第二章辐射
一、名词解释题： 1. 辐射：物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由辐射所传输的能量称为辐射能，有时把辐射能也简称为辐射。
2. 太阳高度角：太阳光线与地平面的交角。是决定地面太阳辐射通量密度的重要因素。在一天中，太阳高度角在日出日落时为0，正午时达最大值。
3. 太阳方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的交角。以正南为0，从正南顺时钟向变化为正，逆时针向变化为负，如正东方为－90°，正西方为90°。
4. 可照时间：从日出到日落之间的时间。
5. 光照时间：可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光照射的时间之和。
6. 太阳常数：当地球距太阳为日地平均距离时，大气上界垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度。其值为1367瓦?米-2
。
7. 大气质量数：太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气铅直厚度的比值。
8. 直接辐射：以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射。
9. 总辐射：太阳直接辐射和散射辐射之和。
10. 光合有效辐射：绿色植物进行光合作用时，能被叶绿素吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成分。
11. 大气逆辐射：大气每时每刻都在向各个方向放射长波辐射，投向地面的大气辐射，称为大气逆辐射。
12 . 地面有效辐射：地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，即地面净损失的长波辐射。
13. 地面辐射差额：某时段内，地面吸收的总辐射与放出的有效辐射之差。
二、填空题： 1. 常用的辐射通量密度的单位是 (1) 。
2. 不透明物体的吸收率与反射率之和为 (2) 。
3. 对任何波长的辐射，吸收率都是1的物体称为 (3) 。
4. 当绝对温度升高一倍时，绝对黑体的总辐射能力将增大 (4) 倍。
5. 如果把太阳和地面都视为黑体，太阳表面绝对温度为6000K，地面温度为300K，则太阳表面的辐射通量密度是地表面的 (5) 倍。
6. 绝对黑体温度升高一倍时，其辐射能力最大值所对应的波长就变为原来的 (6) 。
7. 太阳赤纬在春秋分时为 (7) ，冬至时为 (8) 。
8. 上午8时的时角为 (9) ，下午15时的时角为 (10) 。
9. 武汉(30°N)在夏至、冬至和春秋分正午时的太阳高度角分别为 (11) ， (12) 和 (13) 。
10. 冬半年，在北半球随纬度的升高，正午的太阳高度角 (14) 。
11. 湖北省在立夏日太阳升起的方位是 (15) 。
12. 在六月份，北京的可照时间比武汉的 (16) 。
13. 在太阳直射北纬10°时，北半球纬度高于 (17) 的北极地区就出现极昼。
14. 由冬至到夏至，北半球可照时间逐渐 (18) 。
15. 光照时间延长，短日照植物的发育速度就会 (19) 。
16. 在干洁大气中，波长较短的辐射传播的距离比波长较长的辐射传播距离(20) 。
17. 随着太阳高度的降低，太阳直接辐射中长波光的比 (21) 。
18. 地面温度越高，地面向外辐射的能量越 (22) 。
19. 地面有效辐射随空气湿度的增大而 (23) ，随地面与空气温度之差的增大而 (24) ，随风速的增大而 (25) 。
20. 地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差称为 (26) 。
答案： (1)瓦.米－2
； (2)1； (3)绝对黑体； (4)15； (5)160000； (6)二分之一；(7)0°；(8)－23°27'；(9)－60°；(10)45°；(11)83°27'；(12)36°33'；
(13)60°； (14)减小； (15)东偏北； (16)长；(17)80°；
(18)延长； (19)减慢； (20)短；(21)增加； (22)多； (23)减小； (24)增大； (25)减小； (26)地面辐射差额。
三、选择题： (说明：在四个答案中，只能选一个正确答案填入空格内。)
1. 短日照植物南种北引，生育期将________。
A. 延长；
B.缩短；
C. 不变；
D.可能延长也可能缩短。
2. 晴朗的天空呈蓝色，是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光________较多的结果。
A. 吸收；
B. 散射；
C. 反射；
D.透射。
3. 对光合作用有效的辐射包含在________中。
A. 红外线；
B. 紫外线；
C. 可见光；
D. 长波辐射。
4. 在大气中放射辐射能力最强的物质是________。
A. 氧；
B. 臭氧；
C. 氮；
D. 水汽、水滴和二氧化碳。
5. 当地面有效辐射增大时，夜间地面降温速度将____。
A. 加快；
B. 减慢；
C. 不变；
D. 取决于气温。
答案： 1. A； 2. B； 3. C； 4. D；5. A。
四、判断题： 1. 对绝对黑体，当温度升高时，辐射能力最大值所对应的波长将向长波方向移动。
2. 在南北回归线之间的地区，一年有两次地理纬度等于太阳赤纬。
3. 时角表示太阳的方位,太阳在正西方时,时角为90°。
4. 北半球某一纬度出现极昼时，南半球同样的纬度上必然出现极夜。
5. 白天气温升高主要是因为空气吸收太阳辐射的缘故。
6. 光合有效辐射只是生理辐射的一部分。
7. 太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐射。
8. 地面辐射和大气辐射均为长波辐射。
9. 对太阳辐射吸收得很少的气体，对地面辐射也必然很少吸收。
10. 北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值，所以气温较高。
答案： 1. 错； 2. 对； 3. 错； 4. 对； 5. 错； 6. 对； 7. 错； 8. 对； 9.错； 10. 错。
五、计算题
1. 任意时刻太阳高度角的计算
根据公式Sinh＝sinφsinδ＋cosφcosδcosω
大致分三步进行：
(1) 计算时角ω，以正午时为0°，上午为负，下午为正，每小时15°；如以“度”为单位，其计算式是ω＝(t－12)×15°其中t为以小时为单位的时间；如以“弧度”为单位，则ω＝(t－12)×2π/24建议计算时以角度为单位。
(2) 计算sinh值(所需的δ值可从教材附表3中查到，考试时一般作为已知条件给出)。
(3) 求反正弦函数值h，即为所求太阳高度角。
例：计算武汉(30°N)在冬至日上午10时的太阳高度角。
解：上午10时：ω＝(t－12)×15°＝(10－12)×15°＝－30°
冬至日：δ=－23°27' 武汉纬度：φ=30°
∴sinh = sin30°sin(－23°27')＋cos30°cos(－23°27')cos(－30°)=0.48908
h=29°17'
2. 正午太阳高度角的计算
根据公式：
h=90°－φ＋δ
进行计算；特别应注意当计算结果h>90°时，应取补角(即用180°－h作为太阳高度角)。
也可根据
h=90°－|φ－δ|
进行计算，就不需考虑取补角的问题(建议用后一公式计算)。还应注意对南半球任何地区，φ应取负值；在北半球为冬半年(秋分至春分)时，δ也取负值。
例计算当太阳直射20°S时(约11月25日)在40°S的正午太阳高度角。
解：已知φ= －40°(在南半球) δ=－20°
∴h=90°－(－40°)+(－20°)=110°
计算结果大于90°，故取补角，
太阳高度角为：h=180°－110°=70°
也可用上述后一公式直接得
h=90°－|φ－δ| = 90°－|－40°－(－20°)|=70°
3. 计算可照时间
大致分三步：
(1) 根据公式：cosω0 = －tgφtgδ 计算cosω0 的值。
(2) 计算反余弦函数值ω0 ，得日出时角为－ω0 ，日落时角为+ω0
(3) 计算可照时间2ω0 /15°(其中ω0 必须以角度为单位)。
例计算11月25日武汉的可照时间。
解：由附表3可查得δ=－20°，武汉纬度φ=30°
cosω0 =－tgφtgδ=－tg30°tg(－20°)=0.210138
ω0 =77.87°
即：日出时角为－77.87°(相当于真太阳时6时49分)，
日落时角为77.87°(相当于真太阳时17时11分)。
∴可照时间=2ω0/15°=2×77.87°/15°=10.38小时
4. 计算水平面上的太阳直接辐射通量密度
根据公式：Rsb=Rsc?a m sinh
大致分三步进行计算：
(1) 计算太阳高度角的正弦sinh (参看第1，2两部分)。
(2) 计算大气质量数，一般用公式m=1/sinh
(3) 计算Rsb
例1 计算北京(取φ=40°N)冬至日上午10时水平面上的太阳直接辐射通量密度(设Rsc=1367瓦?米-2 ，a=0.8)。
解：已知φ=40°,δ=－23°27'(冬至日)，ω=－30°
sinh=sin40°sin(－23°27') + cos40°cos(－23°27') cos(－30°)=0.352825
m=1/sinh=1/0.352825=2.8343
∴Rsb=Rsc?am sinh=1367×0.82.8343×0.352825=256.25 (瓦?米-2 )
例2 计算武汉(φ为30°N)在夏至日正午时的太阳直接辐射通量密度(已知a=0.8)。
解：已知φ=30°，δ=23°27'，
正午太阳高度角为h=90°－φ－δ=90°－30°－23°27'=83°27'
m=1/sinh=1.00657
Rsb=Rsc?a m sinh=1367×0.81.00657 ×sin83°27'=1084.87 (瓦?米-2)
例3 当太阳直射南半球纬度18°时，试求我国纬度42°处地面上正午时的直接辐射通量密度(已知大气透明系数为0.7，太阳常数为1367瓦?米-2)。
解：已知φ=42° δ=－18° a=0.7
正午时：h=90°－φ+δ=90°－42°－18°=30°
m=1/sinh=1/sin30°=2
Rsb=Rsc?am sinh=1367×(0.7)2 sin30°=334.9 (瓦?米-2 )
5. 计算坡面的太阳直接辐射通量密度
坡面上的直接辐射通量密度计算式为：
Rsb坡=Rsc?a m sinα
其中α为太阳光线与坡面的夹角。
Rsb坡的计算步骤与上述水平面上Rsb的计算类似，但在第2步(计算m)后，应确定夹角α。
例1 计算武汉(φ为30°N)冬至日坡度为20°的南坡和北坡在正午时的太阳直接辐射通量密度(设透明系数a=0.8)。
解：已知φ=30°，δ=－23°27'，正午太阳高度角为：h=90°－|φ－δ|=90°－|30°－(－23°27')|=36°33' m=1/sinh=1/sin36°33'=1.6792(注意：此处计算m时不能用α代替h)。
对于南坡，正午时α=h+坡度=36°33'+20°=56°33'
Rsb南坡=Rsc?a m sinα=1367×0.81.6792 ×sin56°33'=784.14 (瓦?米-2 )
对于北坡，正午时α=h－坡度=36°33'－20°=16°33'(如果北坡坡度大于h时则无直射光，即Rsb 北坡=0)
Rsb北坡=Rsc?a m sinα=1367×0.81.6792 ×sin16°33'=267.71 (瓦?米-2 )
由此题可知冬季南坡暖而北坡冷的一个重要原因在于Rsb南坡和Rsb北坡的差别。
例2 在46.5°N的某地欲盖一朝南的玻璃温室，为了减小反射损失，要使冬至日正午时太阳直接光线垂直于玻璃面，试问玻璃面与地平面的夹角应是多少？冬至日正午时到达玻璃面上的直接辐射通量密度为多少(已知太阳常数为1367瓦/米2，透明系数为0.8)？
解：已知φ=46.5°，δ=－23.5°，a=0.8
(1) h=90°－φ+δ=90°－46.5°－23.5°=20°
m=1/sinh=1/sin20°=2.923804
玻璃面与地平面的夹角β=90°－h = 90°－20°= 70°
(2) 玻璃面上的直接辐射通量密度为
Rsb坡=Rsc?a m sinα =1367×(0.8)2.923804 ×sin90°=711.9 (瓦?米-2 )
例3 在北纬36.5°处有一座山，其南北坡的坡度为30°，试求冬至日正午时水平地面上及南北坡面上的太阳直接辐射通量密度(设大气透明系数为0.8，太阳常数为1367瓦?米-2) 。
解：已知φ=36.5°，δ=－23.5°，a=0.8，坡面坡度β=30°
h=90°－φ+δ=90°－36.5°+(－23.5°)=30°
m=1/sinh=1/sin30°=2
水平地面上直接辐射能量密度Rsb=Rsc?a m sinh =1367×(0.8)2×sin30°=437.4 (瓦?米-2 )
南坡：Rsb南坡=Rsc?a m sinα=Rsc?a m sin(h+β)=1367×(0.8)2 ×sin60°= 757.7(瓦?米-2 )
北坡：Rsb北坡=Rsc?a m sinα=Rsc?a m sin(h－β)=Rsc?a m sin0°=0
由此题可知，一般来说冬季正午南坡上的太阳直接辐射最强，而对坡度大于太阳高度角的北坡，则无太阳直接辐射。所以南坡为温暖的阳坡，北坡为阴冷的阴坡。
六、问答题： 1. 太阳辐射与地面辐射的异同是什么？
答：二者都是以电磁波方式放射能量；二者波长波不同，太阳辐射能量主要在0.15~4微米，包括紫外线、可见光和红外线，能量最大的波长为0.48微米。地面辐射能量主要在3~80微米，为红外线，能量最大的波长在10微米附近。二者温度不同，太阳表面温度为地面的20倍，太阳辐射通量密度为地面的204倍。
2. 试述正午太北半球阳高度角随纬度和季节的变化规律。
答：由正午太阳高度角计算公式h=90°－｜φ－δ｜可知在太阳直射点处正午时h最大，为90°；越远离直射点，正午h越小。因此正午太阳高度角的变化规律为：
随纬度的变化：在太阳直射点以北的地区(φ>δ)，随着纬度φ的增大，正午h逐渐减小；在直射
点以南的地区，随φ的增大，正午h逐渐增大。
随季节(δ)的变化：对任何一定的纬度，随太阳直射点的接近，正午h逐渐增大；随直射点的远离，正午h逐渐减小。例如北回归线以北的地区，从冬至到夏至，正午h逐渐增大；从夏至到冬至，正午h逐渐减小。
在｜φ－δ｜>90°的地区(极圈内)，为极夜区，全天太阳在地平线以下。
3. 可照时间长短随纬度和季节是如何变化的？
答：随纬度的变化：在北半球为夏半年时，全球随纬度φ值的增大(在南半球由南极向赤道φ增大)，可照时间延长；在北半球为冬半年时,全球随纬度φ值的增大可照时间缩短。
随季节(δ)的变化：春秋分日，全球昼夜平分；北半球随δ增大(冬至到夏至)，可照时间逐渐延长；随δ减小(夏至到冬至)，可照时间逐渐缩短；南半球与此相反。
在北半球为夏半年(δ>0)时，北极圈内纬度为(90°-δ）以北的地区出现极昼，南极圈内同样纬度以南的地区出现极夜；在北半球冬半年(δ<0)时，北极圈90°+δ以北的地区出现极夜，南极圈内同样纬度以南出现极昼。
4. 光照时间长短对不同纬度之间植物的引种有什么影响？
答：光照长短对植物的发育，特别是对开花有显著的影响。有些植物要求经过一段较短的白天和较长的黑夜才能开花结果，称短日照植物；有些植物又要求经过一段较长的白天和较短的黑夜才能开花结果，称长日照植物。前者发育速度随生育期内光照时间的延长而减慢，后者则相反。对植物的主要生育期(夏半年)来说，随纬度升高光照时间延长，因而短日照植物南种北引，由于光照时间延长，发育速度将减慢，生育期延长；北种南引，发育速度因光照时间缩短而加快，生育期将缩短。长日照植物的情况与此相反。
而另一方面，对一般作物来说，温度升高都会使发育速度加快，温度降低使发育速度减慢。因此，对长日照植物来说，南种北引，光照时间延长将使发育速度加快，温度降低又使发育速度减慢，光照与温度的影响互相补偿，使生育期变化不大；北种南引也有类似的光温互相补偿的作用。所以长日照植物不同纬度间引种较易成功。而对短日照植物，南种北引，光照和温度的改变都使发育速度减慢，光照影响互相叠加，使生育期大大延长；而北种南引，光温的变化都使发育速度加快，光温影响也是互相叠加，使生育期大大缩短，所以短日照植物南北引种一般不易成功。但纬度相近且海拔高度相近的地区间引种，不论对长日照植物和短日照植物，一般都容易成功。
5. 为什么大气中部分气体成分对地面具有“温室效应”？
答：大气对太阳短波辐射吸收很少，绝大部分太阳辐射能透过大气而到达地面，使地面在白天能吸收大量的太阳辐射能而升温。但大气中的部分气体成分，如水汽、二氧化碳等，都能强烈地吸收地面放射的长波辐射，并向地面发射大气逆辐射，使地面的辐射能不致于大量逸出太空而散热过多，同时使地面接收的辐射能增大(大气逆辐射)。因而对地面有增温或保暖效应，与玻璃温室能让太阳辐射透过而又阻止散热的保温效应相似，所以这种保暖效应被称为大气的“温室效应”。
6. 什么是地面有效辐射？它的强弱受哪些因子的影响？举例说明在农业生产中的作用。
答：地面有效辐射是地面放射的长波辐射与地面所吸收的大气逆辐射之差，它表示地面净损失的长波辐射，其值越大，地面损失热量越多，夜晚降温越快。
影响因子有：(1)地面温度：地面温度越高，放射的长波辐射越多，有效辐射越大。(2)大气温度：大气温度越高，向地面放射的长波辐射越多，有效辐射越小。(3)云和空气湿度：由于大气中水汽是放射长波辐射的主要气体，所以水汽、云越多，湿度越大，大气逆辐射就越大，有效辐射越小。(4)天气状况：晴朗无风的天气条件下，大气逆辐射减小，地面有效辐射增大。(5)地表性质：地表越粗糙，颜色越深，越潮湿，地面有效辐射越强。(6)海拔高度：高度增高，大气密度减小，水汽含量降低，使大气逆辐射减小，有效辐射增大。(7)风速：风速增大能使高层和低层空气混合，在夜间带走近地层冷空气，而代之以温度较高的空气，地面就能从较暖的空气中得到较多的大气逆辐射，因而使有效辐射减小；而在白天风速增大可使有效辐射转向增大。
举例：因为夜间地面温度变化决定于地面有效辐射的强弱，所以早春或晚秋季节夜间地面有效辐射很强时，引起地面及近地气层急剧降温，可出现霜冻。
7. 试述到达地面的太阳辐射光谱段对植物生育的作用。
答：太阳辐射三个光谱段是紫外线(0.15－0.4微米)、可见光(0.4－0.76微米)和红外线(0.76－4微米)。紫外线对植物生长发育主要起生化效应，对植物有刺激作用，能促进种子发芽、果树果实的色素形成，提高蛋白质和维生素含量以及抑制植物徒长和杀菌作用等。可见光主要起光效应，提供给绿色植物进行光合作用的光能，主要吸收红橙光区(0.6－0.7微米)和蓝紫光区(0.4－0.5微米)。红外线主要起热效应，提供植物生长的热量，主要吸收波长为2.0－3.0微米的红外
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。
.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
电磁辐射及原理 1．位函数的方程也称作非齐次的（）方程或者达郎贝尔方程 2．空间各点的标量位和矢量位随时间的变化总是落后于源，因此位函数 及通常称为（） 3．（）是一种基本的辐射单元，它是一个载有时变电流的电流元，其长度远远小于波长，电流近似等值分布 4．近区场是感应场，是（）波，场量与或成反比，场结构与静态场相同 5．远区场是辐射场，是（）波，是球面波，场量与r成反比 6．一个做正弦振荡的电流元可以辐射电磁波，故该电流元又称为（） 7．在离开天线的一定距离处，场量随角度变化的函数称为天线的（） 8．（）：辐射功率与输入功率的比值 9．天线增益：在产生相等电场强度下，点源天线需要的输入功率与实际天线需要的输入功率的比值，它等于天线的方向性系数与其效率的（） 10．麦克斯韦方程组：（）（） 11．动态场中引入的标量位和矢量位是滞后位，即它们的值是由此时刻以前的（）决定的，滞后的时间是电磁波传播从源点到场点所需的时间 12．利用滞后位可计算电流元的（），由此可作出它的方向图并计算其辐射功率，辐射电阻和方向性系数，增益等参量
13．利用电与磁的对偶性和互换原则可以由电偶极子的辐射场直接求出磁偶极子的辐射场。根据电磁学上的（）原理，理想导电金属板上开槽天线的辐射场，可利用它的互补天线求解 14线天线是由许许多多（）组成的． 15．由各段电流元产生的场的叠加，可求得线天线的（）场，许多付天线放置在一起组成天线阵，同样可以利用（）原理求得天线阵的方向图 16．时变场中的矢量位方程和标量位方程为（）和（）。 17．给定标量位及矢量位，式中。 (1)试证明：； (2)求、和； (3)证明上述结果满足自由空间中的麦克斯韦方程。 18．设元天线的轴线沿东西方向放置，在远方有一移动接受台停在正南方而收到最大电场强度，当电台以元天线为中心的圆周在地面上移动时，电场强度逐渐减 小，问当电场强度减少到最大值的时，电台的位置偏离正南方多少度？ 19．上题如果接收台不动，将元天线在水平面内绕中心旋转，结果如何？如果接收台天线也是元天线，讨论收发两天线的相对位置对测量结果的影响。 20．一半波天线，某上电流分布为 ()
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
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 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
二、选择与填空题整理 1.对流层中温度的变化是：【随海拔高度的降低温度升高，湿度加大。】 2. 光合辐射的有效波长：【0.4~0.7um】 3.一团未饱和的湿空气作垂直上升运动时，当r > rd时，大气处于：【不稳定状态】（r相对湿度，rd饱和差，r越大越不稳定） 4.在一天中，土壤表层最低温度出现在：【日将出的是时候】 5.夏热冬冷，春温高于秋温，气温的日较差、年较差大是：【大陆性】气候的特点。 6.在北半球吹地砖风时，背风而立，则低气压在：【左边】 7.暖锋过境，降水区一般出现在：【锋前】 8.在北半球海洋航行，遇到台风威胁时，应驾船驶往风向的【右边】才能脱离危险。 9.昆明四季如春的主要原因【受滇黔准静止锋的影响】 10.每年3月21日前后出现的节气是【春分】 11.根据温度、水分、电荷等物理性质，可将大气从地面到大气上界分为五层，即【对流层】【平流层】【中间层】【热层】【散逸层】 11.空气的饱和差也是反映空气湿度的物理量，当饱和差【小】，空气湿润，当饱和差【大】，空气干燥。 13.气温日较差表示【一天内】最高气温与最低气温之差。 14.根据植物对光照强度的要求，可把植物分为【喜光】【耐阴】 15.大范围地区盛行风随季节变化而引起气候变化的现象称【季风】 16.地中海气候的特点【夏季高温干燥，冬季温暖多雨】 17.根据冷锋移动数度的快慢，可将其分为【急行冷锋】和【缓行冷锋】 18.中国气候的特征有【季风明显、大陆性很强、气候类型多样性】 19.贵州气候的三大特征是【季风性】【高原性】【多样性】 20.小气候的改善主要措施：【灌溉】【翻耕】【镇压】【垄作】及【间作】 21.晴朗的天空呈蔚蓝色是因为【大气对短波的蓝紫光散射的结果】 22.我国新疆的瓜果甘甜可口，最主要的人原因是【光照强度强】 23.“十雾九晴”或“雾兆晴天”主要指的是【辐射雾】 24.相对降水率变大说明【旱涝可能性大】 25.逆温出现说明大气是【稳定】 26.随着绝对湿度的增加，露点温度【增大】27.太阳辐射是【短波辐射】 28.世界有名的大沙漠都分布在【副热带高压带】 29.水分凝结的两个条件是【有凝结核存在】【水汽达到饱和或过饱和】 30.气压场的基本形式有【低气压】【低压槽】【高气压】【高压槽】 31.根据气团的移动，可把锋分为【暖锋】【冷锋】【准静止锋】【锢囚锋】 32.表示季节变化的节气有【立春】【夏至】【秋分】【冬至】 33.季风气候的特点【风向具有明显的季节变化，夏季高温多雨富有海洋性，冬季寒冷干燥富有大陆性】 34.影响我国的主要起团有【极地气团】【热带气团】【赤道气团】【变性的下降气团】【变性的热带海洋气团】【热带大陆气团】【赤道海洋气团】 35.气候形成的主要因素【太阳辐射】【下垫面因素】【大气环流因素】【人类活动因素】 35.作用于风的力有【水平气压梯度力】【水平地转偏向力】【摩擦力】【惯性离心力】 36.我国年降水量的分布特点【夏季多余，冬季干燥，东南多雨，西北干旱】 37.我国属于【亚热带草原湿润季风气候】 38.大气中的O3主要集中在【平流层，该层紫外线辐射强，易形成O3】 39.大气中的水汽【对地面起保温作用】 40.反射率的日变化是早晚大，中午小，其原因是【太阳高度角决定的】 41.露点温度表示【空气中水汽的含量】 42.一个标准大气压等于【1013】百帕。 43.冷暖气团之间的过渡地带称为【锋面】 44.气候形成的基本原因之一是【太阳辐射在地球表面分布不均】 45.我国降水量最多的地区是【台湾北部】 46.贵州辐射能以【西部】最多。 47.干燥疏松的土壤其表土【升温和降温都快】 48.空气中的CO2和H2O能强烈吸收地面放出的【长波】辐射，所以称作【温室气体】 49.导热率大的土壤，其热量传递【快】，地面温度日较差【小】 50.暖锋降水在【锋前】，冷锋降水在【锋后】 51.人类活动对气候的影响是多方面的，在工业地区和大都市局部地区作用更加显著，产生城市【热岛效应】 52.水面蒸发与气温和【饱和差】成正比，与【气压差】成反比。
《气象学与农业气象学基础》 目录 绪论 第一节气象学与农业气象学 第二节大气的组成 第三节大气的结构 第一章辐射 第一节辐射的一般知识 第二节太阳辐射的基本概念 第三节太阳辐射在大气中的减弱第四节到达地面的太阳辐射 第五节地面有效辐射 第六节地面净辐射 第七节太阳辐射与农业生产 第二章温度 第一节土壤温度 第二节水层温度 第三节空气温度 第四节温度与农业生产的关系 第三章大气中的水分 第一节空气湿度 第二节蒸发 第三节水汽凝结 第四节降水 第五节人工影响天气 第六节水分循环和水分平衡 第七节水分与农业生产 第四章气压与风 第一节气压和气压场 第二节空气的水平运动——风第三节大气环流 第四节地方性风 第五节风与农业第五章天气与天气预报 第一节天气系统 第二节天气预报 第六章农业气象灾害 第一节农业气象灾書概述 第二节由水分条件异常引起的气象灾害第三节由温度异常引起的气象灾害 第四节由光照异常引起的气象灾害 第五节由气流异君导致的气象灾害 第七章气候与农业气候资源 第一节气候的形成 第二节气候带和气候型 第三节气候变迁 第四节中国气候特征和中国农业气候特点第五节中国农业气候资源 第六节农业气候生产潜力分析 第七节气候要素的一般表示方法 第八节季节与物候 第八章小气候 第一节小气候形成的物理基础 第二节农业小气候环境的改善 第三节农田小气候 第四节设施农业小气候 第五节农田防护林小气候
绪论 第一节气象学与农业气象学 一、气象学概念、研究内容与气象要素 1气象学（概念：研究大气中各种物理过程和物理现象形成原因及其变化规律的科学。） 物理过程：物质和能量的输送与转化过程，如大气的増热与冷却，水分的蒸发与凝结等； 物理现象：风、云、雨、雪、、冷、暖、干、湿、雷电、霜、露等。 2 研究内容 （1）物理气象学。它从物理学方面来研究大气中的过程和现象，揭露这些过程和现象发展的物理规律。 （2）天气学。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，称为天气。研究天气过程发生发展的规律，并运用这些规律预报未来天气的学科，就是天气学。 （3）气候学。气候是在一较长时间阶段中大气的统计状态，它一般用气候要素的统计量表示。研究气候形成和变化的规律、综合分析与评价各地气候资源及其与人类关系的学科，就是气候学。 （4）微气象学。微气象学是研究大气层及其它微小环境内空气的物理现象、物理过程及其规律的科学，是物理气象学的一个分支。 二、气象要素（概念：表示大气状况和天气现象的各种物理量统称为气象要素。） 1.主要的气象要素有：气压、温度、湿度、降水、蒸发、风、云、能见度、日照、辐射以及各种天气现象。 三、农业气象要素学的定义、任务及研究方法 1.农业气象学概念：研究气象条件与农业生产相互作用及其规律的一门学科。 2.农业气象要素：在气象要素中和农业生产相关的称农业气象要素，包括：辐射、温度、湿度、风、降水等。 3.农业气象的研究内容： （1）农业气象探测：包括一起研制、站网设置、观测和监测方法等。 （2）农业气候资源的开发、利用和保护 （3）农业小气候利用与调节 （4）农业气象减灾与生态环境建设 （5）农业气象信息服务：气象预报与气象情报 （6）农业气象基础理论研究 （7）应对气候变化的农业对策 4.农业气象学的任务：（1）农业气象监测。（2）农业气象预报与情报（3）农业气候分区、区划、规划与展望 （4）农业气象措施、手段的研究（5）农业气象指标、规律、机制与模式的研究 5.研究方法：通过调查、观测、试验等结合完成。 6.平行观测法：（1）生长发育状况和产量构成 （2）主要气象要素、农田小气候要素、农业气象灾害的观测和田间管理工作的记载。 7.在平行观测的普遍原则和指导下，还采用下列方法： （1）地理播种法。（2）地理移置法或小气候栽种法。（3）分期播种法。 （4）地理分期播种法。（5）人工气候实验法。（6）气候分析法。 四、我国气象及气象学的发展简史 第二节大气的组成 一、大气的组成 大气（按成分）分类：干洁空气、水汽、气溶胶粒子 （一）干洁空气组成（25km以下）（%）
第七章气候与农业气候 一、名词解释： 天文辐射气候带气候型小气候活动面农田小气候 二、填空题； 1、影响的气候形成因素有( ) ( ) ( ) ( )。 2、下垫面对气候的影响包括( ) 、( )、( ) 。 2、北半球的气候带有赤道气候带、热带气候带、( )、( )、 ( )、极地气候带。 3、中国气候特征为( ) 、( )、( ) 。 3、中国可分为( ) 、( )、( ) 三大气候区。 4、气候四季是：候平均温度( ) 为冬季，候平均温( ) 为夏季。 5、根据天文季节的划分，( )为冬季，( )为夏季。 6、根据天文季节的划分，( )为春季，( )为秋季。 三、多选题：（下列选项中至少要选择两项） 1、天文能辐射的特点是( ) ( ) ( ) ( ) A、辐射总量随纬度的增高而增加；b、夏半年辐射总量最大值在赤道； C、夏半年辐射总量最大值在副热带；d、同一纬度上辐射总量相等。 2、季风气候( ) ( ) ( ) ( )。 A、是大陆性气候与海洋性气候的混合型；b、冬季气候具有大陆性；c、夏季气候具有海洋性；d、沙漠气候与海洋性气候的混合型。 3、地中海气候( ) ( ) ( ) ( )。 A、是大陆性气候与海洋性气候的混合型；b、冬季气候具有大陆性，夏季气候具有海洋性；c、冬季气候具有海洋性，夏季气候具有大陆性；d、也称橄榄气候。 4、草原气候和沙漠气候的共同特点是( ) ( ) ( ) ( )。 A、降水少且集中夏季；b、蒸发量超过降水量； c、日照充足，太阳辐射强； d、气温年、日较差大。 5、我国的气候大区为（）（）（）（） ①东部季风区；②西北干旱区；③青藏高寒区；④热带雨林区。 6、我国的农业气候资源特征是（）（）（）（） A、光资源充足，利用潜力大；b、热量资源丰富，有利于多种植物种植； c、东部季风区光、热、水同季； d、地形复杂，气候多样、灾害频繁。 四、改错（请将下列错误改正确） 1、高山气候具有大陆性，高原气候具有海洋性 2、我国具有除极地气候外的所有气候类型。 3、热带气候带的自然植被为树林草原，营养生长在雨季，结实收获在干季。 4、副热带气候带由于受副热带高压下沉气流的控制和信风带盛行陆风的影响，温度高雨水少，以至形成沙漠气候。世界上最大的沙漠都在副热带。 五、判断题：（正确√，错误×） 1、高山气候具有海洋性，高原气候具有大陆性。 2、草原气候是半干旱大陆性气候，而沙漠气候则是极端干燥的大陆性气候。 3、我国具有除极地气候和地中海气候外的所有气候类型。 4、农田中光的分布符合比尔-郎伯定律。 六、简答题：
第二章电磁辐射与地物光谱特征 ·名词解释 辐射亮度：由辐射表面一点处的单位面积在给定方向上的辐射强度称为辐射亮度。 普朗克热辐射定律：在一定温度下，单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为B(λ，T)=2hc2 /λ5 ·1/exp(hc/λRT)-1 灰度波谱：用该类型在该波段上的灰度值反应的波谱曲线 黑体辐射：任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领，为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body)，以此作为热辐射研究的标准物体。 电磁波谱：将电磁波按大小排列制成图表。 太阳辐射：太阳射出的辐射射线 瑞利散射：大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射 米氏散射：当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射 地球辐射：地面吸收太阳辐射能后，向外辐射的射线。 地物波谱特性：各种地物因种类和环境条件不同,都有不同的电磁波辐射或反射特性 反射率：地物反射能量与入射总能量之比。 比辐射率：某一物体在一特定波长和温度下的发射辐射强度与理想黑体在相同波长和温度下所发射的辐射强度之比。 后向散射 ·问答题 地球辐射的分段特性是什么？ 当太阳辐射到达地表后，就短波而言，地表反射的太阳辐射成为地表的主要辐射来源，而来自地球本身的辐射，几乎可以忽略不计。地球自身的辐射主要集中在长波，即6um以上的热红外区段，该区段太阳辐射的影响几乎可以忽略不计，因此只考虑地表物体自身的热辐射。两峰交叉之处是两种辐射共同其作用的部分，在2.5~6um，即中红外波段，地球对太阳辐照的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略。 什么是大气窗口?试写出对地遥感的主要大气窗口 答：大气窗口的定义：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高 的波段成为大气窗口。 包括：部分紫外波段，0.30 m μ~0.40m μ，70%透过。 全部可见光波段，0.40 m μ~0.76m μ，95%透过。 部分近红外波段，0.76 m μ~1.3m μ，80%透过。 近红外窗口：1.5 m μ~2.4m μ，90%透过，可区分蚀变岩石。 包括两个小窗口：1.5 m μ~1.75m μ 2.1 m μ~2.4m μ。 中红外窗口：3.5 m μ~5.5m μ，反射和发射并存。 包括两个小窗口（反射和发射混合光谱）：3.5 m μ~4.2m μ 4.6 m μ~5m μ 远红外窗口：8 m μ~14m μ，发射电磁波，热辐射。 微波窗口：0.5cm~300cm
《农业气象学》模拟试题(一) 二.填空题: (每小题 2 分,共 20 分) 1.某一瞬间大气的状态和大气现象的综合称天气; 2.辐射具有波粒二象性_性,即既表现为波动性,又表现为粒子性; 3.在地面辐射差额 R = (S'+ D)(1 - α) - r 公式中, α 为反射率 , r 为地面有效辐射 ; 4.土壤温度日较差主要决定于土壤之间的导热率和土壤温度, 同时还受地面和大气间乱流热量交换等因素的影响; 5.在农历廿四个节气中,以立春、立夏、立秋、立冬四个节气作为四季的开始; 6.大陆性气候的地区,降水量主要集中在夏季节,降水变率比其它地区为大; 7.青藏高原把西风环流分为南和北两支,使其范围扩大; 8.大陆度与气温年较差成正比,与地理纬度成反比; 9.农业气候三要素是光、热、水; 10.农田中的外活动面位于植物高度2/3处; 三.选择题: (每小题 2 分,共 20 分) 1.夜间地面温度低于空气温度时,辐射热通量方向由 ____ 指向 ____ ;A A.地面;空气 B.空气;地面 C.一侧空气;另一侧空气 D.地面一侧;地面另一侧 2.农业气象学中通常把大气辐射称为 _____ ;C A.短波辐射 B.中波辐射 C.长波辐射 D.超长波辐射 3.在北半球 0 - 66.5° N 纬度间,一年中白天最长的一天是 ____ 日;B A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至 4.某年或某月的实际降水量与多年平均降水量的差值称为降水 ____ ;A A.距平 B.平均变率 C.极差 D.相对变率 5.地面覆盖后,除阴雨天外,各深度的日平均土温比未覆盖的 ___ ,增降温效应表层比下层 ____ ;A A.高;小 B.低;小 C.高;大 D.低,大 6.疏透结构林带其背风侧的最小风速,大致出现在林高 ____ 倍的地方;B A. 1 B. 3 C. 4 D. 6 7.摩擦层中的风压定律为:在北半球,背风而立,高压在 ____ ,低压在 ____ ;C A.右前方;左前方 B.右前方;左后方 C.右后方;左前方 D.右后方;左后方 8.夏季高温与少雨相结合,冬季寒冷与潮湿相结合,这种气候型属于 ____ 气候型;B A.草原 B.地中海 C.季风 D.高山 9.凹陷地形气温日较差比凸地为 ___ ,干燥土壤气温日较差比湿土为 ____ A A.大;大 B.小;大 C.大;小 D.小;小 10.下述的几种风哪一种不是地方性风 ____ ;C A.海陆风 B.山谷风 C.季风 D.焚风 四.判断题: (每小题 2 分,共 10 分.你认为对的,在题后括号内标"对",不对的标"错") 1.地球大气,按其物理性质的垂直分布,可分为:对流层;平流层;电离层;散逸
第二章光学分析法导论 一、选择题 1．电磁辐射的粒子性主要表现在哪些方面（） A．能量 B．频率 C．波长 D．波数 2．当辐射从一种介质传播到另一种介质时，下列哪种参量不变（） A．波长B．速度C．频率D．方向 3．电磁辐射的二象性是指（） A．电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成 B．电磁辐射具有波动性和电磁性 C．电磁辐射具有微粒性和光电效应 D．电磁辐射具有波动性和粒子性 4．可见光区、紫外区、红外光区、无线电波四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域分别为（） A．紫外区和无线电波区 B．可见光区和无线电波区C．紫外区和红外区 D．波数越大 5．有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
电磁辐射的（） A．能量越大 B．频率越高 C．波长越长 D．波数越大 6．波长为0.0100nm的电磁辐射的能量是（） A．0.124 B．12.4eV C．124eV D．1240 eV 7．受激物质从高能态回到低能态时，如果以光辐射形式辐射多余的能量，这种现象称为（） A．光的吸收 B．光的发射 C．光的散射 D．光的衍射 8．利用光栅的（）作用，可以进行色散分光。 A．散射 B．衍射和干涉 C．折射 D．发射 9．棱镜是利用其（）来分光的。 A．散射作用 B．衍射作用 C．折射作用 D．旋光作用 10．光谱分析仪通常由以下（）四个基本部分组成。A．光源、样品池、检测器、计算机 B．信息发生系统、色散系统、检测系统、信息处理系统 C．激发源、样品池、光电二级管、显示系统 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
D．光源、棱镜、光栅、光电池 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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。
气象学知识整理 ㈠名词解释5×2′㈡填空20×1′㈢判断10×1′㈣选择10×1′㈤填图2×5′㈥简答3×5′㈦计算2×5′㈧论述1×15′ 名词解释 1.气象学：气象学就是研究大气中所发生的各种物理现象和物理过程的形成原因，时、空分布和变化规律的学科。 2.农业气象学：农业气象学就是研究气象条件与农业生产相互 关系及相互作用规律的一门学科，它是广义农学（含农、林、牧、渔、农经等）与气象学之间相互渗透的交叉学科。 3.大气污染：由于自然过程和人类活动的结果，直接或间接地把大气正常成分之外的一些物质和能量输入大气中，其数量和强度超出了大气的净化能力，以致造成伤害生物、影响人类健康的现象称大气污染。 4.黑体（绝对黑体）：吸收率等于1的物体为黑体。如果有一物体，在任何温度下，对任何波长的入射辐射能的吸收率都等于1，即对投射于其上的辐射能全部吸收，这种物体就成为绝对黑体，简称为黑体。 5.灰体：如果一个物体的吸收率为小于1的常数，并且不随波长而改变，这种物体称为灰体。 6.*太阳常数：当日、地间处于平均距离时，在大气上界垂直于太阳入射光线表面的太阳辐射的辐照度称为太阳常数。建议取值1367±7W?m﹣2，通常采用1367W?m﹣2.
7.温室效应：由于大气对太阳短波辐射吸收很少，易于让大量的太阳辐射透过而达到地面，同时大气又能强烈吸收地面长波辐射，使地面辐射不易逸出大气，大气还以逆辐射返回地面一部分能量，从而减少地面的失热，大气对地面的这种保暖作用，称为“大气保温效应”，习惯称“温室效应”。 8.光合有效辐射：太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光合有效辐射（PAR） 9.*逆温现象：在对流层中，总的看来气温是随着高度的增加而递减的。但就其中某一层而言，在一定条件下，有时可出现气温随高度增高而增加（气温垂直梯度为负值）的现象，叫做逆温现象。按形成原因分辐射逆温、平流逆温、下沉逆温、锋面逆温 10.三基点温度：温度对于植物生命、生长和发育过程的影响，从其生理过程来讲，都有3个基本点温度，简称三基点温度，即最适温度、最低温度和最高温度。 11. “温周期现象”：植物的生长和产品品质，在有一定昼夜变温的条件下比恒温条件下要好。这种现象称“温周期现象”。 12.饱和差：某一温度下的饱和水汽压与实际水汽压之差，称饱和差。单位hPa d﹦E－e d越小，空气越接近饱和即越潮湿d＝0时空气达饱和 13.露点温度：当空气中水汽含量不变且气压一定时，通过降低温度，使未饱和空气达饱和时所具有的温度称露点温度，简称露点。 气压一定，水汽越多，露点越高；反之越低
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
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？
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。