气象学与气候学第八章

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。

第一章测试1.大气中的水分可以发生（）的相变。

A:气态。

B:分子态。

C:固态。

D:液态。

答案:ACD2.干洁空气的成分不包括（）。

A:氮气B:固体杂质C:氧气D:水汽答案:BD3.空气接近饱和或远离饱和的湿度表示方法包括；（）A:饱和差。

B:绝对湿度。

C:露点。

D:相对湿度。

答案:ACD4.关于空气温度的叙述，下列说法正确的是（）。

A:比湿随气温上升而减小；B:水汽压的大小与空气体积变化无关；C:在一定温度下，空气中水汽含量越多，饱和差越小D:露点温度愈高，露点差愈小，空气愈干燥。

答案:B5.当干球温度t=15℃，露点温度T d=-2℃时表示空气（）。

A:空气中水汽远离饱和B:比较干燥C:比较湿润D:空气中水汽接近饱和答案:A6.在大气组成成分中，能强烈吸收太阳紫外线使平流层增温的气体成分是（）。

A:氧气B:氮气C:二氧化碳D:臭氧答案:D7.饱和水汽压随气温的升高而增大。

（）A:错B:对答案:B8.干洁空气中N是合成氨的基本原料，同时可冲淡O2，使空气氧化作用不过于激烈。

（）A:错B:对答案:B9.平流层内气温随高度的升高而降低。

（）A:错B:对答案:A10.相对湿度是不可以由仪器直接测得的，因为湿度的各种表示量在观测以后均需查湿度查算表。

（）A:错B:对答案:A第二章测试1.关于辐射下列说法正确的是（）。

A:物体的吸收率、反射率和透射率之和为1。

B:在一定波长一定温度下，一个物体的吸收率等于20%，在同温度同波长下其放射率为30%。

C:投射至物体上的辐射能够被物体全部吸收。

D:黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。

答案:AD2.太阳辐射在大气中的减弱方式包括大气对太阳辐射的（）。

A:反射B:散射C:透射D:吸收答案:ABD3.关于气层的稳定性，下列说法正确的是（）A:当单位质量空气块，上升一定距离后，若其密度比周围的空气层密度大，说明气层稳定。

B:当单位质量空气块，上升一定距离后，若其密度比周围的空气层密度小，说明气层稳定。

气象学与气候学作业、复习题第一章1、气象学、气候系统及其意义？2、天气与气候之间差？3、大气是由哪几层组成？对流层有什么特点？4、湿空气状态方程及引入虚温的意义。

解释名词：气候系统、天气、气候、温室效应、气温垂直梯度、湿度（各种表示方法）、虚温、降水量、降水强度。

第二章1、简述太阳辐射穿过大气后发生哪些变化，为什么？2、利用散射理论解释大气现象（晴朗的天空是蔚蓝的；日出日落天空是红色的；天空杂质多时是灰白色的）。

3、简述大气的温室效应？4、写出任意时刻太阳高度角的计算公式，说出各项的意义。

5、地面、大气辐射和地面有效辐射（物理意义，表达式）。

6、试写出地面热量平衡及各项的物理意义。

分析陆地表面和海洋表面热量平衡之差异。

7、写出地面辐射平衡方程和能量平衡方程，并简述其物理意义。

8、绝热过程和泊松方程。

9、干绝热直减率和湿绝热直减率及其影响因素。

10、讨论温度的平流变化引起的局地气温变化。

气象与气候复习题09、111、讨论空气温度的个别变化和局地变化。

11、天气、气候常用的热流量方程，并简述其物理意义。

12、判断大气稳定度的基本方法是什么？13、用图表示三种不同的大气稳定度。

（层结曲线、状态曲线）。

14、影响气温年较差的因素有哪些？气温年较差按纬度的类型。

解释名词：辐射通量密度、太阳常数、地面有效辐射、太阳高度角、日照百分率、地面辐射差额、湍流、大气稳定度、气温年较差、逆温。

第三章1、水汽和云的凝结条件是什么？是什么因素造成大气上升运动？2、霜与霜冻是怎样形成的？3、何为道尔顿蒸发定律，影响水面蒸发的因素有哪些？4、相对湿度的日、年变化？5、全球降水带在地球上是如何分布的？解释名词：冰晶效应、凝结增长、凝华增长、降水相对变率第四章1.气压场有哪些基本类型？2.气压的年变化有几种类型，各有什么特点？3.为什么要讨论静力学方程？4.讨论气压与高度的关系。

（知道泊松方程和压高方程讨论的内容）5.简述作用于空气的各种力，讨论各个力的作用。

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。

附件二《气象学与气候学》教学大纲佳木斯大学理学院——黄秀英一、课程基本信息：课程编号：课程中文名称：气象学与气候学课程英文名称：Meteorology and Climatology课程类别：专业基础课适用专业：地理科学专业、资源环境专业开课学期：秋季总学时：本科72学时（理论课66学时+实验6学时）专科64学时（理论课48学时+实验6学时）总学分：本科4分，专科3.5分教研室名称：地理系——自然地理教研室课程简介：气象学与气候学是师范地理科学专业必修的专业基础课程。

课程系统地讲述了气象学、天气学、气候学的基本原理和基本概念及各部分内容在实践中的应用实例。

课程内容主要包括大气热学、大气水分、大气运动、天气系统、气候形成、气候带和气候型、气候变化及人类影响等。

课程性质：气象学与气候学是地理科学专业的专业基础课和资源与环境专业的选修课。

教学任务：气象学与气候学的基本知识和基础理论；大气的热能、温度、水分变化；大气的运动规律；天气系统；气候的成因；气候带和气候类型；气候变化和人类活动对气候的影响。

教学目标：本课程是自然地理的一个重要组成部分，通过系统的学习，应使学生全面地掌握大气中的物理现象、物理过程和大气运动的基本原理；天气演变和气候的形成、分布、变化的基本原理；了解人类对天气的影响和改造的基本原理；使学生能胜任未来的工作需要。

<学时分配表>培养目标培养具有专业知识的合格的中学地理教学工作者。

选择教材的原则：•教材内容必须和教学大纲相接近，而且是近两年内新出版的，适合地理科学教学的特点•教材的知识量丰富，内容新、准确，结构清晰，并与中学教材相接近•知识的数量和难易程度符合地理科学专业的培养目标、要求，学生在学习中比较容易接受建议教材：《气象学与气候学》周淑贞主编——高等教育出版社1999.6年第三版1982年第一版国家优秀教材纪念奖1988年第二版国家教委优秀教材二等奖1998年在台湾以繁体字出版，供台湾高校地理系学生使用2001年获上海市高校教学成果奖三等奖参考教材文献：理论教学内容与要求：第一章引论重点：1、气象学、气候学、天气学的概念及研究对象2、本学科与部门地理、区域地理的关系3、干洁空气的概念、成分及作用4、对流层、平流层的特点及成因§1-1气象学与气候学的研究对象、任务要求：1.气象学、气候学、天气学的概念及所研究对象2.本学科与其他部门地理、区域地理学的关系一、气象学与气候学的研究对象和任务二、气象学与气候学在实际生活中的应用§1-2气候系统概述要求:1.熟练掌握干洁空气的概念、成分及作用2.掌握大气中的水汽、固体杂质的来源及分布3.理解固体杂质、液体微粒的作用4.熟练掌握大气垂直方向的五个分层，温度分布特点及原因5.理解大气高度的划分一、大气圈概述二、水圈、陆面、冰雪圈和生物圈概述§1-3 大气的物理性状要求：1.熟练掌握各主要气象要素的定义、单位及公式2.掌握干空气、湿空气的状态方程3.能利用仪器准确测定主要的气象要素一、主要气象要素二、空气状态议程第二章大气的热能和温度重点：1、太阳辐射及太阳常数2、干绝热直减率和湿绝热直减率3、全球水平气温的分布特点4、如何判别大气的稳定度难点：1、大气稳定度的判别2、乱流逆温的形成过程§2－1太阳辐射要求：1、熟练掌握太阳辐射、太阳光谱、太阳常数的概念；大气对太阳辐射的特点；影响直接辐射的因素。

《气象学与气候学》教学大纲一、课程基本信息：课程编号：16116603课程中文名称：气象学与气候学课程英文名称：Meteorology and Climatology课程类别：学科基础课适用专业：自然地理学专业开课学期：春季总学时：本科48学时（理论课36学时+实验12学时）总学分：本科3分编写日期：2020年12月20日教研室名称：自然地理学教研室考核方式：闭卷二、课程简介：气象学与气候学是自然地理学专业必修的专业基础课程。

课程系统地讲述了气象学、天气学、气候学的基本原理和基本概念及各部分内容在实践中的应用实例。

课程内容主要包括大气热学、大气水分、大气运动、天气系统、气候形成、气候带和气候型、气候变化及其对人类活动的影响等。

教材：姜世中•气象学与气候学（第一版）北京：科学出版社，2010.11三、教学目标：本课程是自然地理的一个重要组成部分，通过系统的学习，应使学生全面地掌握大气中的物理现象、物理过程和大气运动的基本原理；天气演变和气候的形成、分布、变化的基本原理；了解人类对天气的影响和改造的基本原理；培养学生刻苦钻研，科学探索，一丝不苟，实事求是，勇于奉献的精神，成为有担当的新时代青年。

四、教学内容及要求第一章绪论（一）目的与要求使学生了解气象学与气候学研究的学科体系与研究内容、主要分支学科、研究特点等。

通过对我国近代地理学和气象学奠基人——竺可桢的介绍，让学生深刻感受名人的爱国报国情怀和一丝不苟、科学求真的“竺可桢精神”。

培养学生成为爱国家、有理想、有担当的新时代有为青年。

（二）教学内容第一节气象学与气候学的研究对象和分科第二节大气、天气、气候和气候系统的概念第三节气象学与气候学的研究方法及发展简史（在讲述我国气象学与气候学发展简史的时，在阐述竺可桢对我国气象学与气候学做出卓越贡献的同时，也讲述了他“一丝不苟”的座右铭、“排万难冒百死以求真知”的做人原则和“博学之，审问之，慎之，明辨之，笃行之”的处世原则，鼓励学生学习匠人精神。

附件二《气象学与气候学》教学大纲佳木斯大学理学院——黄秀英一、课程基本信息：课程编号：课程中文名称：气象学与气候学课程英文名称：Meteorology and Climatology课程类别：专业基础课适用专业：地理科学专业、资源环境专业开课学期：秋季总学时：本科72学时（理论课66学时+实验6学时）专科64学时（理论课48学时+实验6学时）总学分：本科4分，专科3.5分教研室名称：地理系——自然地理教研室课程简介：气象学与气候学是师范地理科学专业必修的专业基础课程。

课程系统地讲述了气象学、天气学、气候学的基本原理和基本概念及各部分内容在实践中的应用实例。

课程内容主要包括大气热学、大气水分、大气运动、天气系统、气候形成、气候带和气候型、气候变化及人类影响等。

课程性质：气象学与气候学是地理科学专业的专业基础课和资源与环境专业的选修课。

教学任务：气象学与气候学的基本知识和基础理论；大气的热能、温度、水分变化；大气的运动规律；天气系统；气候的成因；气候带和气候类型；气候变化和人类活动对气候的影响。

教学目标：本课程是自然地理的一个重要组成部分，通过系统的学习，应使学生全面地掌握大气中的物理现象、物理过程和大气运动的基本原理；天气演变和气候的形成、分布、变化的基本原理；了解人类对天气的影响和改造的基本原理；使学生能胜任未来的工作需要。

<学时分配表>培养目标培养具有专业知识的合格的中学地理教学工作者。

选择教材的原则：•教材内容必须和教学大纲相接近，而且是近两年内新出版的，适合地理科学教学的特点•教材的知识量丰富，内容新、准确，结构清晰，并与中学教材相接近•知识的数量和难易程度符合地理科学专业的培养目标、要求，学生在学习中比较容易接受建议教材：《气象学与气候学》周淑贞主编——高等教育出版社1999.6年第三版1982年第一版国家优秀教材纪念奖1988年第二版国家教委优秀教材二等奖1998年在台湾以繁体字出版，供台湾高校地理系学生使用2001年获上海市高校教学成果奖三等奖参考教材文献：理论教学内容与要求：第一章引论重点：1、气象学、气候学、天气学的概念及研究对象2、本学科与部门地理、区域地理的关系3、干洁空气的概念、成分及作用4、对流层、平流层的特点及成因§1-1气象学与气候学的研究对象、任务要求：1.气象学、气候学、天气学的概念及所研究对象2.本学科与其他部门地理、区域地理学的关系一、气象学与气候学的研究对象和任务二、气象学与气候学在实际生活中的应用§1-2气候系统概述要求:1.熟练掌握干洁空气的概念、成分及作用2.掌握大气中的水汽、固体杂质的来源及分布3.理解固体杂质、液体微粒的作用4.熟练掌握大气垂直方向的五个分层，温度分布特点及原因5.理解大气高度的划分一、大气圈概述二、水圈、陆面、冰雪圈和生物圈概述§1-3 大气的物理性状要求：1.熟练掌握各主要气象要素的定义、单位及公式2.掌握干空气、湿空气的状态方程3.能利用仪器准确测定主要的气象要素一、主要气象要素二、空气状态议程第二章大气的热能和温度重点：1、太阳辐射及太阳常数2、干绝热直减率和湿绝热直减率3、全球水平气温的分布特点4、如何判别大气的稳定度难点：1、大气稳定度的判别2、乱流逆温的形成过程§2－1太阳辐射要求：1、熟练掌握太阳辐射、太阳光谱、太阳常数的概念；大气对太阳辐射的特点；影响直接辐射的因素。

第一章绪论1、气象学：研究大气现象(风、云、雨、雪、干、湿、雷、电等)及其状态（温度、压强、湿度、密度等）的形成原因、变化规律和时空分布的科学。

2、按传统，气象学分为物理气象学、天气学、动力气象学。

3、某一瞬间大气的状态和大气现象的综合称为天气。

研究地理条件不同的区域内所发生的大气过程的规律，以寻求预测天气变化方法的学科便是天气学。

4、气候：是在太阳辐射、大气环流、下垫面的影响下形成的天气的多年综合状况。

气候学：是研究气候的特征、分布、变化、形成及其与人类活动相互关系的学科。

5、世界气象组织认为，30年时段的气候平均状况具有一定的代表性，基本能反映出当地的气候特征。

第二章大气的基本情况1、气候系统是那些能够决定气候形成及其变化的各种因子的统一体。

包括5个物理组分：大气圈、水圈、冰雪圈、陆地表面、生物圈。

2、包围地球的气体外壳称为大气圈，大气圈是气候系统中最活跃、变化最大的组成部分，通过铅直和水平的热量传输，大气圈对于外部施加影响的响应时间约为1个月，如果没有补充大气动能的过程，动能因摩擦作用而耗尽的时间也是1个月。

3、大气中，除水汽、液体和固体杂质以外的整个混合气体，称为干洁空气，简称干空气，要成分是N2 （氮）、O2（氧）、Ar（氩）约占总容积的99.97=6%。

氮是大气中最多的气体。

4、干洁大气中对人类活动影响比较大的成分是氮、氧、臭氧和二氧化碳。

5、大气中的水汽来自江、河、湖、海及潮湿物体表面的水分蒸发和植物的蒸腾。

空气中的水汽含量随高度的增加而减少，1.5-2km高度上，空气中的水汽含量已减少为地面的一半。

6、大气在垂直方向上分为五层：对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。

7、对流层集中了整个大气3/4的质量和几乎全部的水汽，通过对流和湍流运动，云、雾、雨雪等主要大气现象都出现在此层，对流层厚度因纬度和季节的不同而不同：热带较厚，寒带较薄；夏季较厚，冬季较薄。

赤道地区对流层厚度可达16～18千米，中纬度地区约10～12千米，两极地区约7～8千米。