气象学复习思考题(含答案)

1 气象学复习思考题

园林12-6 游筱岚

第一章 大气概述

1.名词解释：

气温垂直递减率（γ）：在垂直方向每变化100m气温的变化值。

气温随高度增加而降低，平均而言，每上升100m，气温下降0.65℃，这称为气温垂直递减率，也称气温垂直梯度。

饱和水汽压（E）：在一定温度下，单位体积空气中的水汽含量是有一定限度的，如果水汽达到此限度，空气就是饱和状态，这是的空气成为饱和空气。饱和空气产生的水汽压力成为饱和水汽压，它是温度的函数。

相对湿度（U）：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值（用百分数表示），

即U=e/E·100%

露点温度（td）：在空气中水汽含量不变，且气压一定时，使空气冷却达到饱和时的温度称为露点温度, 简称露点。

饱和差（d）：在一定温度下，饱和水汽压与实际空气中水汽压之差称为饱和差。d=E-e

2.气候与天气有哪些不同？

①气候：一个地方较长时间内发生的天气状态，既包括平均状态又包括极端状态，一般比较稳定。一个地方的气候特征受它所在的纬度、高度、海陆相对位置等影响较大。

②天气：一个地方较短时间内大气状态和大气现象的综合成为天气，一般具有多变性。

3.平流层和对流层的主要特点有哪些？

①平流层：

a．气温随高度的上升而升高

b．空气以水平运动为主

c．水汽含量较少，大多数时间天气晴朗，有时对流层中发展旺盛的积雨云也可伸展到平流层下部

②对流层：

a．气温随高度上升而降低

b．空气具有强烈的对流作用

c．气象要素水平分布不均匀 2 4.臭氧，二氧化碳，水汽和气溶胶的气候效应。

①臭氧：

a．大量吸收太阳紫外线，使臭氧层增暖，影响大气温度的垂直分布。

（b．臭氧层的存在使地球上的生物免受过多太阳紫外线的伤害，对地球上生物有机体的生存起了保护作用。）

②二氧化碳：

a．CO2对太阳短波辐射吸收很少，但能强烈吸收和放射长波辐射，使得地表辐射的热量大部分被截留在大气层内，因而对地表有保温效对空气和地面有增温效应。

b．在所有温室气体中， CO2对大气温室效应的贡献占到53%。若大气中CO2含量不断增加，将导致温度上升，使全球气候发生明显变化。

（c．植物进行光合作用必不可少的原料，CO2的增多也会对提高植物光合效率产生一定影响。）

③水汽：

a．易吸收和放射长波辐射，参与大气温室效应的形成，对地面起保温作用。

b．含量虽少，但可在大气温度范围内进行相变，是天气变化的主要角色，影响云雨及各种降水。（对植物生长发育所需水分有着直接影响，最终影响到植物及农作物的产量。）

c．水汽在相变中吸收和放出潜热。

④气溶胶：

a．大气中固体微粒和液体微粒使大气能见度变坏

b．减弱太阳辐射和地面辐射，影响到地面及空气温度

c．大气气溶胶微粒能充当水汽凝结核，对云、雨的形成有着重要作用

d．有些进入大气的气溶胶微粒是大气中的污染物质

5.如何用饱和差（d）、露点温度（td）来判断空气距离饱和的程度？

①饱和差：d>0，空气未饱和

d=0，空气饱和

d<0，空气过饱和

②露点温度：t>td，空气未饱和

t=td，空气饱和

t

3 6.已知气温（t）和相对湿度（U）以后，如何得出饱和水汽压（E）、水汽压（e）、饱和差（d）、露点温度（td）？

①饱和水汽压： E0:0℃时饱和水汽压 t：蒸发面温度

水面：a=7.45 b=235 冰面: a=9.5 b=265

②水汽压：∵U=e/E·100% ∴e=E·U ④露点温度：

③饱和差：d=E-e

第二、三章 辐射能、温度

1.名词解释：

太阳常数（S0）：在日地平均距离条件下，地球大气上界垂直于太阳光线的面上所接受到的太阳辐射通量密度，称为太阳常数，以S0表示。

大气透明系数（P）：太阳在天顶时，即m=1时，到达地面与太阳光直射面上的太阳辐射通量密度S与大气上界太阳常数S0之比，可表示为P=S/ S0（P<1）

太阳高度（h）：太阳高度角的简称。太阳光线和观测点地平线间的夹角，以h表示。

太阳直接辐射（S）：太阳以平行光方式投射到与光线相垂直的面上的辐射，用S表示。

总辐射（St）：到达地面的太阳直接辐射和散射辐射之和。

大气逆辐射（La）：大气辐射朝向四面八方，其中向下投向地面的部分称为大气逆辐射。

地面有效辐射（Ln）：地面发射的长波辐射与地面吸收的大气逆辐射之差。

地面净辐射（B）：单位时间、单位面积的水平地表面吸收的辐射能与失去的辐射能之差。

逆温：一定条件下，对流层某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，即逆温。

平流逆温：当暖空气平流到冷的下垫面时，使近地面的空气冷却，降温较多，而上层空气受地面影响小，降温较少，于是产生逆温现象。

辐射逆温：晴朗无风或微风的夜晚，地面辐射很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。空气越靠近地面，受地面影响越大，降温越多；越远离地面，降温越少，形成逆温。

活动积温（Y）：林木在某一生长发育期或整个生长发育期内全部活动温度的总和，表示为Y。

（活动温度：等于或高于生物学最低温度（B）的日平均温度（ti）。）

有效积温（X）：林木在某一生长发育期或整个生长发育期内有效温度的总和，表示为X。

（有效温度：日平均温度（ti）与生物学下限温度（B）之差。）

大气之窗：8-12μm处大气对长波吸收率最小，透明度最大，因此称此波段为“大气窗口”。

这一波段内的辐射，正好位于地面辐射能力最强处，所以地面辐射有20%的能量透过这一窗 4 口射向宇宙空间。

2.太阳高度角计算公式中都包括哪些要素？

sinh=sinφ·sinδ+cosφ·cosδ·cosω

式中，φ是纬度；δ是赤纬（太阳倾角或日偏角）；ω是时角

3.太阳辐射在大气中减弱的一般规律是什么？贝尔减弱定律的公式。

①当大气透明系数为P，太阳辐射穿过m个大气质量后，到达地面的太阳辐射通量密度S为：

S=S0Pm （贝尔减弱定律）。

式中，S：到达地面的太阳辐射强度；S0：太阳常数；p：空气透明系数；m：大气质量数

②该式说明，太阳辐射经过大气层时，其减弱规律遵循指数规则。

4. 到达地面的太阳总辐射由哪两部分组成？试比较二者的异同及影响因子。

太阳直接辐射 散射辐射

定义 太阳以平行光方式投射到与光线相垂直的面上的辐射 来自整个天穹向下的散射辐射和反射的太阳辐射之和

影响因子 太阳高度角↑，直接辐射↑

大气透明度↑，直接辐射↑

海拔高度↑，直接辐射↑

云量↑，直接辐射↓

大气质量数 太阳高度角↑，散射辐射↓

大气透明度↑，散射辐射↓

海拔高度↑，散射辐射↓

云量↑，散射辐射↓

测量仪器 直接辐射表 天空辐射表加挡板

5. 地面有效辐射的公式。有哪些影响因子？

①Ln=Lo—La

式中，Lo：地面发射的长波辐射；La：地面吸收的大气逆辐射

②影响因子：

a．地面湿度↑，地面有效辐射↑

b．海拔↑，地面有效辐射↑

c．空气温度↑，地面有效辐射↓

d．空气湿度↑，地面有效辐射↓

e．云况↑，地面有效辐射↓ 5 6. 地面净辐射公式和各项的意义。

①B=St·（1-r）-Ln=(Sb+Sd)·（1-r）-Ln 或 B=Sb+Sd+La-Sr-Lo

②式中，B：地面净辐射；St：太阳总辐射（即太阳直接辐射（Sb）与散射辐射（Sd）之和）；r：地面对太阳辐射的反射率；Sr：地面反射的太阳直接辐射通量密度；

Ln：地面有效辐射（即大气辐射（Lo）和大气逆辐射（La）之差Lo-La）

7. 画图并说明土壤温度的铅直变化类型。

有两种基本型和两种过渡型。基本型有日射型和辐射型，过渡型有早上过渡型和傍晚过渡型。

日射型（13时，7月）；辐射型（1时1月）；

早上过渡型（9时，4月）；晚上过渡型（19时，10月）

8. 写出地面（土壤）热量平衡方程和解释各项的意义。

①B=LE+P+Qs

②式中，B：净辐射；P：感热通量；LE：潜热通量；L：蒸发或凝结消耗量，约等于2.5×106J/kg；E：蒸发或凝结量； Qs：土壤热通量

9. 常见的逆温有哪几种？辐射逆温形成的条件是什么？

①常见逆温：辐射逆温、平流逆温、地形逆温。

②辐射逆温形成条件：天气:晴朗而有微风的夜晚，无云或云层很薄很高；地形:在山谷或凹地、干燥地区有利于辐射逆温的形成。

10. 什么叫土壤日较差、气温日较差？影响土壤日较差、气温日较差的因子有哪些？

①土壤日较差：一日中，同一地方的土壤的最高温度与最低温度之差。 6 ②气温日较差：一日中，同一地方的最高气温与最低气温之差。

③影响土壤日较差的因子： ④影响气温日较差的因子：

a． 地面热收支状况和土壤热特性 a．高度

b． 纬度:低纬度大于高纬度 b．纬度:低纬度大于高纬度

c． 季节:夏季大于冬季 c．季节：夏季大于冬季

d． 地表面状况 d．地表面性质

e． 天气状况 e．天气状况

11. 如何计算活动积温、有效积温？积温在林业生产中有何意义？

①活动积温： y：活动积温

ti≥B：活动温度，该生长发育期始日到终日（1-n）之和

②有效积温： X：有效积温

ti≥B-B：有效温度

③积温在林业生产中的意义：

a．在林业气候分析与区划中，积温被用作林业区划主要的热量指标。

b．不同树种、或同一树种的不同生长发育期，要求不同的积温。

c．积温可以作为树木物候期、发育期和病虫害发生期等重要依据。

d．积温可以为植物引种和品种推广提供科学依据，以避免引种和推广的盲目性。

第四章 大气中的水分

1. 影响蒸发的气象因子有哪些？蒸散的概念是什么？

①影响蒸发的气象因子：水源、热源、风速与湍流扩散、气压、饱和差

道尔顿定律：W：蒸发速度 A：扩散速度（=风速）

P：气压 E-e：饱和差

②蒸散的概念：植物蒸腾与土壤蒸发的总和称为蒸散

2. 大气中水气的凝结条件是什么？其达到凝结的途径有哪些？云、露、霜、雾分别是在哪些冷却方式下产生的？

①大气中水气的凝结条件：a．凝结（华）核b．空气中水汽达到饱和或过饱和状态

②达到凝结的途径：辐射冷却、绝垫冷却、接触冷却、混合冷却

③云：绝垫冷却；露：辐射冷却；霜：辐射冷却；雾：辐射冷却、接触冷却

3. 辐射雾、平流雾的定义和形成条件有哪些？

①辐射雾是由地面辐射冷却使贴近地面的空气层变冷而形成的。