主要知识点
?理想气体状态方程
?绝热过程与位温
?饱和水汽压、冰面饱和水汽压
?饱和绝热与假绝热
?抬升凝结高度、自由对流高度、浮力能量、对流凝结高度
?均质核化、异质核化
?曲率效应、溶质效应
?临界过饱和度/临界半径
?Kohler曲线、霾的形成
?云滴碰并增长、末速度
?冰云核化、贝吉隆Bergeron过程
?气溶胶、凝结核、云凝结核
?气溶胶分类、源、汇、寿命、分布
?气溶胶吸湿参数
?气溶胶对云和降水的影响
?气溶胶直接效应、间接效应
?短波辐射、长波辐射、温室效应与温室气体
?大气吸收谱与大气窗区
?云对地球辐射的影响
?Chapman机制、催化损耗循环、南极臭氧损耗机制、北极何时出现臭氧洞
?边界层、地表能量平衡、地表水平衡
?静力稳定度、动力不稳定
?边界层日变化
?海陆风、山谷风、城市热岛效应
?Rayleigh散射、米散射
?对流层顶定义、对流层顶分布特征
?热带对流层顶层
第二讲
大气科学研究手段
?探测设备研制——研制少、技术落后、水平低
?野外观测——试验少、国外仪器、手段单调（促进国外改进设备）
?遥感反演（卫星、飞机、地基、移动）——国外观测、反演理论与方法少、验证工作多?资料同化（同化方案、资料库）——国外模式、理论研究多、无国产品
?诊断分析——国外资料、国外卫星资料、国外模式资料、工作众多（促进国外完善资料）?数值模拟（模式研制、运行者）——国外模式、研制改进少、运行者众多（促进国外完善模式）
关于探测的一些注意事项
1.视事未必是事实
2.精确测量未必就是测量精确
大气物理学范畴
?大气物理学寻求从物理原理来解释大气中发生的各种时间与空间尺度的现象。大气物理学可以广泛地认为包括所有大气现象。流体力学、热力学、电磁学
?大气科学领域传统上把大气物理学与大尺度动力学（中尺度、天气尺度、行星尺度）
以及大气化学区分开来。
?领域：大气辐射、气溶胶物理学、云物理学、大气电学、大气边界层物理学、小尺度大气动力学。大气化学
?目的（社会需求）：提高天气、气候预测水平。
大气物理学研究特点
?实验科学，探测（实验）能力→研究水平
?探测平台：地面观测、雷达；风筝、气球、平流层气球；飞机（无人机）、轮船、浮标、火箭、卫星
?探测内容：常规要素（风温压湿、辐射）→湍流通量→云微物理量→大气成分?实验室实验：化学反应（截面、常数、速率）、微物理（云滴、起电）
大气物理学主要挑战
?领域：大气辐射、气溶胶物理学、云物理学、大气电学、大气边界层物理学、小尺度大气动力学。
?在每一个领域，我们对最基本问题所涉及的物理原理都有很好的认识。
?但是，单独认识这些物理原理并不能保证对所观测到的大气现象有充分的认识，这是因为这些现象本质上是很复杂的，是各种物理过程之间错综复杂的相互作用的结果。
另外，这些作用跨越很大的时间空间尺度，许多小尺度过程对大尺度过程有显著的群体效应（例如云滴的群体相互作用对云生命期的影响，云的演变对天气发展的影响，天气发展对气候的影响）。
几个重要概念
?能量收支：温室气体、反照率（冰雪）、云、气溶胶
?水循环：蒸发、降水、径流
?碳氮循环：排放、光合、源汇
?多尺度、相互作用、非线性、复杂
?参数化
?非均匀：植被、城市化、沙漠绿洲、水面
?复杂地形：深大地形
?边界：地表、边界层顶、对流层顶
云的形成
理想气体状态方程：
?是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程。?pV=mRT，R是摩尔气体常数，取决于所考虑的气体。
?气体密度ρ=m/V，则p= ρRT
?阿伏伽德罗假设：含有相同分子数的气体在相同温度和压强下体积相同。
?气体摩尔数n=m/M（分子量），普适气体常数R*=R/M，则pV=nR*T，R*=8.3145J K–1 mol–1。绝热过程与位温：
?气体从原有的压强与温度出发，绝热膨胀或压缩到标准压强时(1000mb)的温度。可用来比较不同气压下的气体热状态。
?泊松方程θ=T(p0/p)R/cp，c p是气体定压比热，对于干空气而言，R/c p≈0.286。
?干绝热温度递减率：–(dT/dz)=g/c p=Γd，9.8 C/km。
饱和水汽压：
?一个密封的盒子装有温度为T（假设维持不变）的纯水。假设初始盒子中空气完全是干燥的，水将开始蒸发。在蒸发过程中，盒子中的水分子数增加，从而导致水汽压增加。当水汽压不断增加时，水汽分子返回液态水面的速率也会增加。如果，返
回速率低于蒸发速率，则盒子中的空气是未饱和的。当盒子中的水汽压增加到一定程度，返回率等于蒸发率，则盒子中的空气相对于温度为T的纯水面是饱和的。此时水汽压强e s称为温度T时纯水面上的饱和水汽压。
饱和水汽压公式：
?水汽压随温度非线性变化，满足克劳修斯-克拉伯龙（Clausius-Clapeyron）关系。
?
?饱和水汽压、蒸发比潜热、水汽气体常数
?August-Roche-Magnus近似表达式：
?T摄氏度
冰面饱和水汽压：
?如果把水换成温度为T的冰面，当返回率等于蒸发率时的水汽压e si称为温度为T时的冰面饱和水汽压。
?e si与e si是温度T的函数，也受液（或冰）面形状影响。
?在任何温度下，冰的蒸发率都小于水的蒸发率，因此e s(T)>e si(T)。
?随着温度增加，水分子脱离水面或冰面的速率增加，因此，es与esi都随温度增加。
es—esi的大小在—12 C左右达到最大。
?所以，如果冰晶粒子处于水面饱和空气，水汽分子将沉积在冰晶粒子上，从而会增长。
湿度表达方式
?比湿：单位质量空气（干空气+水汽）中水汽质量mv所占的比例，称作比湿q ?相对湿度（液面），空气相对湿度定义为空气中水汽分压与空气温度饱和水汽压（液面）之比，
露点与霜点
?露点（dew）T d：是在维持空气气压不变的情况下，把空气冷却到相对于纯水面（平面）来说达到饱和时的温度。
?霜点（frost）T f：是不改变气压条件下，把空气冷却到相对于纯冰面（平面）为饱和时的温度。
饱和绝热与假绝热
?气块上升时，温度以干绝热递减率降低，直到气块达到水汽饱和为止。
?再上升液态水（或冰晶）凝结（或凝华），释放潜热，则气块温度递减率变小。
?如果全部凝成物保留在上升气块内，如果所释放潜热没有流出该气块，则该过程可视为绝热的（可逆的），即饱和绝热过程。
?但是，如果全部凝成物都掉出气块，则这一过程是不可逆的，则气块经历了一次假绝热过程。
?饱和绝热递减率与假绝热递减率基本相同。
抬升凝结高度（Lifted condensation level）
?干绝热上升，气温下降，RH增大，因为空气中水汽含量不变（比湿），而饱和水汽压随温度指数下降。如果气块到达LCL，则气块中水汽开始凝结，形成云滴。
?对于从地面机械抬升过程而言，LCL是云底高度很好的近似。
静力稳定度
?气块温度小于环境温度
自由对流高度（Level of Free Convection）
?气块温度等于环境温度，气块饱和，凝结
?平衡高度EL（气块温度等于环境温度）
?理论上，EL是该环境条件下雷暴可达到的最大高度（环境空气夹卷）
?可用来预报雷达观测到的雷暴高度
浮力能量
?负阴影区面积为负浮力能量（CIN），是气块要到达LFC必须克服的能量。它是低层大气中垂直上升运动的环境阻力。
?正阴影区面积是正浮力能量，上升气块可加速到达EL并维持雷暴。也称为对流有效位能CAPE （Convective Available Potential Energy）。EL垂直速度：?对于某一给定环境，负面积越小、正面积越大，则雷暴越易形成且强大。当盖子一揭开，位能快速转变成动能，加速气块向上运动，上升速度有时可达50m/s。
?探空数据可以实时用斜温度对数压力图（Skew-T）显示，并标出正面积和负面积，估计雷暴发生的可能性。
如何增加浮力能量？
?如果在地面加热或增湿，负面积将减小。如果在LFC上方有冷空气侵入（例如急流附近常出现的），正面积将增大。
?从下面加热或从上面冷却的过程都将刺激和加强雷暴的发展。
增加浮力能量的方式
日变化
?假设午后地面温度升高而露点不变，则干绝热线向上抬，而等混合比线不变。两线相交得到一个新的LCL，比早晨的要高，即积云底升高。因此夏季，早晨的云底距离地面较近，而下午要高一些。
?在LCL之上，沿着湿绝热线继续抬升气块，与温度廓线相交，得到一个新的LFC。新的负面积较之前要小，意味着地面加热使得阻力减弱，只需要少量的能量就可以让气块到达LFC。
?如果气块继续上升，则在LFC之上温度沿着湿绝热线变化，直至EL，注意正面积大于之前面积。
?因此，地面及热不仅减小了阻力使得深对流容易启动，而且也增大了CAPE，使得深对流变强。
?Skew-T分析从温度、露点（湿度）与能量角度解释了，为什么雷暴容易发生在下午地面空气最热时，且最强。
雷暴形成的三要素
?雷暴形成必须满足三个要素：湿度、不稳定、垂直上升运动。在斜温图上，湿度可通过露点和混合比估计。不稳定度决定于温度递减率和正面积大小。
?要形成深对流雷暴，气块必须到达LFC。需要某种外部过程把气块抬升到LFC，这就需要考查斜温图以外的天气条件。常见的抬升源包括冷锋、海风、地形抬升、其他雷暴引起的阵风、强地表加热产生空气热泡。外源强迫必须提供克服斜温图中负面积所需的能量。
预估白天浮力能量
?通常早晨的探空资料会显示，在地面之上存在一个温度逆温（即温度随高度增加），这是由于夜间地面冷却造成的。
?假设白天加热会驱散早晨逆温，我们可以估计白天温度廓线，从而估计负面积和正面积大小。
?最常用的方法是，首先估计地面温度，再向上沿着干绝热线，直到与早晨廓线相交。预估白天浮力能量
?对于湿度来说，在平静凉爽的早晨，露点通常接近于最低温度，夜晚蒸发的水汽在地面逆温层堆积。白天空气加热，水汽在加热层（地面温度干绝热线与环境温度廓线的交点）内混合。常用平均法来代表加热层内湿度。如用露点廓线最低100mb层的平均混合比，即画一条平行于混合比的线，是两边面积相等。
?气块上升时，用地面温度干绝热线及平均混合比线，相交点称作对流凝结高度（CCL），而不是LCL。原理一样，唯一区别是CCL是一层的平均，而LCL是只由地面值得到。
根据不同的情形，气象学家采用CCL或LCL来预测云底高度。
预估白天浮力能量
?可以根据探空廓线来估计需要多少地表加热来消除稳定边界层。
?“对流温度”是指，要消除温度廓线中逆温层，地表空气块必须加热达到的温度。确定该温度需要分两种情况。一、如果通过地表露点的饱和混合比线与实际环境温度廓线的相交点位于逆温层顶或之上；二、如果通过地表露点饱和混合比线位于逆温层之下。
预估白天浮力能量
?步骤一：找出通过早晨地表露点的饱和混合比线，向上画直至与温度廓线相交，该交点位于逆温层顶或之上，则该点称为对流凝结高度（CCL）。
?CCL是当地表气块加热到对流温度（对流温度是指地表空气加热到绝对不稳定的最低温度）时，对流云底出现的高度。
?CCL是LCL与LFC的一种组合。对流温度是加热地表气块从而消除逆温，出现绝对不稳定的温度。
预估白天浮力能量
?如果通过地表露点的饱和混合比线与温度廓线的交点文娱逆温层之下，则怎么办？预估白天浮力能量
1.通过地表露点画饱和混合比线。
2.通过逆温鼻尖画湿绝热线并延长，直至与饱和混合比线相交，则交点为CCL。
3.从CCL向下画干绝热线至地面，得到对流温度。
4.向上延长湿绝热线至新的EL，则新的CAPE可从逆温层鼻尖至EL层内计算。“降水”
可能是：
1.雨
2.雪
3.雹
4.其他
然而，必须是到达地面。
否则，称为“雨幡virga”—较重的水凝物掉出云底，但在到达地面之前蒸发了。
水凝物（Hydrometeors）大小：云滴大小比雨滴要小几百倍，质量小百万倍。
控制水凝物增长的三个过程
1.核化（Nucleation）：水汽在云凝结核（CCN）上凝结或沉积。
可以是“均质homogeneous”或“异质heterogeneous”
均质核化：
发生完全洁净的空气中
在实际大气中是不可能的
“异质核化”
空气中的杂质使得凝结或沉积容易发生
云凝结核（Cloud Condensation Nuclei, CCN），大气中含量非常丰富
2扩散：水汽向云滴的输送
3碰撞：小云滴粘在的一起的增长
凝结与蒸发
每个水凝物都同时存在两个过程：
1.水汽分子不断地凝结到水滴
2.水分子不断地从水滴蒸发出来
水滴要增长，凝结过程必须比蒸发过程要快得到！
控制蒸发速率的两个效应
1.曲率效应
2.溶质效应
“曲率效应Curvature Effect”
小水滴半径小或曲率半径小
大水滴曲率半径大
平面曲率半径无穷大
随着曲率半径的减小蒸发速率增加！
由于小水滴蒸发速率快，因此很难增长！
“溶质效应（Solute Effect）”
溶液比纯水蒸发要慢
很多CCN溶解于云滴，形成溶液
小水滴溶液浓，而大水滴比较稀释
因此，小水滴比大水滴蒸发要慢，决定于曲率效应与溶质效应之间的平衡
Kohler Equation
把曲率效应和溶质效应结合在一起得到方程
方程左边是相对湿度
方程右侧分子是曲率效应T=温度（K ） R=水滴半径（微米）
右侧分母是溶质效应：
Kohler 曲线
Graphs of the Kohler equation are called “Kohler Curves”.
We’ll discuss plenty of examples now.
纯水的Kohler 曲线
盐CCN 的Kohler 曲线
第三讲
云微物理过程
? 这些过程包括：
– 核化：水汽核化成水滴和冰晶
– 扩散增长：云滴（凝结condensation ）与冰晶（沉积deposition ）的扩散增长 – 捕获过程（collection ）：云滴（碰撞-合并collision -coalescence ）、冰晶 （凝聚
aggregation ）、冰与水（淞结riming ）的捕获过程形成降水粒子
– 粒子的平流（advection ）与沉降（sedimentation ）
– 云和降水粒子的蒸发（evaporation ）、升华（sublimation ）、融化melting
3
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大气物理学题库答案
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
中国科学院大气物理研究所硕士研究生入学考试 《大气物理学基础综合》考试大纲 本《大气物理学基础综合》考试大纲适用于中国科学院大气物理研究所大气科学学科有关专业的硕士研究生入学考试。大气物理学是大气科学的重要分支，是许多专业学科的基础理论课程。 大气物理学考试内容主要包括大气组成与物理特性及其垂直结构、大气辐射学、大气边界层物理、云和降水物理学和大气电学等几大部分。要求考生对这几部分的基本概念有较深入的了解，掌握描述大气状态和变化的基本原理和公式及其应用。 一、考试内容 （一）地球大气的成分与分布 1．对流层干空气的主要组成成分与次要组成成分 2．干空气状态方程 3．地球大气中与人类生存有关的碳化合物的主要来源及影响4．臭氧的产生、空间分布及臭氧损耗 5．大气中硫的化合物及氮的化合物的来源及影响 6. 表示大气湿度的物理量及相互关系 7. 克拉珀龙－克劳修斯方程 8. 水汽的状态方程 9. 湿空气的状态方程 10.大气气溶胶的概念、谱分布、来源及在大气过程中的作用（二）大气气压场及大气的分层结构 1. 大气静力学方程、大气压力与高度的关系
2. 标准大气 3. 全球海平面气压分布特征 4. 大气的垂直分层及其特点 （三）大气辐射学 1.大气辐射场的物理量 2.大气辐射的基本定律 3.大气分子吸收（谱） 4. 大气粒子对辐射的散射理论 5. 太阳辐射在地球大气中的传输 6. 地球－大气系统的长波辐射 7. 地气系统的辐射平衡 （四）大气热力学 1. 大气热力学基本规律 2. 大气中的干绝热过程 3. 温度对数压力图解 4. 绝热等压混合过程 5. 大气静力稳定度判据以及条件性不稳定 6. 形成大气逆温层的原因 （五）大气动力学 1. 大气动力学基本方程组 2. 大气运动的尺度分析及近似 （六）大气边界层 1. 湍流及大气湍流的基本特征 2.大气湍流特征量的统计描述 3. 大气湍流的控制方程
大气物理学在线考试复习资料 一、单选题（） 1.冬季沿海地区经常形成的逆温是（ D ） A辐射逆温 B下沉逆温 C地形逆温 D平流逆温 4.台风属于（ B ）系统。 A大尺度 B中尺度 C小尺度 D微尺度 5.夏季的台风属于（ B ） A暖高压B暖低压C冷高压D冷低压 7.白贝罗的风压定律是关于在北半球，背风而立，高压在（ D ）A上 B下 C左 D右 8.根据测量结果，碘化银成冰阈温大致为，浸润冻结为（ B ）A-20～-19℃ B-9～-8℃ C-16～-13℃ D-5～-3℃ 1.大雨滴对可见光的散射属于（C ） A 瑞利散射 B 米散射 C 几何光学散射 D 大粒子散射 2.云滴对可见光的散射属于（ B） A瑞利散射 B 米散射 C 几何光学散射 D 大粒子散射
3.夏季对我国东部沿海地区影响很大的副热带高压属于（ A）A暖高压 B冷高压 C暖低压 D冷低压 4.无机冰核以（D ）代表。 A二氧化碳 B 氮气 C 丙烷 D 碘化银 5.在晴朗无云的夜间，容易形成的逆温是（A ） A 辐射逆温 B 下沉逆温 C 地形逆温 D 平流逆温 6.气体分子对可见光的散射属于（A ） A 瑞利散射 B米散射 C几何光学散射 D 大粒子散射 7.温带气旋属于（C ）系统。 A 大尺度
B 中尺度 C 小尺度 D 微尺度 8.单位时间内通过某一平面的辐射能称为（ D） A 辐亮度 B 辐射率 C 辐射通量密度 D 辐射通量 9.地转平衡条件下的水平风称为（A ） A 地转风 B 热成风 C 梯度风 D 旋衡风 10.雨滴的形成增长主要是（ C） A湍流碰并 B 布朗碰并 C 重力碰并 D 气压梯度力碰并 10.根据测量结果，碘化银成冰阈温大致为，接触冻结为（B）（4分）A -20～-19℃B -9～-8℃C
大气科学概论知识梳理（大气的基本知识）一、地球大气成分由三个部分组成Clean Air【没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气】①干洁大气（即干空气）Moisture 水汽（滴）② Impurity 悬浮在大气中的固液态杂质③ 二、低层大气的各种主要成分N2)：氮气（①存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。）：氧气（O2②是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参加大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。）：臭氧（O3③ 时空变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。 空间变化：平：由赤道向两极增加。水 ，含量极少。～60km 垂直：55 ，达最大值，形成臭氧层；～25km 20 15km以上，含量增加特别显著；12 ～ 10km向上，逐渐增加；从 近地面，含量很少； 臭氧的作用： 对紫外线有着极其重要的调控制作用。a. 对高层大气有明显的增 b. 温作用。 CO2) 二氧化碳（④ 空间变化：水平：城市大于农村；
垂直：0～20km，含 量最高；20km 以上，含量显 著减少。 作用： a.绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。 b.强烈吸收长波辐射（地面辐射、大气辐射），使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。 三、水汽来源：主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。① ②时空变化：时间：夏季多于冬季 空间：一般低纬多于高纬，下层多于上层。 ③作用： a.在天气气候变化中扮演了重要角色。 b.能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对大气起着“温室效应”。 四、大气中的杂质 在大气中悬浮着的各种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分）。 气溶胶的作用： ①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射； ②缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量； ③降低大气透明度，影响大气能见度； ④充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。 五、气温、 ①定义：表示大气冷热程度的物理量，反映一定条件下空气分子平均动能大小。 通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。 ②单位：摄氏度（℃）温标；绝对温标，以K表示；华氏温标：℉，水的沸点为212℉ ③单位换算：
第八章第三节大气压强 一、必背知识点 ◆大气压强的定义：大气对浸入其中的物体产生的压强，叫做大气压强，简称大气压。 例1：用嘴吸装矿泉水的空塑料瓶的瓶口，瓶会变塌.空塑料瓶变塌的原因是__________________________。例2：下列现象中没有利用大气压强的是（） A．把药液注射进肌肉里B．用吸管吸瓶中的饮料 C．茶壶上留有小孔D．利用离心水泵抽水 ◆大气压的利用：吸管吸水，水泵抽水，吸盘 ◆马德堡半球实验的意义：证明了大气压的存在 ◆证明大气压存在的其他实验：①瓶吞鸡蛋②纸片托水等等。 ◆托里拆利实验： （1）现象：玻璃试管内的水银高出液面760mm （2）结论：此时的大气压强等于760mm水银产生的压强 （3）意义：托里拆利实验既证明了大气压的存在又测出了大气压的值 注意：①玻璃管的粗细与测量结果无关 ②在实验中应竖直放置，如果玻璃管倾斜，则管内水银柱长度将，水银柱竖直高度将。 ③将玻璃管向上提或者向下压，管内外的高度差_________。 ④本实验若把水银改成水，则需要的玻璃试管长度为10.336m。解释 例3：在托里拆利实验中，玻璃管内液柱的高度取决于（） A 外界的大气压强 B 外界大气压强和管粗细 C 外界大气压强和液体密度 D 外界大气压强和玻璃管的倾斜度 ◆标准大气压为：1个标准大气压相当于760mm水银产生的压强，为1.013×105 Pa。 ◆大气压的变化：空气越稀薄，大气压强越小。海拔越高，大气压强越小。 注意：①大气的密度不是均匀的，所以大气压的值是不固定的。我们只能用托里拆利实验测出某个地点在某个时刻的压强 ②大气压与天气有密切的关系 ◆大气压与液体沸点的关系：大气压强与液体的沸点成正比 例4：下列说法正确的事（） A 大气压随高度的减小而均匀减小 B 一切液体的沸点，都是气压减小时升高 C 高度越高，大气压越小D高山上做不熟饭，是因为高山上的温度太低 二、经典试题 1、____ 实验证明了大气压强的存在，_____ 实验第一次测出了大气压强的数值。 2、下列现象中，不是利用大气压强的是：（） A．钢笔吸墨水B．用吸管吸饮料 C．抽水机把水从低处抽往高处D．用高压锅煮食物 3、登山运动员徒手攀登海拔较高的山峰，在继续攀登海拔4 000m以上高度时，尽管经过充足的休息后再爬， 但是越往上爬越感觉到乏力，出现头晕、耳鸣和恶心等现象，其主要原因（） A．山峰陡峭，人体能量消耗大B．高处气温太低
大气物理学复习资料 第一部分名词解释 第一章大气概述 1、干洁大气：通常把除水汽以外的纯净大气称为干结大气，也称干空气。 2、气溶胶：大气中悬浮着的各种固体和液体粒子。 3、气团：水平方向上物理属性比较均匀的巨大空气块。 4、气团变性：当气团移到新的下垫面时，它的性质会逐渐发生变化，在新的物理过程中 获得新的性质。 5、锋：冷暖性质不同的两种气团相对运动时，在其交界面处出现一个气象要素（温度、 湿度、风向、风速等）发生剧烈改变的过渡带称为锋。 6、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移动。 7、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移动。 8、准静止锋：冷暖气团势力相当，锋面很少移动，有时冷气团占主导地位，有时暖气团 占主导地位，使锋面处于来回摆动状态。 9、锢囚锋：当三种冷暖性质不同的气团（如暖气团、较冷气团、更冷气团）相遇时，可 以产生两个锋面，前面是暖锋，后面是冷锋，如果冷锋移动速度快，追上前方的暖锋，或两条冷锋迎面相遇，并逐渐合并起来，使地面完全被冷气团所占据，原来的暖气团被迫抬离地面，锢囚到高空，这种由两条锋相遇合并所形成的锋称为锢囚锋。10、气温垂直递减率：在垂直方向上每变化100米，气温的变化值，并以温度随高度 的升高而降低为正值。 11、气温T：表示空气冷热程度的物理量。 12、混合比r：一定体积空气中，所含水汽质量和干空气质量之比。r=m v/m d 13、比湿q：一定体积空气中，所含水汽质量与湿空气质量之比。q=m v/(m v+m d) 14、水汽压e：大气中水汽的分压强称为水气压。 15、饱和水汽压e s：某一温度下，空气中的水汽达到饱和时所具有的水汽压。 16、水汽密度（即绝对湿度）ρv：单位体积湿空气中含有的水汽质量。
大气压强知识点总结 大气压强知识点总结 1、大气压强是存在的：马德堡半球实验证明大气压强是存在的。（覆杯实验、吸管、吸盘、输液器。) 概念：大气对浸在它里面的物体有压强，这个压强叫大气压强，简称大气压或气压。（流动性和重力） 2、大气压的测量——托里拆利实验。 ●[托里拆利实验] １.实验原理：P=ρgh外界大气给水银面的压强等于管内水银给水银面的压强,液面受到上下的压强平衡。 ２.步骤：如图甲、乙、丙 实验过程： （1）在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就不在下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm。 （2）逐渐倾斜玻璃管，管内水银柱的竖直高度不变。 （3）继续倾斜玻璃管，当倾斜到一定程度，管内充满水银，说明管内确实没有空气，而管外液面上受到的大气压强，正是大气压强支持着管内760mm高的汞柱，也就是大气压跟760mm高的汞柱产生的压强相等。 （4）用内径不同的玻璃管和长短不同的玻璃管重做这个实验（或同时做，把它们并列在一起对比），可以发现水银柱的竖直高度不变。说明大
气压强与玻璃管的粗细、长短无关。 （5）将长玻璃管一端用橡皮塞塞紧封闭，往管中注满红色水，用手 指堵住另一端，把玻璃管倒插在水中，松开手指。观察现象并提问学生：“如把顶端橡皮塞拔去，在外部大气压强作用下，水柱会不会从管顶喷出？”然后演示验证，从而消除一些片面认识，加深理解。 （6）通常人们把高760毫米汞柱所产生的压强，作为1个标准大气 压值约为1.013×Pa ３．原理分析：在管内与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。 ４．结论：大气压=760mmHg =76cmHg =1.01×105Pa (其值随着外界大气压的变化而变化)。 说明： ①实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。 ②本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10．3m。 ④托里拆利实验时，若管内有少许空气，水银柱高度将改变，实验结果偏小。 ⑤玻璃管倾斜，液柱变长，但垂直高度不变，对实验结果无影响。 ⑥玻璃管上提，液柱不变，对实验结果无影响。 ⑦水银槽中水银的多少对实验结果无影响。 ⑧玻璃管的粗细对实验结果无影响。 ⑨不小心玻璃管顶部弄破，会出现什么现象？像喷泉一样喷出吗？答：
大气压强知识点总结,初中物理大气压强知识点总结 熟记标准大气压值：支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。 还要掌握流体的压强与流速的关系：在流体中，流速越大的位置压强越小。 常见考法 本部分属于理解层次的考点，近几年中考试题对这部分的考查，基本以两种方式出现，一是综合性不高的选择题、填空题和实验题，侧重基础知识的考查；一是综合性较高的计算题。 误区提醒 1. “大气压”与“气压”（或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。 2. 托里拆利实验需注意： ①实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。 ②本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3 m。 ③将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。 【典型例题】 例析： 压强 一、压强 1.压强：(1)压力：
①产生原因：由于物体相互接触挤压而产生的力。②压力是作用在物体表面上的力。③方向：垂直于受力面。 ④压力与重力的关系：力的产生原因不一定是由于重力引起的，所以压力大小不一定等于重力。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力。 (2)压强是表示压力作用效果的一个物理量，它的大小与压力大小和受力面积有关。 (3)压强的定义：物体单位面积上受到的压力叫做压强。 (4)公式：P=F/S。式中P表示压强，单位是帕斯卡;F表示压力，单位是牛顿;S表示受力面积，单位是平方米。 (5)国际单位：帕斯卡，简称帕，符号是Pa。1Pa=lN/m2，其物理意义是：lm2的面积上受到的压力是1N。 2.增大和减小压强的方法 (1)增大压强的方法：①增大压力：②减小受力面积。(2)减小压强的方法：①减小压力：②增大受力面积。 二、液体压强 1.液体压强的特点 (1)液体向各个方向都有压强。 (2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。 (3)同种液体中，深度越深，液体压强越大。 (4)在深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。 2.液体压强的大小
主要知识点 ?理想气体状态方程 ?绝热过程与位温 ?饱和水汽压、冰面饱和水汽压 ?饱和绝热与假绝热 ?抬升凝结高度、自由对流高度、浮力能量、对流凝结高度 ?均质核化、异质核化 ?曲率效应、溶质效应 ?临界过饱和度/临界半径 ?Kohler曲线、霾的形成 ?云滴碰并增长、末速度 ?冰云核化、贝吉隆Bergeron过程 ?气溶胶、凝结核、云凝结核 ?气溶胶分类、源、汇、寿命、分布 ?气溶胶吸湿参数 ?气溶胶对云和降水的影响 ?气溶胶直接效应、间接效应 ?短波辐射、长波辐射、温室效应与温室气体 ?大气吸收谱与大气窗区 ?云对地球辐射的影响 ?Chapman机制、催化损耗循环、南极臭氧损耗机制、北极何时出现臭氧洞 ?边界层、地表能量平衡、地表水平衡 ?静力稳定度、动力不稳定 ?边界层日变化 ?海陆风、山谷风、城市热岛效应 ?Rayleigh散射、米散射 ?对流层顶定义、对流层顶分布特征 ?热带对流层顶层 第二讲 大气科学研究手段 ?探测设备研制——研制少、技术落后、水平低 ?野外观测——试验少、国外仪器、手段单调（促进国外改进设备） ?遥感反演（卫星、飞机、地基、移动）——国外观测、反演理论与方法少、验证工作多?资料同化（同化方案、资料库）——国外模式、理论研究多、无国产品 ?诊断分析——国外资料、国外卫星资料、国外模式资料、工作众多（促进国外完善资料）?数值模拟（模式研制、运行者）——国外模式、研制改进少、运行者众多（促进国外完善模式） 关于探测的一些注意事项 1.视事未必是事实 2.精确测量未必就是测量精确 大气物理学范畴 ?大气物理学寻求从物理原理来解释大气中发生的各种时间与空间尺度的现象。大气物理学可以广泛地认为包括所有大气现象。流体力学、热力学、电磁学 ?大气科学领域传统上把大气物理学与大尺度动力学（中尺度、天气尺度、行星尺度）
初中物理压强、液体压强和大气压强知识点总结 一、知识要点 （一）压力与压强的区别和联系见下表： （二）液体的压强： 1、液体内部压强的规律是：液体内部向各个方向都有压强：在
同一深度，向各方向的压强都相等；深度增加，液体的压强也增大；液体的压强还与液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 2、上端开口，下端连通的容器叫做连通器。连通器的特点是：当连通器里的液体不流动时，各容器中的液面总保持在同一高度。常见的连通器的实例：涵洞、茶壶、锅炉水位计等。 3、计算液体压强的公式是 p＝ρgh 其中ρ是液体的密度，g=9．8牛／千克，h是液体的深度．4、连通器 (1)上端开口、下部相连通的容器叫连通器． (2)连通器里的水不流动时，各容器中的水面总保持相平，这是由于水不流动时，必须使连通器底部的液片左、右两侧受到的压强大小相等． (3)船闸的工作利用了连通器的原理． （三）大气压强：、 1、定义：大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强，简称大气压或气压； 2、大气压产生的原因：空气受重力的作用，空气又有流动性，因此向各个方向都有压强，在同一位置各个方向的大气压强相等； （3）证明大气压存在实验：马德堡半球实验
3、 首次准确测定大气压强值的实验是：托里拆利实验。一标准 大气压等于76cm 高水银柱产生的压强，约为Pa 10013.15?。 4、标准大气压强：大气压强不但随高度变化，在同一地点也不 是固定不变的，通常把1、01325×105 Pa 的大气压强叫做标准 大气压强，它相当于760mm 水银柱所产生的压强，计算过程为 p=ρ水银gh=13、6×103kg/m3×9、8N/kg ×0、76m=1、 013×105Pa ；标准大气压强的值在一般计算中常取1、01×105 Pa ，在粗略计算中还可以取作105Pa 。 （四）流体压强与流速的关系： 1. 气体、液体都具有流动性，因此被称作流体。 2. 在流体中，流速越大的位置压强越小。 二、重点、难点剖析 （一）重力和压力的区别：可以从受力物体、施力物体、大小、 方向、作用点等方面来比较。 （二）注意正确地判断受力面积：压强公式S F p =中的S 是受力面 积，而不是物体的表面积，关键看所讨论的压力是靠哪一个面承 受，而不一定是受压物体的表面积，代入数据计算时要注意各物 理量单位的对应。
大气物理学题目及答案 (84题) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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) A.1-2 B.10 C.0.2-0.3 D.5 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=γd B.γ<γd 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、4.0 B、5.6 C、6.5 D、7.0 9、测量空气湿度的最基本方法是__________。(B)
大气物理学与大气环境 （学科代码：070602） 一、培养目标 本学科培养德、智、体全面发展的，具有坚实的大气物理、大气环境、天气和气候动力理论基础和系统的专业知识，了解大气科学发展前沿和动态，具备从事大 气物理和大气环境、天气和气候动力研究或大学教育的高层次人才。 二、研究方向 1．天气动力学、数值模式及模拟分析、2．气候动力学及气候变化和预测、3．热带天气学、海—气相互作用和季风、4．中小尺度天气学和暴雨研究、5． 云雾物理学及气溶胶、6．卫星遥感学及其应用、7．大气光学探测及应用、8．大气边界层物理学及下垫面过程、9．污染气象学、10．雷电物理学和雷电探 测、11．中层大气物理和化学 三、学制及学分 按照研究生院有关规定。 四、课程设置 英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。
学科基础课和专业课如下所列 基础课： AE15201★高等大气动力学★（4） AE15202★高等天气学★（4） AE15203★高等大气物理学★（4） AE15204★大气遥感方法★（4） EN05211 大气化学（2） 专业课： AE15210 大气统计方法（3） AE15211 空气污染气象学（3） AE15212 全球气候变化（2） AE15213 大气科学中的数值模拟方法（4）ME25202 计算流体力学（4） AE06101 大气科学进展（2） AE16201 气溶胶、云和降水卫星遥感（3）AE16202 中层大气研究（3） AE16203 大气电学研究（3） AE16204 大气下垫面过程与边界层气象学（2） 备注：带★号课程为博士生资格考试科目。 五、科研能力要求 按照研究生院有关规定。 六、学位论文要求 按照研究生院有关规定。
初中物理压强、液体压强与大气压强知识点总结 一、知识要点 (一)压力与压强的区别与联系见下表: (二)液体的压强: 1、液体内部压强的规律就是:液体内部向各个方向都有压强:在
同一深度,向各方向的压强都相等;深度增加,液体的压强也增大;液体的压强还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。 2、上端开口,下端连通的容器叫做连通器。连通器的特点就是:当连通器里的液体不流动时,各容器中的液面总保持在同一高度。常见的连通器的实例:涵洞、茶壶、锅炉水位计等。 3、计算液体压强的公式就是 p＝ρgh 其中ρ就是液体的密度,g=9.8牛／千克,h就是液体的深度. 4、连通器 (1)上端开口、下部相连通的容器叫连通器. (2)连通器里的水不流动时,各容器中的水面总保持相平,这就是由于水不流动时,必须使连通器底部的液片左、右两侧受到的压强大小相等. (3)船闸的工作利用了连通器的原理. (三)大气压强:、 1、定义:大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压; 2、大气压产生的原因:空气受重力的作用,空气又有流动性,因此向各个方向都有压强,在同一位置各个方向的大气压强相等; (3)证明大气压存在实验:马德堡半球实验 3、首次准确测定大气压强值的实验就是:托里拆利实验。一标
准大气压等于76cm 高水银柱产生的压强,约为Pa 10013.15?。 4、标准大气压强:大气压强不但随高度变化,在同一地点也不就是固定不变的,通常把1、01325×105 Pa 的大气压强叫做标准大气压强,它相当于760mm 水银柱所产生的压强,计算过程为p=ρ水银gh=13、6×103kg/m3×9、8N/kg ×0、76m=1、013×105Pa;标准大气压强的值在一般计算中常取1、01×105 Pa,在粗略计算中还可以取作105Pa 。 (四)流体压强与流速的关系: 1、 气体、液体都具有流动性,因此被称作流体。 2、 在流体中,流速越大的位置压强越小。 二、重点、难点剖析 (一)重力与压力的区别:可以从受力物体、施力物体、大小、方向、作用点等方面来比较。 (二)注意正确地判断受力面积:压强公式S F p =中的S 就是受力面积, 而不就是物体的表面积,关键瞧所讨论的压力就是靠哪一个面承受,而不一定就是受压物体的表面积,代入数据计算时要注意各物理量单位的对应。 (三)知道液体压强的特征:由于液体受到重力作用,因此在液体内
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
初中物理压强知识点：影响大气压强的因素 各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢 影响大气压强的因素： ①温度：温度越高，空气分子运动的越强烈，压强越大； ②密度：密度越大，表示单位体积内空气质量越大，压强越大； ③海拔高度：海拔高度越高，空气越稀薄，大气压强就越小。 PV=nRT克拉伯龙方程式通常用下式表示：PV=nRT?… ① P表示压强、V表示气体体积、n 表示物质的量、T表示绝对温度、R表示气体常数。所有气体R值均相同。如果压强、温度和体积都采用国际单位，R=8。314帕米3/摩尔K。如果压强为大气压，体积为升，则R=0。0814大气压升/摩尔K。R 为常数
理想气体状态方程：pV=nRT
已知标准状况下，1mol理想气体的体积约为22。4L 把p=101325Pa, T=273。15K, n=1mol, V=22。4L 代进去 得到R约为8314帕升/摩尔K 玻尔兹曼常数的定义就是k=R/Na 因为n=m/M、p =m/v所以克拉伯龙方程式也可写成以下两种形式： pv=mRT/M????.②和pM=p RT??… ③ 以A、B两种气体来进行讨论。 在相同T、P、V时： 根据①式：nA=nB 摩尔质量之比=分子量之比=密度之比=相对密度）。若mA=mB则MA=MB。 在相同T P时： 体积之比=摩尔质量的反比；两气体的物质的量之比=摩尔质量的反比） 物质的量之比=气体密度的反比；两气体的体积之比=气体密度的反比）。 在相同T V时： ---- 精选公文范文
----------------------- 精选公文范文----------------------- 摩尔质量的反比；两气体的压强之比=气体分子量的反比）。 阿佛加德罗定律推论 各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢
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 ) A.1-2 B.10 C.0.2-0.3 D.5 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=γd B.γ<γd C.γ>γd D、 γ=γ0 5、常在图上见到，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、目前一般把值小于的降水都称为酸雨。( B ) A、4.0 B、5.6 C、6.5 D、7.0 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 11、水汽与湿空气的质量比定义为。( C ) A、绝对湿度 B、混合比 C、比湿 D、相对湿度 12、大气的相对湿度一般不超过。( B ) A、100% B、101% C、102% D、105% 13、气溶胶按尺度大小分为三类，其中爱根核半径小于( B ) A、＜0.01μm B、＜0.1μm C、介于 0.01μm～0.1μm D、介于0.1μm ～1.0μm E、＞1.01.0μm 14、观测表明，随着海拨高度的增加，气压值按指数减少，海拔
大气物理学 大气物理学是一门气象专业基础课。学习该课程是为了使学生了解和掌握大气物理学各个方面的基础知识和基础理论，为学习专业课打下坚实基础。本门课主要包括大气的组成和结构、大气静力学、大气辐射、大气热力学等知识。 第一章 行星大气和地球大气的演化 一、要求：了解地球的演化和地球生命的起因，掌握地球大气演化的三个阶段。 二、考试内容 （1） 行星大气 （2） 地球大气的演化 三、例题： （1）地球大气的演化大体可分为 、 和 三个阶段。 四、作业： （1）行星大气的演化主要决定于该行星距太阳的距离及重力场的强度，对吗？为什么？ （2）地球具有哪些独特的条件，使它成为太阳系中唯一存在生命的星球？ 第二章 地球大气的成分及其分布 一、要求：了解空气的主要成分、主要的气象要素；掌握湿度的表示法、状态方程、虚温、 水汽和大气气溶胶的作用等概念。 二、考试内容 （1）干洁大气 （2）大气中的水汽 （3）大气气溶胶 三、例题： （1）气温15.0℃，大气压力1015.0百帕，混合比0.01 ，求（a ）饱和水汽压，（b ）水 汽压，（c ）饱和差。（d ）相对湿度，（e ）绝对湿度，（f ）比湿。 （2）什么是大气气溶胶粒子？它在哪些大气过程中有重要作用？如果假想大气中完全 不存在大气气溶胶，地球大气环境会有什么变化？ （3）计算气压为1000hPa ，气温为27℃时的干空气密度和在相同温压条件下，水汽压 为20 hPa 时的湿空气密度。 （4）计算垂直密度梯度，在该高度上密度为1.0千克/米3，温度为23.1℃，气温直减 率为0.65℃/100米。如果空气密度不随高度变化，那么 ?T z ?=?
压强是表示压力作用效果（形变效果）的物理量。在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡， 简称帕（这是为了纪念法国科学家帕斯卡Blaise pascal而命名的），即牛顿／平方米。压 强的常用单位有千帕、千克力/平方厘米、托。一般以英文字母「p」表示。 (1)定义或解释： ①物理学中把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。 ②标准大气压为 1.013x10^5(10的5次方) Pa，大气压的数值相当于大约76cm水银柱所产生的压强，就是大气压的大小。 (3)公式：p=F/S （压强=压力÷受力面积） p—压强—帕斯卡(单位：帕斯卡，符号：Pa) F—压力—牛顿(单位：牛顿，符号：N) S—受力面积—平方米 F=PS (压力=压强×受力面积) S=F/P (受力面积=压力÷压强） （压强的大小与受力面积和压力的大小有关） (4)说明 压力和压强 任何物体能承受的压强有一定的限度，超过这个限度，物体就会损坏。 物体由于外因或内因而形变时，在它内部任一截面的两方即出现相互的作用力，单位截面上的这种作用力叫做压力。 一般地说，对于固体，在外力的作用下，将会产生压(或张)形变和切形变。因此，要确切 地描述固体的这些形变，我们就必须知道作用在它的三个互相垂直的面上的力的三个分量的 效果。这样，对应于每一个分力Fx、Fy、Fz、以作用于Ax、Ay、Az三个互相垂直的面，应力F/A有九个不同的分量，因此严格地说应力是一个张量。 由于流体不能产生切变，不存在切应力。因此对于静止流体，不管力是如何作用，只存在 垂直于接触面的力；又因为流体的各向同性，所以不管这些面如何取向，在同一点上，作用于单位面积上的力是相同的。由于理想流体的每一点上，F/A在各个方向是定值，所以应力 F/A的方向性也就不存在了，有时称这种应力为压力，在中学物理中叫做压强。压强是一个 标量。压强(压力)的这一定义的应用，一般总是被限制在有关流体的问题中。 垂直作用于物体的单位面积上的压力。若用P表示压强，单位为帕斯卡（1帕斯卡=1牛顿/平方米） 对于压强的定义，应当着重领会四个要点： ⑴受力面积一定时，压强随着压力的增大而增大。（此时压强与压力成正比） ⑵同一压力作用在支承物的表面上，若受力面积不同，所产生的压强大小也有所不同。受 力面积小时，压强大；受力面积大时，压强小。 ⑶压力和压强是截然不同的两个概念：压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用 力，跟支持面面积大小无关。 压强是物体单位面积受到的压力。 ⑷压力、压强的单位是有区别的。压力的单位是牛顿，踉一般力的单位是相同的。压强的 单位是一个复合单位，它是由力的单位和面积的单位组成的。在国际单位制中是牛顿/平方米，称“帕斯卡”，简称“帕”。 ③影响压强作用效果的因素 1.受力面积一定时，压力越大，压强的作用效果越明显。（此时压强与压力成正比）
大气物理学（大三） 第六章 大气热力学基础 一、热力学基本规律 1、空气状态的变化和大气中所进行的各种热力过程都遵循热力学的一般规律，所以热力学方法及结果被广泛地用来研究大气，称为大气热力学。 2、开放系和封闭系 (1) 开放系：一个与外界交换质量的系统 (2) 封闭系：和外界互不交换质量的系统 (3) 独立系：与外界隔绝的系统，即不交换质量也不交换能量的系统。 3、准静态过程和准静力条件 (1)准静态过程: 系统在变态过程中的每一步都处于平衡状态 (2) 准静力条件：P ≡Pe 系统内部压强p 全等于外界压强Pe 4、气块（微团）模型 气块（微团）模型是指宏观上足够小而微观上含有大量分子的空气团，其内部可包含水汽、液态水或固态水。 气块（微团）模型就是从大气中取一体微小的空气块，作为对实际空气块的近似。 5、气象上常用的热力学第一定律形式 【比定压热容cp 和比定容热容cv 的关系cp= cv+R ，（R 比气体常数）】 6、热力学第二定律讨论的是过程的自然方向和热力平衡的简明判据，它是通过态函数来完成的。 7、理解熵、焓（从平衡态x0开始而终止于另一个平衡态x 的过程，将朝着使系统与外界的总熵增加的方向进行；等焓过程: 绝热和等压；物理意义：在等压过程中,系统焓的增加值等于它所吸收的热量） 8、大气能量的基本形式：（1）内能；（2）势能；（3）动能；（4）潜热能 9、大气能量的组合形式（1）显热能：单位质量空气的显热能就是比焓。（2）温湿能：单位质量空气的温湿能是显热能和潜热能之和。（3）静力能: 对单位质量的干（湿）空气，干（湿）静力能：（4）全势能: 势能和内能之和称全势能 10、大气总能量 干空气的总能量: 湿空气的总能量: 二、大气中的干绝热过程 1、系统（如一气块）与外界无热量交换（δQ=0)的过程，称为绝热过程。（对未饱和湿空气κ= κd=R/Cp=0.286计算大气的干绝热过程）286.00 00)()(p p p p T T d ==κ例：如干空气的初态为p=1000hpa ,T0=300K ，当它绝热膨胀，气压分别降到900hpa 和800hpa 时温度分别为多少？ 2、干绝热减温率 定义：未饱和湿空气块温度随高度的变化率的负值为干绝热减温率γv ，单位°/100m dp ρ 1-dT c =αdp -dT c =δQ p p 2p k d V 21+gz +T c =E +Φ+U =E Lq +V 2 1+gz +T c =Lq +E +Φ+U =E 2p k m m C m k km K c g o pd d 100/1100/98.0/8.9≈===γ
大气物理学题库（没答案） 选择题 1. 下列各项中属于大气常定成分的是（ A ）。 A、水汽（H20）B 氧气（02）C、氯氟烃（CFCs） D、臭氧（03） 2. 用绝对温标表示的人体平均温度大约为（ D ）o A、-236 K B 0 K C 100 K D、310 K #由右图回答3-6题 3.图上字母标在对流层的是（ E )； 4.图上字母标在平流层顶的是( C )； 5.图上字母标在平流层的是（ D )； 6.图上字母标在热层的是（ A )o 7.有A、B两气柱，A气柱的平均温度比B气柱的高，假设地面气压都一样，则在同 度z处，必有（A）o A、p A p B B、p A p B 8. 通常长波辐射与短波辐射的分界线为（B）o A、0.1m B、1m C、4 卩m 9. 如果地球表面没有大气层，则地面温度会比现在（ A、暖一些 B、冷一些 10. 一日的最低温度通常出现在（A）o A、日出前后 B、子夜 C、下午 11. 晴朗的天空为蓝色的原因是（A）o A、波长较短的辐射能比波长较长的更容易被散射 B、波长较长的辐射能比波长较短的更容易被散射 C、不同波长的辐射能散射是一样的 D、除了蓝色以外，其它颜色的光被大气吸收了 12. 起始温度相同的一饱和气块和一干气块，均被抬升 C P A P B D、10 m B ）o C 一样 D、傍晚 1公里后温度较高的是（A）o
A、饱和气块 B、干气块 C、温度仍相同
13. 地球大气平流层（Stratosphere）里，含量最大的气体成分是（C）。 A、臭氧（03） B、氧气（02） C、氮气（N2） D、二氧化碳（CQ） 14.在大气中垂直向上，哪一个气象要素是一直减小的？（B） A、温度 B、水汽 C、气压 D、风 15.造成南极平流层臭氧洞的物质是：(D) A、二氧化硫 B、甲烷 C、一氧化碳 D、氟氯碳化物 16.某气块等压降温时, 下列湿度参量中随之增大的是B o A.露点温度 B.相对湿度 C.混合比 17. 有关气块的叙述，正确的是D。 A.上升时，因膨胀而增温 B.上升时，因压缩而降温 C. 下降时，因膨胀而降温 D.下降时，因压缩而增温 18. 气压随高度递减率最大是在A。 A.对流层 B.平流层 C.中层D、热层 19. 下列哪一项出现时，通常表示空气的相对湿度大（A） 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 20. 饱和气块在绝热上升过程中，叙述正确的是： A。 A.位温保守 B.水汽压保守 C.假相当位温保守 D.温度保守 由下列三图所示的干、湿绝热线和层结曲线回答8~9题： 21. 干气块抬升后温度高于环境温度的是图________ 。 22. 表示绝对不稳定的是图________ 。 23. 洁净大气中对红外辐射吸收能力从强到弱的正确顺序是A A.水汽、二氧化碳、臭氧 B.二氧化碳、臭氧、水汽 C.臭氧、水汽、二氧化碳 D.水汽、臭氧、二氧化碳 E. 二氧化碳、水汽、臭氧 24. 在B过程中，所有的凝结物全部从气块中降落。 A.干绝热 B.假绝热 C.可逆的湿绝热 D.可逆 25. 未饱和湿空气干绝热上升达到凝结高度以后，如果此饱和气块继续上升，则 气块的温度递减率将C干绝热递减率d。 A.大于 B.等于 C.小于 D.无法判断 26. 逆温层指的是温度随高度A的某层大气。 A.降低 B.升高 C.不变 D.视具体情况而定 27. 路边孤立着一盏路灯，随着你离开越来越远，灯光渐暗，这可用A解释。 A.维恩位移定律 B.辐射平衡原理 C. 平方反比关系 D.斯蒂芬一玻尔兹曼定律 28. 具有初始温度为27C的干空气微团，绝热地从1000百帕上升到500百帕，它的终止温