E）40μm 6. 某地的气温垂直减温率为3℃/km，则表示大气： （A）很稳定（B）很不稳定（C）有利于积云发展（D）气温较高 7. 当夜间空气冷却至露点温度时，形成辐射雾。如果空气持续冷却，随后露点温度会有什么变化？ （A）上升，因为空气变干燥（B）上升，因为空气变潮湿 （C）下降，因为空气变干燥（D）下降，因为空气变潮湿 8. 月晕出现时，下列叙述正确是： （A）天空有卷层云（B）头顶上的云层有雨滴掉下来
（C）云是由小水滴组成的（D）头顶上的天空有低云 9. 干绝热减温率和湿绝热减温率的主要差异为： （A）饱和空气总是不稳定（B）未饱和气块膨胀比饱和气块快 （C）湿空气的重量比干空气轻（D）饱和空气上升时会有潜热释放 10. 使未饱和气块达到饱和的方法为： （A）气块做上升运动（B）气块做下降运动 （C）气块做旋转运动（D）气块向外辐散 11. 太阳辐射通过大气层到达地面，下列何者对太阳辐射的吸收量最大？ （A）平流层大气（B）对流层大气（C）云层（D）地面 12. 下列哪一项出现时，通常表示空气的相对湿度大？ （A）干球温度与湿球温度的差很大（B）干球温度与湿球温度的差很小（C）空气中的混合比大（D）空气中的水汽压大 13. 日出前的黎明，日落后的黄昏以及阴天时，天空仍是明亮的，这是由于：（A）吸收作用（B）大气逆辐射（C）反射作用（D）散射作用 14. 下列气体中不属于温室气体的是： （A）二氧化碳（B）甲烷（C）氮气（D）一氧化二氮 15. 焚风是过程的典型例子： （A）干绝热（B）湿绝热（C）假绝热（D）非绝热 16. 当状态曲线位于层结曲线的右端，此时大气属于（）。 （A）绝对稳定型大气（B）真潜在不稳定型大气 （C）假潜在不稳定型大（D）绝对不稳定型大气 17. 对地面起保温作用的辐射形式是： （A）太阳短波辐射（B）地面长波辐射（C）大气辐射（D）大气逆辐射18. 地球大气平流层(Stratosphere)里，含量最大的气体成分是（）。 （A）臭氧(O3) （B）氧气(O2) （C）氮气(N2) （D）二氧化碳(CO2)
《大气探测学》习题参考答案 第1章绪论 1．大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？ 大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行个别或系统的连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。研究范围是近地层大气、高空大气以及一些特殊区域的大气（如大气边界层，城市热岛环流，峡谷风场，海陆风场等）。大气探测的特点：随着科学技术的发展，大气探测的要素量和空间范围越来越大。分为近地面层大气探测、高空大气层探测和专业性大气探测。近几十年来，作为主动遥感的各种气象雷达探测和作为被动遥感的气象卫星探测，以及地面微波辐射探测等获得较多信息的大气探测方法，正在逐步进入常规大气探测领域。这些现代大气探测技术应用于大气科学的研究领域，极大的丰富了大气探测的内容。 2．大气探测的发展主要有那几个时期？ ①创始时期。这是在16世纪末发明第一批大气探测仪器以前的漫长时期，这期间发明了相风鸟、雨量器和风压板等，不能对大气现象进行连续记录。 ②地面气象观测开始发展时期。16世纪末，随着气象仪器的发明，开始了气象要素定量测量阶段。 ③高空大气探测的开始发展时期。这时期陆续有人采用系留气球、飞机及火箭携带仪器升空，进行高空大气探测。 ④高空大气探测迅速发展时期。这时期，前苏联、德国、法国、芬兰等国家都开始研制无线电探空仪，以及其他高空探测技术，为高空大气探测事业开辟了新的途径。 ⑤大气探测的遥感时期。1945年美国首次将雷达应用于气象观测，后来发射了气象火箭和探空火箭，把探测高度延伸到了500千米。 ⑥大气探测的卫星遥感时期。这个时期，大气探测不仅从根本上扩大了探测范围，也提高了对大气探测的连续性。 3．简述大气探测原理有那几种方法？ ①直接探测。将探测元件直接放入大气介质中，测量大气要素。应用元件的物理、化学性质受大气作用而产生反应作用的原理。 ②遥感探测。根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变化，分为主动遥感和被动遥感。 ③施放示踪物质。向大气施放具有光学或金属性质的示踪物质，利用光学方法或雷达观测其随气流传播和演变规律，由此计算大气的流动状况。 ④模拟实验。有风洞模拟和水槽模拟。风洞模拟大气层边界层风、温及区域流场状况。水槽模拟大气层环流、洋流、建筑物周围环境流场特征。可调控温度场，模拟大气边界层的温度层结。 4．大气探测仪器的性能包括那几个？ ①精确度。即测量值与实际值的接近程度。又包括仪器的精密度和准确度。精密度考察的是连续测量值彼此相互间的接近程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。探测仪器的精确度取决于感应元件的灵敏度和惯性。 ②灵敏度。即单位待测量的变化所引起的指示仪表输出的变化。 ③惯性（滞后性）。即仪器的动态响应速度。具有两重性，大小由观测任务所决定。 ④分辨率。即最小环境改变量在测量仪器上的显示单位。 ⑤量程。即仪器对要素测量的最大范围。取决于所测要素的变化范围。 5．如何保证大气探测资料的代表性和可比性？ 代表性分为空间代表性和时间代表性。要保证大气探测资料的空间代表性，原则上要确定台站地形具有典型性。站址的选择、观测站的建立要防止局地地形地物造成大气要素不规则变化。一般说来，平原地区的台站资料代表性较好，山区、城市台站资料代表性较差。要保证时间代表性，则要保证大气要素观测的同时性。 要保证大气探测资料的可比性，则要求观测时间、观测方法、仪器类型、观测规范、站台地理纬度、地形地貌条件等的一致性。 第2章云的观测
习题 1、由太阳常数λ,0S =1367 W/m 2，请计算：①太阳表面的辐射出射度；②全太阳表面的辐 射通量；③整个地球得到的太阳辐射通量占太阳发射辐射通量的份数。 ①辐射出射度（P66）：辐射通量密度（W/m 2 ） 任意距离处太阳的总辐射通量不变： ()() 2200200 2 211 2 2 8 72 441.496101367 6.96106.31610s s s s s r F d S d S F r m Wm m Wm ππ--Φ===??= ?≈? ② ()22 8722644 3.1415926 6.9610 6.316103.8410s s s r F m Wm W π-Φ==?????=? ③ ()2 6 2 2 2610 3.1415926 6.371013673.844510 4.5310e s m Wm r S W π--???= Φ?=? 答案：①6.3107 W/m 2 ；②3.7 1026 W ；③4.510 10 , 约占20亿分之一。 2、设大气上界太阳直接辐射（通量密度）在近日点时（d 1=1.47108km ）为S 1，在远日点 时（d 2=1.52108 km ）为S2，求其相对变化值 1 2 1S S S -是多大。 答案：6.5% 同1（1）：
221122122 11 2 1222 2 4414141.471 1.5210.93530.0647 d S d S S S S S S d d ππππ=-=-=- =- ≈-= 3、有一圆形云体，直径为2km ，云体中心正在某地上空1km 处。如果能把云底表面视为7℃ 的黑体，且不考虑云下气层的削弱，求此云在该地表面上的辐照度。174W/m 2 云体：余弦弦辐射体+立体角 根据： 202/4 cos cos sin 2 T F L d L d d L π π πθθθθ?π=Ω == ??? 又由绝对黑体有4T F T L σπ== 所以此云在该地表面上的辐照度为 ()4 482 2 1 5.66961072732 174T E Wm σ--= =???+= 4、设太阳表面为温度5800K 的黑体，地球大气上界表面为300K 的黑体，在日地平均距离 d 0=1.50×108 km 时，求大气上界处波长=10m 的太阳单色辐照度及地球的单色辐射出射度。 答案：0.286 Wm 2 m 1 ，31.2 Wm
大气探测学复习思考题（2011版）一、写出下列云状的国际简写或由国际简写写出云状学名 浓积云Cu cong 碎积云Fc 淡积云Cu hum 秃积雨云Cb calv 鬃积雨云Cb cap 荚状层积云Sc lent 堡状层积云Sc cast 透光层积云Sc tra 积云性层积云Sc cug 蔽光层积云Sc op 层云St 碎层云Fs 雨层云Ns 碎雨云Fn
透光高层云As tra 蔽光高层云As op 透光高积云Ac tra 蔽光高积云Ac op 堡状高积云Ac cast 荚状高积云Ac lent 积云性高积云Ac cug 絮状高积云Ac flo 毛卷云Ci fil 密卷云Ci dens 伪卷云Ci not 钩卷云Ci unc 匀卷层云Cs nebu 毛卷层云Cs fil 卷积云Cc 二、解释名词 大气科学、大气探测、气象资料的代表性、气象资料的准确性、气象资料的比
较性、云、、云量、天气现象、气象能见度、气象光学距离、气温、摄氏温标、华氏温标、热电现象、热滞系数、百叶箱、湿度、露点温度、盖﹒吕萨克尺度、气压、本站气压订正、海平面气压订正、风、阵风、降水量、蒸发量、积雪、太阳常数、直接辐射、雾、环日辐射、散射辐射、全辐射、净辐射、日照时数、高空测风、单经纬仪定点测风、双经纬仪基线测风、一次雷达、二次雷达、测风雷达的测角原理、等信号强度法、自动气象站、遥感、主动式大气遥感探测、被动式大气遥感探测、激光雷达、声雷达、可见光探测、红外辐射探测、微波探测、大气边界层探测、气象塔、对比视感阈 三、简述或论述下列各题 1．为什么要提出气象观测资料的“三性”？ 2．什么是观测资料的测站代表性和区域代表性？ 3．怎样来衡量观测资料的代表性和准确性？它们之间有何关系？怎样保证比较性？ 4.淡积云、浓积云、秃积雨云、鬃积雨云，它们之间的区别界限是什么？ 5.碎积云、碎层云、碎雨云，它们之间在外形及成因上有何不同？ 6.卷层云和高层云、高层云和雨层云、雨层云和层云，各有何异同之处？ 7.卷积云和高积云、高积云和层积云，各有何异同之处？
历年高考物理试题（上海卷）汇编 （2000~2010） 2010-7
2000年全国普通高等学校招生统一考试 上海物理试卷 考生注意： 1．全卷共8页，24题，在120分钟内完成。 2．第21、22、23、24题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分，有数字计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位。 一、（50分）选择题，本大题共10小题，每小题5分，每小题给出的四个答案中，至少有一个是正确的，把正确的答案全选出来，并将正确答案前面的字母填写在题后的方括号内，每一小题全选对的得5分；选对但不全的，得部分分；有选错或不答的，得0分，填写在方括号外的字母，不作为选出的答案。 1．下列关于光的说法中正确的是（） （A）在真空中红光波长比紫光波长短 （B）红光光子能量比紫光光子能量小 （C）红光和紫光相遇时能产生干涉现象 （D）红光照射某金属时有电子向外发射，紫光照射该金属时一定也有电子向外发射 2．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（） （A）α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强 （B）β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力 （C）γ射线一般们随着α或β射线产生，它的穿透能力量强 （D）γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱 3．一小球用轻绳悬挂在某固定点，现将轻绳水平拉直，然后由静止开始释放小球，考虑小球由静止开始运动到最低位置的过程中（） （A）小球在水平方向的速度逐渐增大（B）小球在竖直方向的速度逐渐增大 （C）到达最低位置时小球线速度最大（D）到达最低位置时绳中的拉力等于小球重力4．如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同方向相反的电流，a受到的磁
《大气》 考试时间：120分钟 考试总分：100分 遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。 1、干洁大气（ ） 2、下垫面（ ） 3、气象要素（ ） 4、干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是：（）、（）、氩和（）。 （ ） 5、大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 （ ） 。（ ） 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线-------------------------
6、大气中二氧化碳和水汽主要吸收（）辐射。（） 7、近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上（），夏天比冬天（）。（） 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。（） 9、根据大气中（）的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。（） 10、在对流层中，温度一般随高度升高而（）。（） 11、大气中对流层之上的一层称为（）层，这一层上部气温随高度增高而（）。（）
12、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（）千米。（） 13、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”。（）（） 14、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。（）（） 15、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（）（） 16、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。（）（）
《大气探测学》知识点总结 说明： 1、不要求记住公式，试卷上会给出公式，但需明白公式中各项意义 2、考题题型有判断题、填空题、单选题、简答题与计算题 复习提纲： 一.绪论 大气探测的定义 大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程(以及化学成分)进行个别或系统的、连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。 大气探测的发展历史 始创时期（16世纪之前） 相风乌、雨量器、风压板等 地面气象观测发展阶段（ 16世纪末开始） 1593年，意大利人伽里略发明了气体温度表 1643年，托里拆利发明了水银气压表 1783年，瑞士德索修尔发明了毛发湿度表 高空气象探测发展阶段（ 18世纪末开始） 二十世纪初，无线电探空仪 四十年代中期，气象火箭 大气遥感发展阶段（ 20世纪40年代开始） 二十世纪四十年代初，天气雷达 1960年4月，气象卫星 我国气象探测的组织 基准气候站：一般300-400公里设一站 基本气象站：一般不大于150公里设一站 一般气象站：一般50公里左右设一站 高空气象站：一般300公里设一站，每天探测2次或3-4次。(8:00,20:00北京时) 大气探测原理 直接测量：感应元件置于待测介质之中，根据元件性质的变化，得到描述大气状况的气象参数。如：温度表 遥感探测：根据大气中声、光、电磁波等信号传播过程中性质的变化，反演出大气要素的时空变化。可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。如：雷达卫星 大气探测仪器的性能指标和误差 准确度：仪器的测量值（已做各种订正后）与真值的符合程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。反映的是系统误差和随机误差的合成大小，常用相对误差来表示，其值越小，准确度越高。 灵敏度：仪器的灵敏度就是它的示度在被测要素改变单位物理量时所移动的距离、旋转的角度或显示输出量的大小。 惯性（滞后性）：具有两重性，一般要求惯性的大小由观测任务所决定 自动平均能力：探空仪惯性小；湍流探测惯性很小；地面气象台站观测惯性适当大点 分辨率：仪器的分辨率——导致一个测量系统响应值变化的最小的环境改变量，它和量程及
第一单元(1-4章) 课堂练习1(大气学) 1、已知空气温度为26.4℃，露点为9.3℃，际水汽压（e ），饱和水汽压（E ），相对湿度（f ）。如果露点不变，空气温度变高了，则答案将怎样变化？如果气温不变，露点变高了，则答案又将怎样变化？ 解：将露点温度τ=9.3℃代入马格努斯公式，即求得水汽压e 7.459.3 2359.36.111011.7()e ?+=?=百帕 将空气温度代入马格努斯公式，即得饱和水汽压E 7.4526.4 23526.46.111034.4E ?+=?=（百帕） 相对湿度 100%34%e f E =?= 如果τ不变，空气温度变高了，则饱和水汽压E 要变大，相对湿度f 要变小。反之，如果气温不变，露点τ变高了，则与露点相对应的水汽压就要增高，所以相对湿度f 要变大。 2、在热带沙漠常常温度高达45℃或更高，而相对湿度却低达2%，而在极地，温度降低到零下40℃或更低，相对湿度近100%，试问哪个地区绝对湿度大，大多少倍？ 解：分别求出温度45℃与-40℃时的饱和水汽压E 与她们的实际水汽压e
7.4545 235457.45235406.111096.246.11100.1896.240.02 1.925()0.1810.18() E E ?+?-=?==?==?==?=热（-40） 极热极（百帕） （百帕） e 百帕e 百帕 则 331.93217217 1.31(/) 273450.18 2172170.17(/)27340e a T e a T ===+= ==-热极克米克米 热带沙漠地区约大7.7倍。 3、已知气温为23.7℃，绝对湿度为14.13/克米，求e 、 E 、f 、τ、饱和差。 解：水汽压e 7.4523.7 23523.7(27323.7)14.1 19.3() 2172176.111029.3()100%66% T a e E e f E ?++?====?==?=百帕百帕 由e 值从马格奴斯公式可求得τ值 7.452356.1110e τ τ?+=?
大气物理学 (32+19+33=84 题 ) 一、单项选择题： 1、陆地下垫面的热量差额主要是指__________。（C） A：下垫面与大气之间的热量交换B：下垫面上的蒸发与凝结 C：地面辐射差额D：土壤的性质 2、对流层与平流层交界处，有一个厚约 __________公里的过渡层，叫对流层顶。( A ) .10C 3、如果已知本站气压、海拔高度和气柱的__________，就可以用压高公式求算 海平面气压。 ( C ) A. 相对湿度 B.气压垂直递减率 C.平均温度 D.垂直高度 4、大气的稳定度决定于该气团的层结，层结不稳定是__________。 ( C ) A. γ =γ d B.γ <γ d C.γ>γd D、γ =γd=0 5、常在 T-lnP 图上见到，自由对流高度以上的正不稳定能量面积大于其下面的 负的不稳定能量面积 , 这种情况叫 __________。( A ) A. 真潜不稳定型 B.假不稳定型 C.绝对不稳定型 D.绝对稳定型 6、在叙述云块上升过程中的降温时，有时讲绝热降温，有时讲膨胀降温，这两 种说法 __________。( C ) A. 完全一样 B.完全不一样 C.基本一样 D.基本不一样 7、大气中的臭氧主要分布在：__________。( B ) A、对流层 B、平流层 C、中间层 D、热层 8、目前一般把PH值小于 __________的降水都称为酸雨。( B ) A、B、 C 、 D 、 9、测量空气湿度的最基本方法是__________。( B ) A、干湿表法 B、称重法 C、疑结法 D、吸收法 10、一定体积内空气中含有的水汽质量和干空气质量的比值定义为__________。( B ) A、绝对湿度 B、混合比 C 、比湿D、相对湿度
大气科学专业（大气探测方向）培养方案 一、培养目标 本专业培养具有扎实的大气科学基本理论、专业知识和专业技能，能够在大气探测、 大气物理、大气环境、气象学、气候学、应用气象和相关学科从事科研、教学、科技开发 及相关管理工作的高级专门人才。 二、培养要求（培养规格） 本专业学生主要学习大气科学等各方面的基本理论和基本知识，受到科学思维与科 学实验（包括野外实习和室内实验）等方面的基本训练，具有良好的科学素质，具有利用 现代电子信息技术、气象雷达和气象卫星遥感技术进行大气科学基本业务、科学研究、理 论分析、数据处理和计算机应用的基本技能。具有较强的知识更新能力和广泛的科学适应 能力。 1系统地掌握本专业的数学、物理、电子技术、计算机等基础理论和基本知识； 2、具有扎实的大气科学基础理论和实验技能，掌握现代大气探测和遥感技术和分析方法； 3、了解相近专业的一般原理和方法； 4、了解国家科技发展、环境保护、知识产权、专业服务等有关政策和法规； 5、了解大气科学及相关学科的理论前沿和发展动态，具有研究、开发新系统、新技术的初步能力； 6、掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。 三、主干学科：大气科学 四、主要课程、核心课程和特色课程 1）主要课程：数字电子线路、大气物理学、天气学、电路分析基础、天气学分析、气象统计方法、现代大气探测学、气象观测仪器检定与维护、卫星气象学、雷达气象学、模拟电子线路、雷达原理和信号处理、动力气象学、气象卫星资料的多学科应用、中尺度气象学、中尺度数值模拟与预报、大气激光探测、专业英语、电磁场理论、嵌入式系统设计、信号与系统、数字信号处理、微波技术与天线。 2）核心课程：计算机基础、大气科学概论、线性代数、概率统计、高等数学、大学物理、Fortran语言程序设计、大气物理学、天气学、天气学分析、现代大气探测学、雷达气象学、卫星气象学、雷达原理和信号处理、信号与系统。 3）特色课程：卫星气象学、雷达气象学、气象卫星资料多学科应用。
《大气污染控制工程》试题库一、选择题（每小题4个选项中，只有1项符合答案要求，错选、多选，该题不给分） 1.以下对地球大气层结构的论述中，错误的是（ D ）。 A. 对流层的厚度随地球纬度的增加而降低。 B. 暖层空气处于高度的电离状态，故存在着大量的离子和电子。 C. 平流层的气温几乎不随高度变化。 D. 中间层的气温随高度的增加而增加，该层空气不会产生强烈的对流运动。 2. 目前，我国排放大气污染物最多的是（ B）。 A. 工业生产。 B. 化石燃料的燃烧。 C. 交通运输。 D. 生态环境破坏。 3. 烟囱上部大气是不稳定的大气、而下部是稳定的大气时，烟羽的形状呈（ D）。 A. 平展型。 B. 波浪型（翻卷型）。 C. 漫烟型（熏蒸型）。 D. 爬升型（屋脊型）。 4. 尘粒的自由沉降速度与（D ）的成反比。 A.尘粒的密度。 B. 气体的密度。 C. 尘粒的粒径。 D. 气体的粘度。 5.处理一定流量的气体，采用（ A）净化时，耗用的能量为最小。 A. 重力除尘装置。 B. 惯性除尘装置。 C. 离心力除尘装置。
D. 洗涤式除尘装置。 6. 电除尘装置发生电晕闭塞现象的主要原因是（ D ）。 A. 烟尘的电阻率小于104?·cm。 B. 烟尘的电阻率大于1011?·cm。 C. 烟气温度太高或者太低。 D. 烟气含尘浓度太高。 7. 在以下关于德易希方程式的论述中，错误的是（ B ）。 A. 德易希方程式概括了分级除尘效率与集尘板面积、气体流量和粉尘驱进速度之间 的关系。 B. 当粒子的粒径相同且驱进速度也相同时，德易希方程式可作为除尘总效率的近似 估算式。 C. 当粒子的粒径相同且驱进速度不超过气流速度的10～20％时，德易希方程式可作 为除尘总效率的近似估算式。 D. 德易希方程式说明100％的分级除尘效率是不可能的。 8.直接应用斯托克斯公式计算含尘气流阻力的前提是（ A ）。 A.颗粒雷诺数Re p≤1，颗粒直径大于气体分子平均自由程。 B.1＜Re p＜500，颗粒直径大于气体分子平均自由程。 C.500＜Re p＜2×105，颗粒直径大于气体分子平均自由程。 D.颗粒雷诺数Re p≤1，颗粒直径小于气体分子平均自由程。 9.在以下有关填料塔的论述中，错误的是（ B）。 A. 产生“塔壁效应”的主要原因是塔径与填料尺寸的比值太小。 B. 填料塔是一种具有固定相界面的吸收设备。 C. 当烟气中含有悬浮颗粒物时，填料塔中的填料容易堵塞。 D. 填料塔运行时的空塔气速一定要小于液泛气速。 10. 在以下有关气体吸附穿透曲线的论述中，错误的是（ C ）。 A.穿透曲线表示吸附床处理气体量与出口气体中污染物浓度之间的函数关系。 B.穿透曲线的形状取决于固定吸附床的操作条件。 C.穿透曲线表示吸附床床层厚度与出口气体中污染物浓度之间的函数关系。 D.穿透曲线斜率的大小可以反映吸附过程速率的快慢。 11.在以下石灰或石灰石湿式洗涤法烟气脱硫的化学反应式中，（ C）是对吸收过程不利 的反应。
第1章绪论 1．大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？ 大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行个别或系统的连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。研究范围是近地层大气、高空大气以及一些特殊区域的大气（如大气边界层，城市热岛环流，峡谷风场，海陆风场等）。大气探测的特点：随着科学技术的发展，大气探测的要素量和空间范围越来越大。分为近地面层大气探测、高空大气层探测和专业性大气探测。近几十年来，作为主动遥感的各种气象雷达探测和作为被动遥感的气象卫星探测，以及地面微波辐射探测等获得较多信息的大气探测方法，正在逐步进入常规大气探测领域。这些现代大气探测技术应用于大气科学的研究领域，极大的丰富了大气探测的内容。 2．大气探测的发展主要有那几个时期？ ①创始时期。这是在16世纪末发明第一批大气探测仪器以前的漫长时期，这期间发明了相风鸟、雨量器和风压板等，不能对大气现象进行连续记录。 ②地面气象观测开始发展时期。16世纪末，随着气象仪器的发明，开始了气象要素定量测量阶段。 ③高空大气探测的开始发展时期。这时期陆续有人采用系留气球、飞机及火箭携带仪器升空，进行高空大气探测。 ④高空大气探测迅速发展时期。这时期，前苏联、德国、法国、芬兰等国家都开始研制无线电探空仪，以及其他高空探测技术，为高空大气探测事业开辟了新的途径。 ⑤大气探测的遥感时期。1945年美国首次将雷达应用于气象观测，后来发射了气象火箭和探空火箭，把探测高度延伸到了500千米。 ⑥大气探测的卫星遥感时期。这个时期，大气探测不仅从根本上扩大了探测范围，也提高了对大气探测的连续性。 3．简述大气探测原理有那几种方法？ ①直接探测。将探测元件直接放入大气介质中，测量大气要素。应用元件的物理、化学性质受大气作用而产生反应作用的原理。 ②遥感探测。根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变化，分为主动遥感和被动遥感。 ③施放示踪物质。向大气施放具有光学或金属性质的示踪物质，利用光学方法或雷达观测其随气流传播和演变规律，由此计算大气的流动状况。 ④模拟实验。有风洞模拟和水槽模拟。风洞模拟大气层边界层风、温及区域流场状况。水槽模拟大气层环流、洋流、建筑物周围环境流场特征。可调控温度场，模拟大气边界层的温度层结。 4．大气探测仪器的性能包括那几个？ ①精确度。即测量值与实际值的接近程度。又包括仪器的精密度和准确度。精密度考察的是连续测量值彼此相互间的接近程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。探测仪器的精确度取决于感应元
大气压强练习题 一、填空题 1．著名的_________实验证明了大气压强的存在.________实验第一次测定了大气压强的数值.一标准大气压相当于____厘米高的水银柱产生的压强,合________帕,约________帕. 2．(05沈阳市(课改区))把钢笔水吸入笔囊中是利用了_______________的作用。 3．在做托里拆利实验时,如果把玻璃管倾斜一定角度,玻璃管内水银柱的长度将_______;水银柱的高度______.(填"变大"、"变小"或"不变") 4．已知实验室所在地大气压为1标准大气压,在如图所示的托里拆利实验 中,管内水银上方为真空,则管内A点的压强为_______毫米汞柱,槽内B点 的压强为_______毫米汞柱. 5．在做托里拆利实验时,不小心管内进入了一点空气,测得的结果是730 毫米汞柱,而当时实际大气压的值是756毫米汞柱,那么管中水银面上方空气的压强是 ________毫米汞柱. 6．做托里拆利实验,玻璃管内灌入的液体是_______.若管内灌入的是水,当玻璃管倒置在水里,要求管顶出现真空,玻璃管至少要约_____米;若管内灌入的是煤油,则玻璃管至少要约 _____米.(ρ油=0.8×103kg/m3)(在一标准大气压下) 7．(04湖南郴州)在标准大气压(1.0l×l05Pa)下，面积为20m2的房顶上表面受到的大气压力的大小为____________N． 8．(05安徽省)在玻璃瓶内装一些水，用一个插有两端开口细管的塞子将瓶口塞 紧，如图所示，从细管的上端向瓶内用力吹气，当停止吹气后，你将看到的现 象是，你认为产生这种现象的原因是。 9．(04重庆北碚)某同学在实验室里读出水银气压计的示数为74cm，当地大气压 强的大小为____________Pa（g=10N/kg,水银的密度为13.6×103㎏/m3），由此 可知，当地位置比海平面________选填"高"或"低"）。 10．(04福州)在海拔3000m以上的高原地区，汽车发动机的冷却水容易沸腾，是因为高原地区气压_______1标准大气压，水的沸点__________100℃。而人在该地区吸气困难，与在平原相比，吸气时肺的容积要扩张得更 ______些，肺内的气压要变得更 _______ 些。11．(05贵阳)高压锅是人们喜欢的节能、节时的炊具。再使用时，由于锅内气体的压强比外界大气压高，所以水的_________提高，食物可以很快煮熟。 12．(04芜湖)煮牛奶时，为了保持牛奶的营养成分，不能用高温煮沸。为此，人们制造了一种"低压锅"。用这种锅煮牛奶，可以使牛奶里的水不到100℃就沸腾。这种"低压锅"的物理原理是_________________. 13．酒精的沸点是78.5℃,如果测出酒精的沸点是78℃,则当地的大气压________于76cmHg. 14．(05天津市)若高压锅盖的面积约为450cm2，当锅内蒸气的压强达到1.6个标准大气压时，锅盖与锅体间的拉力为________N(已知外界大气压为1个标准大气压，1个标准大气压的值可近似取105Pa)。 15．(04福建宁德)注射器内封闭着一定质量的空气，在温度一定时，注射筒内空气体积减小，压强将___________．(填"变小"、"不变"或"变大") 16．(04湖北黄冈)保温瓶中热水不满而盖紧瓶塞，过一段时间，瓶塞不易 拔出。此现象表明：体积一定时，气体的温度______，气体的压强____ __。假定外界大气压为1.0×105Pa,瓶口截面积为10cm2，拔出瓶塞至少需 要的力量是20N，则瓶内气体压强是_____. 17．如图所示,用手握着两张纸,让纸自然下垂.在两张纸的中间向下吹
南京信息工程大学试卷 2019 ~ 2020学年第一学期大气物理学课程试卷( A卷) 本试卷共2页时间120 分钟出卷教师：大气物理学课程小组出卷时间：2019.12学院：任课教师：专业：年级： 学号：姓名：得分： 注意：1. 答案以写在答题册上为准； 2. 本页与答题册均需要填写班级、学号、姓名。 3. 答题完成后，务必上交试卷，严禁将试卷带出考场。 一、单项选择题（每题2分，共40分） 1.在气压相等的情况下，暖湿空气密度要比干冷空气密度（） A、大 B、小 C、一样 D、无法比较 2.在温度-对数压力图上，当状态曲线位于层结曲线右侧时，大气属于（） A、绝对不稳定型大气 B、真潜在不稳定型大气 C、假潜在不稳定型大气 D、绝对稳定型大气 3.当入射光遇到粒径远小于其波长的分子时发生的散射是（） A、几何光学散射 B、米散射 C、大颗粒散射 D、瑞利散射 4.下列哪些不是对流层的特点（） A、大气温度随高度降低 B、大气的垂直混合作用强 C、气象要素水平分布不均匀 D、空气中尘埃很少，大气透明度高 5.大气窗是指吸收带之间的准透明区，红外辐射大气窗波段范围主要位于（） A、8~12 μm B、1~10 μm C、12~18 μm D、0.4~0.7 μm 6.如果大气处于静力绝对稳定状态下，那么（） A、大气的位温随高度增加而增大 B、大气的垂直减温率大于干绝热减温率 C、大气的水汽压随高度增加而增大 D、大气的密度随高度增加而增大 7.焚风是（）过程的典型例子： A、干绝热 B、湿绝热 C、假绝热 D、非绝热
8. 地面与大气系统能量平衡过程中，地面支出的热量里，按能量值从大到小排 列，以下几种“热”的顺序是（ ）。 A 、 辐射能、潜热、感热 B 、 辐射能、感热、潜热 C 、 潜热、辐射能、感热 D 、 感热、潜热、辐射能 9. 逆温层指的是在近地面温度随高度（ ）的某层大气。 A 、降低 B 、升高 C 、不变 D 、视具体情况而定 10. 有大气层的地球表面温度比没有大气层的地球表面温度高，原因是大气层 （ ）。 A 、吸收太阳辐射 B 、反射太阳辐射 C 、对长波的散射 D 、吸收并放出红外辐射 11. 如果某行星和地球接收同样多的太阳辐射能，但该行星的行星反照率大于地 球，那么该行星的平衡温度将（ ）地球的平衡温度。 A 、高于 B 、低于 C 、等于 12. 如果一个黑体吸收的辐射能小于其放射的辐射能，那么该黑体的温度将（ ）。 A 、上升 B 、下降 C 、保持不变 13. 如果地球上面的云量减少，那么地气系统的反照率将（ ）。 A 、增加 B 、减小 C 、保持不变 14. 某气块等压降温时，下列湿度参量中随之增大的是 （ ）。 A 、露点温度； B 、相对湿度； C 、混合比 15. 有关风的描述，正确的是：（ ）。 A 、风向指风的来向 B 、风向总是从高气压指向低气压 C 、空间尺度越大的天气系统的垂直速度越大 D 、风向是指风的去向 16. 气压随高度递减率最大是在：（ ）。 A 、对流层 B 、平流层 C 、中层 D 、热层 17. 若欲测得本站气压，通常我们必须做（ ）订正。 A 、温度与时间 B 、温度与重力 C 、温度与高度 D 、观测员误差与温度 18. 饱和气块在绝热上升过程中，叙述正确的是：（ ）。 A 、位温保守 B 、水汽压保守 C 、假相当位温保守 D 、温度保守 19. 垂直减温率 3.41/100C m γ>的气层一定是（ ）。