气象学与气候学 - 第八章 气候变化
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第一章测试1.气候学是气象学的分支学科,也是在自然地理学的一门部门学科。
()A:对B:错答案:A2.天气与气候是完全没有联系的两个概念。
()A:对B:错答案:B3.大气温度高低是分子平均动能的表现,气温升降是空气内能增加或减少的反应。
()A:错B:对答案:B4.高山上的气压值比同一纬度平原上高。
()A:对B:错答案:B5.相对湿度、露点差、饱和差是反映空气距离饱和程度的物理量。
()A:对B:错答案:A6.风向是指风的去向。
()A:对B:错答案:B7.当温度一定时、气压与空气的密度成正比关系。
()A:错B:对答案:B8.漂浮在大气中的气溶胶粒子会起到明显的“阳伞效应”。
()A:错B:对答案:B第二章测试1.到达大气上界的太阳辐射叫天文辐射。
()A:错B:对答案:B2.气块在升降过程中主要遵循非绝热变化过程。
()A:对B:错答案:B3.大气逆辐射对地球具有保温作用。
()A:对B:错答案:A4.粗粒散射具有选择性。
()A:错B:对答案:A5.水相的变化使湿绝热过程成为不可逆的过程。
()A:错B:对答案:B6.日较差一般随纬度的增加而增大。
()A:错B:对答案:A7.大气稳定度是指周围环境大气使气块返回或远离原来位置的趋势和程度。
()A:对B:错答案:A8.反射率最大的下垫面是()A:雪面B:沙漠C:水面D:潮湿土壤答案:A第三章测试1.当e=E时,既不蒸发也不凝结。
()A:错B:对答案:A2.饱和水汽压随温度的增加按照指数规律递减。
()A:对B:错答案:A3.冰晶效应一般在降水形成的初期起作用。
()A:对B:错答案:A4.一般海水的蒸发速度比纯水要快。
()A:对B:错答案:B5.双峰型的气压日变化一般出现在大陆湍流作用较强的夏季。
()A:对B:错答案:A6.高温时饱和空气的凝结量一般要比低温时要大。
()A:错B:对答案:B7.降水形成初期主要的过程是云滴的碰并增大过程。
()A:错B:对答案:A8.只要有云,就可以实施人工降水。
气象学与气候学思考题第一章引论1.气候系统气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈、和生物圈在内的,能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理体系。
2.大气圈可分为哪些层?对流层有何重要特征?大气圈可分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。
对流层的特征:①气温随高度的增加而降低。
②垂直对流运动显著。
③气象要素水平分布不均。
3.什么叫露点、降水、降水量?①在空气中水汽含量不变,气压一定下,使空气冷却到饱和时的温度,称为露点温度,简称露点(T d)。
其单位与气温相同。
②降水是指从天空降到地面的液态或固态水,包括雨、毛毛雨、雪、雨夹雪、霰、冰粒和冰雹等(但露不属于降水)。
③降雨量是指降水落到地面后(固态降水则经融化后),未经蒸发、渗透、流失而在水边面上积聚的深度,降水量以毫米为单位。
4.写出干空气状态方程并阐明其意义。
①干空气状态方程为P=pR d T,其中第二章大气的热能与温度1.什么叫太阳常数?就日地平均距离来说,在大气上界,垂直于太阳光线的1cm2面积内,1分钟内获得的太阳辐射能量,称太阳常数,用I0表示,多取I0=1370W/m2.2.什么叫太阳辐射光谱?其能量是如何分布的?①太阳辐射中辐射能按波长分布,称为太阳辐射光谱。
②太阳辐射能量主要分布在在可见光区,占太阳辐射总量的50%,其次是红外区,占总能量的43%,而紫外区的太阳辐射能很少,只占总能量的7%。
3.大气对太阳辐射的削弱方式有哪几种?为何雨后天晴时的天空特别蓝?①大气对太阳辐射的削弱方式有吸收、散射、反射三种。
②雨后天晴时的天空特别蓝是因为空气中杂质、水汽等凝结物少,基本上是属于分子反射,而太阳辐射中青蓝色波长较短,容易被大气散射。
4.为何有云的夜晚气温比较高?有云的夜晚气温比较高是因为云能强烈吸收地面辐射并且能反射回地面,也就是大气的逆辐射,因此,当天空有云,特别是浓密的低云时,逆辐射就更强了。
5.写出泊淞方程,并说明其物理意义。
气象学与气候学电子教材第一章引论第一节气象学、气候学的研究对象、任务和简史一、气象学与气候学的研究对象和任务由于地球的引力作用,地球周围聚集着一个气体圈层,构成了所谓大气圈。
大气的分布是如此之广,以致地球表面没有任何地点不在大气的笼罩之下;它又是如此之厚,以致地球表面没有任何山峰能穿过大气层,而且就以地球最高峰珠穆朗玛峰的高度来和大气层的厚度相比,也只能算是“沧海之一粟”。
我们人类就生活在大气圈底部的“下垫面”上。
大气圈是人类地理环境的重要组成部分。
地球是太阳系的一个行星,强大的太阳辐射是地球上最重要的能源。
这个能源首先经过大气圈而后到达下垫面,大气中所发生的一切物理(化学)现象和过程,除决定于大气本身的性质外,都直接或间接与太阳辐射和下垫面有关。
这些现象和过程对人类的生活和生产活动关系至为密切。
人类在长期的生产实践中不断地对它们进行观测、分析、总结,从感性认识提高到理性认识,再在生产实践中加以验证、修订、逐步提高,这就产生了专门研究大气现象和过程,探讨其演变规律和变化,并直接或间接用之于指导生产实践为人类服务的科学——气象学。
气象学的领域很广,其基本内容是:(1)把大气当作研究的物质客体来探讨其特性和状态,如大气的组成、范围、结构、温度、湿度、压强和密度等等;(2)研究导致大气现象发生、发展的能量来源、性质及其转化;(3)研究大气现象的本质,从而能解释大气现象,寻求控制其发生、发展和变化的规律;(4)探讨如何应用这些规律,通过一定的措施,为预测和改善大气环境服务(如人工影响天气、人工降水、消雾、防雹等),使之能更适合于人类的生活和生产的需要。
由于生产实践对气象学所提出的要求范围很广,气象学所涉及的问题很多,在气象学上用以解决这些问题的方法差异很大,再加上随着科学技术发展的日新月异,气象学乃分成许多部门。
例如有专门研究大气物理性质及其变化原理的大气物理学;有着重讨论天气现象及其演变规律,并据以预报未来天气变化的天气学等,而其中与地理和环境科学关系最密切的是气候学。
气候学于气象学第一章引论1、气候学:专门研究大气现象和过程,探讨其演变规律和变化,并直接或间接用之于指导生产实践为人类服务的科学。
研究内容:①把大气作为研究的物质客体来探讨其特性和状态,如大气的组成、范围、结构、温度、湿度、压强密度等;②研究导致大气现象发生,发展的能量来源,性质及其转化;③研究大气现象的本质,从而能解释大气现象,寻求控制其发生、发展和变化的规律④探讨如何应用这些规律,通过一定的措施,为预测和改善大气环境服务(如人工影响天气、人工降水、消雾、防雹等),使之能更适合于人类的生活和生产的需要。
2、气候学:气象学的分支科学,着重解决气候发展史、气候变化的规律,气候预报和气候变化与人类关系的科学。
研究内容:①气候形成。
②气候形成。
③气候变迁。
④气候与其他自然因素的关系。
⑤应用气候。
⑥气候与人类的关系。
3、大气:由多种气体混合组成的气体及浮悬其中的液态、固态杂质所组成。
4、气候系统:包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内,能决定气候形成、分布和变化的统一的物理系统。
5、大气分层依据:根据温度、成分、电荷等物理性质,考虑大气垂直运动等情况,将大气分为五层。
6、对流层特征:①气温随高度升高而降低②垂直对流运动:地表不均匀加热,产生垂直对流运动。
强度随纬度、季节变化(低纬较强、高纬较弱,夏季较强、冬季较弱。
17-18km 10-12km 8-9km③气象要素水平分布不均:受地表影响大,海陆分异、地形起伏—温度、湿度7、平流层特征:对流层顶—55km 随高度增高气温最初不变或微有上升;约到30km 以上,随高度增高而升高——受地面温度影响小、臭氧吸收太阳辐射。
气流较平稳、水汽含量极少,天空晴朗。
高纬20km以上早晚-贝母云。
火山尘影响能见度、气温。
8、气象要素:①、气温:大气的温度,,表示大气冷热程度的量。
它是空气分子运动的平均动能。
②、气压:大气压强。
空气分子运动与重力场综合作用结果。
③、湿度:表示大气中水汽含量多少的物理量。
⽓象学与⽓候学第⼀章引论⼤⽓圈:由于地球的引⼒作⽤,地球周围聚集着⼀个⽓体圈层,构成了所谓的⼤⽓圈。
⽓象:发⽣在⼤⽓中的各种物理现象和过程(冷热、蒸发、降⽔)。
天⽓:指瞬时间或短时间内(⼏分钟到⼏天)的⽓象要素的综合状态。
⽓候:是指在太阳辐射、⼤⽓环流、下垫⾯性质和⼈类活动长时间相互作⽤下,在某⼀时段内⼤量天⽓过程的综合。
包括百年平均状态,也包括多年特殊状况。
⽓候系统:⽓候系统是⼀个包括⼤⽓圈、⽔圈、陆地表⾯、冰雪圈和⽣物圈在内的,能够决定⽓候形成、⽓候分布和⽓候变化的统⼀的物理系统。
⼤⽓圈:⼤⽓圈是⽓候系统中最活跃、变化最⼤的组成部分。
对流层的特征:⽓温随⾼度增加⽽降低;垂直对流运动显著;⽓象要素⽔平分布不均匀。
⽔汽压(e):⼤⽓中的⽔汽所产⽣的那部分压⼒称⽔汽压(e)。
饱和⽔汽压(E):如果⽔汽含量达到限度,空⽓呈饱和状态,这时的空⽓称饱和空⽓,饱和空⽓的⽔汽压称饱和⽔汽压,饱和⽔汽压随温度的升⾼⽽增⼤。
饱和差:在⼀定温度下,饱和⽔汽压与实际空⽓中⽔汽压之差称饱和差(d).即:d=E-e意义:d表⽰实际空⽓距离饱和程度。
D越⼤,越不饱和D=0,空⽓达到饱和D>0,不饱和D<0,过饱和露点:在空⽓中⽔汽含量不变,⽓压⼀定下,使空⽓冷却达到饱和的湿度,称露点温度。
结论:⽓压⼀定时,露点的⾼低之与空⽓中的⽔汽含量有关,⽔汽含量越多,露点越⾼。
所以露点也是反映空⽓中⽔汽含量多少的物理量。
TD和T(常温)意义:TD=T,空⽓饱和TD—T<0,空⽓不饱和TD—T>0,空⽓饱和⼲空⽓的状态⽅程:第⼆章⼤⽓的热能和温度基尔荷夫定律:放射率=吸收率防⾝能⼒越强,吸收能⼒越强斯蒂芬—玻⽿兹曼定律:物体的放射能⼒是随温度、波长⽽改变的。
随着温度的升⾼,⿊体的放射能⼒增强。
因⽽物体放射的总能量也会显著增⼤。
⿊体的总放射能⼒与它本⾝的绝对温度的四次⽅成正⽐。
维恩(Wein)位移定律:物体的温度愈⾼,其辐射极⼤值所对应的波长愈短;反之,物体的温度愈低,其辐射的波长则愈长。