城市气象学第九章：城市中地-气显热交换和地-气潜热交换

《城市环境物理》复习资料1.传热基本方式、他们分别传热的肌理是什么？【17页】传热的基本方式：导热、对流、辐射、相变。

导热：显热交换，依靠物体质点的直接接触来传递能量。

对流：显热交换，由于流体各部分发生宏观相对位移而引起的热能传递。

辐射：显热交换，具有一定温度物体以电磁波方式发射的辐射能。

相变：潜热交换，吸收热量蒸发，释放热量冷凝。

2.城市冠层的能量平衡方程1.Q*+Q f=Q h+Q e+∆Q s+∆Q a净辐射Q*；人为热Q f；下垫面与空气间显热交换Q h；下垫面与空气间潜热交换Q e；下垫面内部贮热量的变化∆Q s；热平流量变化∆Q a2.Q S=Q n+Q F+Q H+Q E下垫面层贮热量Q S；覆盖层内净辐射得热量Q n；覆盖层内人为热释放量Q F；覆盖层内大气显热交换量Q H；覆盖层没的潜热交换量Q E（得热为正，失热为负）3.城市水分平衡方程【103页】P+F+I=E+r+∆S+∆A降水量P；由燃烧所产生的水分F；通过管道等供应城市的水分I；蒸发和蒸腾的总量（蒸散量）E；径流量的变化r；贮存在城市建筑物-空气-地面系统水分的变化∆S；建筑物-空气-地面系统间平流的水分∆A。

4.绿化对空气温湿度改善【67页】1.绿色植物通过吸收和遮挡太阳辐射，并借助光合作用，将太阳能转化为化学能。

2.蒸腾作用也消耗一部分太阳辐射，并吸收周围热量，使空气温度下降，调节空气湿度。

5.绿化对城市热岛效应的改善【67页】1.由于绿地植物的蒸腾吸热作用，能够缓解城市空气升温幅度。

2.绿地近地面较低温度形成下降气流，与周围区域较高温度形成的上升气流，发生空气对流，形成一个环流系统，促使区域温度降低。

（光合作用、遮阳、蒸发、降低风速）6.城市热岛概念、成因、特征、改善措施【55页】概念：【55页】城市市区气温高于郊区气温的现象。

成因：【56页】1.城市的不断发展，建筑密度、高度的不断增大，人工铺装的路面、广场越来越多，这个立体化的下垫面层能够比郊区吸收更多的太阳辐射能，它是形成热岛效应的基本条件。

简答题系列05年1、简述大气的垂直结构及其特点答：对流层、平流层、中间层、热层、散逸层①对流层特点：a.气温随着高度增加而降低。

平均而言，高度每增加100m，气温下降0.65℃b.垂直对流运动由于地表面不均匀加热，产生垂直对流运动c.气象要素水平分布不均匀，天气现象复杂多变②平流层特点：a.随着高度的增高，气温最初保持不变或微有上升b.到30KM以上，气温随高度增加而显著升高，受地面温度影响很小，特别是存在大量臭氧能够直接吸收太阳辐射。

③中间层特点：a.气温随高度增加而迅速下降b.有相当强烈的垂直运动④热层特点： a.气温随高度增加而迅速增高b.空气处于高度电离状态，其电离的程度是不均匀的⑤散逸层特点：a.大气粒子经常散逸至星际空间b.气温随高度增加很少变化2、简述大气的主要成分及其作用答：大气是由多种气体混合而成的气体及其悬浮其中的液体和固态杂志所组成①臭氧：大量的吸收太阳紫外线，使臭氧层增温，影响大气温度的垂直分布，从而对地球大气环流和气候的形成起着重要重要。

②温室气体CO2、CH4、N2 ：对太阳辐射吸收很少，却能强烈的吸收地面辐射，同时又向周围空气和地面放射长波辐射，使空气和地面增温的效应③大气气溶胶粒子：散射、漫射和吸收一部分太阳辐射，减少地面长波辐射的外溢，对地面和空气温度有一定影响。

④液体微粒：以云、雾形式出现，不仅使能见度变坏，还能减弱太阳辐射和地面辐射⑤H2O：吸收太阳短波辐射和长波辐射3、为什么晴朗的天空是蓝色的，而早晨和傍晚的太阳呈红色答：1）晴天，主要是空气分子有选择地对波长较短的蓝色、紫色光进行散射，使天空呈蔚蓝色。

2）早晨和傍晚的太阳呈红色：①太阳高度不同，太阳光通过大气厚度不同；②大气层愈厚则大气的吸收、散射、反射作用也愈强，到达地面的太阳辐射愈少；③太阳高度越小，日光垂直投射时穿过的大气质量就越大；④日出，日落时，日光通过的大气质量数最大，短波光散射增强，红色光在太阳光的比例增加。

⽓象学要点⽓象学资料第⼀章地球⼤⽓1、什么是天⽓？什么是⽓候？两者的区别？天⽓：某⼀地区在某⼀瞬间或某⼀短时间内⼤⽓状态和天⽓现象的综合。

⽓候：在太阳辐射、⼤⽓环流、下垫⾯性质和⼈类活动，在长时间互相作⽤下，在某⼀短时间内⼤量天⽓过程的综合。

区别:①天⽓是短期过程，天⽓系统简单；②⽓候是长期过程，⽓候系统复杂，其中⽓候系统包括（⼤⽓圈、岩⽯圈、⽔圈、⽣物圈、冰雪圈）2、什么叫⼲洁⼤⽓？⼤⽓中除去⽔汽和悬浮在⼤⽓中的固态、液态微粒以外的整个混合⽓体。

3、关于CO2的时空变化、⽇变化、年变化和长期变化？低层嗲⽓中CO2含量随时间和空间⽽略有变化。

在时间上，①由于卢瑟植物光合作⽤对CO2消耗，在⽩天、晴天、夏季时的CO2浓度⽐⿊夜、阴天、冬季要⼩；②⼯业⾰命前⼩于⼯业⾰命后。

在空间上，⽔平⽅向：城市⼤于农村；垂直⽅向：0—20kmCO2含量⾼，20km 以上，含量逐渐减少。

CO2的⽇变化：⽩天午后最少，⽇出前后达到最⾼CO2的年变化：秋季最低，冬季最⼤CO2的⽇变化：不断增加4、⽔汽⽔汽的来源：主要来⾃江河湖海等⽔体和潮湿地表的⽔分蒸发以及植物的蒸腾，最重要的是：⽔汽是可变成分。

⽔汽时空变化：时间上，夏季多于冬季；空间上，⼀般低纬多于⾼纬，下层多于上层⽔汽特点：①⽔汽是实际⼤⽓中唯⼀能在⾃然条件下发⽣⽓、液、固三态相变的成分，在天⽓变化、⽓候形成中扮演了⼗分重要的⾓⾊。

②⽔汽还能强烈的吸收地⾯和⼤⽓长波辐射并放射长波辐射对地⾯存在保温效应，因此⼤⽓中⽔汽含量多少对地⾯和⼤⽓的温度情况有着重要的影响③⽔汽是⾃然界潜热最⼤的物质。

5、⼤⽓的热⼒学分层（图P16）根据温度、⼤⽓成分、电荷、随⾼度的分布特点将整个⼤⽓层划分为五层：对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。

对流层：低纬度温度低，⾼纬度温度⾼，因为低⾼纬度地区的地⾯受热不平均，低纬度地区的平均厚度为17—18km，⾼纬度地区的平均厚度为8—9km。

⽓象学知识点（修改版）⽓象学知识点天⽓：⼀个地⽅某⼀瞬间⼤⽓状态和⼤⽓现象的综合称为天⽓。

天⽓学：研究天⽓的变化规律并预测预报未来天⽓变化的学科称为天⽓学。

⽓候：某地长时期内⼤量天⽓过程的综合（季以上）。

不仅包括该地多年平均天⽓状况，也包括偶发的极端天⽓状况。

研究⽓候的特征、分布、变化、形成及其与⼈类活动相互关系的学科（⽓候系统各成员之间、⼈与⽓候之间）。

⽓候是长期天⽓状况的综合，但不是天⽓状况的简单平均天⽓过程——短期过程。

天⽓特征——瞬息万变的不稳定特性。

⽓候过程——长期天⽓过程。

⽓候特征——相对稳定特性。

⽓候虽具⼀定稳定性，但仍有变化天⽓：变化快，周期短。

⽓候：变化慢，周期长。

⽓象学和⽓候学在⽣产⽣活中有何⽤途？1.天⽓预报；防寒防暑等。

2.灾害预警；例如厦门台风预警。

3.提供旅游资源；例如云海。

4.军事战争；例如诺曼底登陆,草船借箭.....⽓象学和⽓候学与林业有什么关系？1.森林健康：⼲旱与树⽊死亡；2.林⽊⽣长限制因⼦⼤多是⽓候因⼦；3.植物⼩⽓候原理---城市⾏道树等；4.森林对⽓候的影响：调节⽓候、净化空⽓、固碳释氧....古代⽓象：从⼈类有⽂字记载开始——17世纪末。

以原始的⾁眼观测、简单的⼿⼯器械测定和不完整的甚⾄带有神秘⾊彩的⽂字记载为主。

⼤⽓的组成：⼲洁⼤⽓、⽔汽、⽓溶胶除去⽔分和⽓溶胶以外的纯净⼤⽓，称为⼲洁⼤⽓。

按照浓度分类主要成分：N2, O2, Ar,CO2，浓度>300ppmv微量成分：如CH4，浓度在1～20ppmv之间痕量成分：O3,H2,氮氧化合物，硫化合物及氟氯烃类化合物，浓度<1ppmv按照平均停留时间分类基本不变成分：N2, O2, Ar及Ne, Kr等惰性⽓体。

可变成分：平均寿命为⼏年到⼗⼏年，⽐例随时间、地点变化。

有CO2, CH4, H2, N2O 等。

变化很快的⽓体成分:如碳、硫、氮等的化合物。

臭氧臭氧的时空分布规律空间变化特点：10km以下含量很少，20-25km（平流层）浓度最⼤，成为臭氧层时间变化特点：春季最⼤，夏季最⼩臭氧的作⽤：1.能强烈地吸收太阳辐射中的紫外线2.对⼈和地球上的⽣态系统起到了屏障和保护作⽤3.对⾼层⼤⽓有“加热”作⽤，使10km⾄50km⾼度的⽓层温度增⾼⽓候变暖原因：1、⼆氧化碳排放（化⽯燃料燃烧、森林破坏）；2、甲烷（沼⽓、⽯油等）温室效应是⼆氧化碳的25倍；3、畜牧业（⽜的反刍和打嗝排放甲烷）；4、氟氯烃类物质破坏臭氧层。

微气象学基础_南京信息工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.城市上空逆温的存在能加快城市的污染物扩散程度。

参考答案:错误2.对叶片直立型的作物，其冠层最低温度出现的高度会随植被高度和密度的增加相应抬升。

参考答案:正确3.典型晴天条件下，通常近地层低层的风速在白天风速（）于夜间。

参考答案:大##%_YZPRLFH_%##高4.典型晴天里，裸地下垫面上空气温度随距地高度的升高而迅速递减的温度铅直分布型称为（）。

参考答案:日射型5.确定土表热通量的方法可以归纳总结有（）等参考答案:经验统计方法_谐波法_组合法_拉依哈特曼-采金台站规范法6.在垂直方向上，城市近地层可以划分为惯性子层和粗糙子层，处于粗糙子层内。

参考答案:城市冠层7.土壤热通量传递快慢主要取决于。

参考答案:导热率8.下面对土壤温度变化的影响说法正确的有（）参考答案:农田翻耕和锄草松土后，能提高土壤温度。

_潮湿的土壤温度升降和缓。

_粗质的土壤，其温度年日振幅小，温度波影响深度深。

9.下面关于土壤温度变化规律哪一个是错误的（）。

参考答案:土壤的恒温层深度与导温率的平方根成反比10.通常用植株的（）来代表植物的体温。

参考答案:叶片温度##%_YZPRLFH_%##叶温11.土壤温度随深度的变化呈线性分布变化的规律。

参考答案:错误12.近地层中比湿随高度升高而递减的这种分布类型称为（）分布。

参考答案:湿型13.大气层结愈不稳定，垂直和水平风向脉动角均会愈大。

参考答案:正确14.近地层高层（大于50米）与低层的风速日变化反相。

参考答案:正确15.在中性层结条件下或者高度较低（如3米以下）时，层结作用很弱，风廓线用对数模式可很好地描述。

参考答案:正确16.近地层中，空气绝对湿度的日变化通常与气温日变化相反。

参考答案:错误17.绝对湿度的日变化主要决定于地面的湿润状况和湍流交换条件，日变化类型有单峰型、双峰型及多峰型。

参考答案:正确18.大气层结愈不稳定，湍流交换愈强烈，温度脉动也就愈大。

收支类问题4热量收支（真题回顾·提分干货·热点狂练）真题统计考点分布考情分析/热点解读2024年浙江1月卷第24~25题海——气之间的热量交换温度的特征及变化都能从热量收支的角度进行分析，而温度在地理事象相互关系的分析中，处于极其重要的位置，这就决定了热量收支分析在高考试题中极高的考查频次。

高考常以区域温度统计图表、等温线图等为材料，从大气运动、海一气相互作用等角度切入命题。

2022年辽宁卷第14~16题影响气温的因素2022年福建卷第4~6题温度变化特征及其影响因素2021年北京卷第3~4题影响气温的因素…………（2024·浙江1月卷·24~25题）海—气间通过潜热（海水蒸发吸收的热量或水汽凝结释放的热量）、长波辐射等方式进行热量交换，并通过大气环流和大洋环流调节不同纬度间的水热状况。

下图为北半球夏季大气潜热释放对局地气温变化的贡献。

完成下面小题。

注：垂直方向为非等高比例1．关于大气潜热释放的纬度差异及其主要原因的说法，正确的是（）A．0°～10°潜热释放高度较高，气流辐散上升强烈B．30°～40°潜热释放数量较少，信风干燥抑制蒸发C．50°～60°潜热释放高度较低，锋面气旋抬升受限D．80°～90°潜热释放数量最少，极地东风摆动较小2．在海—气系统内部（）A．大气降水，将能量直接传递给了海洋表面B．大气辐射和运动，消耗从海洋获取的热量C．海面反射太阳辐射，增加了大气潜热释放D．海面水分蒸发凝结，促使海水产生了运动【答案】1．C 2．B【解析】1．0°-10°气流辐合上升强烈，而不是辐散，A错误；信风干燥有利于蒸发，B错误；50°-60°气温较低，锋面气旋抬升受限，因此潜热释放高度较低，C正确；极地东风风力强劲，极地东风摆动较小利于蒸发，有利于潜热释放，D错误。

第九章低纬度和高原环流系统第一节1、天气学是如何规定低纬地区的？答：低纬地区一般是指30N-30S以内的地区，其中包括热带和副热带。

天气学依据低纬地区和中纬地区的天气系统和天气过程的显著差别，将南北半球副热带高压之间所包括的地区，即赤道两侧盛行东风带的地区范围定义为热带地区，将盛行东风带与中纬度盛行西风带之间的过渡区，即副热带高压活动的地区定义为副热带地区。

P4612、为什么说热带地区的大气过程，对全球的大气过程具有重要的作用？答：热带地区约占全球面积的一半左右，其中海洋约占3／4，该地区所接受的太阳辐射能超过反射回太空的许多倍，其净收入的热量是驱动全球大气环流的重要能量来源，同时对高温洋面的水汽蒸发也是全球大气的重要水汽来源。

因此发生在热带地区的大气过程，不仅仅具有地区性的天气意义，而且对全球的大气过程具有重要的作用。

3、中、低纬度大气运动与中高纬的差别是什么？答：（1）低纬度f很小，天气尺度系统具有非地转运动特征，但行星尺度运动具有准地转运动特征。

在分析赤道（5°N～５°S）以外的低纬度行星度运动时可采用准地转近似。

（2）热带大气中水汽充沛，凝结潜热效应对垂直运动和散度场具有显著的影响。

4、在热带天气分析中，一般采用流线分析和卫星云图分析。

5、热带地区实际风与地转风的区别？答：在20°N附近以北的低纬度地区实际风与地转风的差别已不大，风与气压场己比较接近准地转平衡关系。

但是，在20°N以南的广阔热带区域中，无论是按尺度分析的结果还是按实际资料得出的分析结果都不能采用推地转近似描述风、压场的关系和系统的结构特征。

6、什么是压能风？答：在地转平衡关系中，将f用绝对涡度（f+ζ）代替，位势φ由动力位势Ф代替（Ф=φ+V2/2，Ф称为动力位势或压能，φ为位势高度）。

这种关系式可以描述热带地区的稳定运动（即定常运动），即使f很小，只要具有相对涡度，风与动力位势场的关系就可以成立。