第1章 大气科学概论(南京信息工程大学 大气概论)

南京信息工程大学大气探测复习资料第一章大气探测⒈大气探测学研究的定义、范围和特点是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定；并对获得的记录进行整理。

这种探测即包括目测，也包括器测；即包括直接测量，也包括间接测量。

地面气象观测：对近地面层的大气状况进行观察和测定。

包括云、能见度、天气现象、温度、湿度、气压、风、降水、蒸发、辐射能、日照时数、冻土深度、积雪和电线积冰。

高空气象观测：利用气球、无线电探空仪、气象探测飞机、气象火箭、气象雷达和卫星等对自由大气的温、压、湿、风等要素进行探测。

专业性气象探测：根据不同的专业要求需要进行，如大气污染监测、农业气象观测特点：理论与实践相结合，基础性、前沿性⒉直接测量和间接测量指什么？直接测量：感应元件置于待测介质之中，根据元件性质的变化，得到描述大气状况的气象参数。

间接测量：根据电磁波在大气传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变化。

可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。

⒊大气探测仪器的性能包括哪几个？惯性（滞后性），灵敏度，准确度和精密度，分辨率（力），量程。

⒋气象业务组织分哪几类？基准气候站：300-400，24次。

基本气象站：150，8次。

一般气象站：50，3次或4次。

高空气象站：300，2次或3-4次。

⒌地面观测场地要求及仪器布置。

25*25平方米；四周空阔平坦，能代表本地较大范围；四周10m 内不能种植高杆作物均匀草坪，草高不超过20cm，不准种植作物；设1.2m高稀疏围栏，内设0.3-0.5m宽小路，且只准在小路上行走，小路下建线缆沟或埋设线缆管。

⒍大气探测的三性要求指什么？代表性、准确性、比较性。

第二章云的观测⒈掌握3族10属29类云的特征和符号简写（主要是会识别云）⒉云量、云高的定义及观测方法云量是指云遮蔽天空视野的成数。

云量观测包括总云量（观测时天空被所有的云遮蔽的总成数）、低云量（观测时天空被低云族的云遮蔽的总成数）。

大气科学概论考前复习题一、地球大气1、简述大气科学包括哪些分支学科。

2、简述大气科学的主要研究方法。

3、简述大气垂直结构的主要特征。

4、简述对流层和大气边界层结构特征。

5、简述大气成分CO2、Ｏ3对地球辐射平衡和全球气候变化产生的影响。

6、表征大气的基本要素有哪些？请简要解释。

二、大气现象1、简述云的微观组成。

2、我国气象行业标准根据云形态的国际分类，将云分为几族、几属，分别是什么？3、简述云中水凝物粒子的相态分布与云内温度随高度分布的关系。

4、试比较典型云滴和典型雨滴的大小差异。

5、简述连续性、间歇性和阵性降水的判别特征。

6、当雨很小时如何与毛毛雨区分？7、决定冰雪晶形状的最主要大气要素有哪些？8、霰、冰粒、冰雹的主要区别是什么？9、试绘出雨、雪、冻雨、冰粒4种降水产生的大气温度随高度分布的草图。

10、冻雨和雨淞的关系是什么？11、如何区别雾和霾两类视程障碍现象？12、简述大气中逆温层的作用。

三、大气系统的能量收支与平衡1、大气中有哪些能量形式？2、举例说明大气中能量传递的三种方式。

3、黑体有哪些基本性质？黑体辐射有哪些基本性质？4、比较地球和太阳的黑体辐射光谱差异。

5、什么是大气对辐射的选择性吸收？原因是什么？6、蓝天白云的原因是什么？7、简述大气层温度的垂直分布与大气辐射过程的关系。

8、简述大气上界太阳辐射日总量分布的特点。

9、简述晴天时大气上界与地面太阳辐射光谱的差异。

10、什么是辐射平衡、辐射平衡温度？为何无大气的地球辐射平衡温度低于0摄氏度？11、比较温室的能量收支与大气保温效应。

12、大气中主要温室气体有哪些？13、大气系统能量平衡主要包括哪些物理过程？14、人类活动对全球热量平衡产生了怎样的影响？四、天气系统1、下面不属于地球大气受到的真实作用力的是（）。

A、气压梯度力；B、重力；C、柯里奥利力；D、摩擦力2、西太平洋副热带高压的范围是用500hPa等压面（）位势什米线来表示。

A、577B、588C、599D、10003、下面四类热带气旋中近中心地面风力最大的是（）。

《大气科学概论》考试说明一、选择（30分，30题，每题1分）二、填空（15分，15题，每题1分）三、名词解释（15分，5题，每题3分）四、综合题（40分），包括计算题（3题，20分）和问答题（4题，20分）第一章大气概述地球系统（了解概念）地球大气的成分（干洁大气的概念）大气的重要性（酸雨、温室效应以及主要的温室气体）空气状态方程（表征气体状态的宏观量、理想气体状态方程）主要气象要素气温：温标、不同温标之间的转换气压：气压的概念、标准大气压湿度：饱和水汽压的计算、相对湿度、露点温度的概念风：风向定义和判定，风速的计算大气垂直结构大气垂直分层（重点是对流层）垂直气压和温度变化第二章大气辐射、温度（10分）辐射（辐射的概念、太阳常数、大气对太阳辐射的吸收，到达地表的太阳辐射的种类，大气的加热，辐射热交换的概念）温度（概念及测量、气温日变化及日较差，海平面气温分布特征）第三章大气运动（20分）空气团所受到的力（气压梯度力和科氏力的概念、作用和计算）大气运动方程（了解）静力平衡的概念地转风平衡（概念、计算）梯度风平衡（概念、计算）地转偏差（概念、计算）大气环流（三圈环流的概念，海陆风与山谷风环流的形成及概念）第四章大气云、雾和降水（10分）云：云的概念、了解云的分类，形成云的基本过程（概念、基本条件、三种云的形成过程）雾：了解雾的分类和形成云滴、冰晶的形成和增长：主要的概念降水：云滴增长的基本途径，暖云和冷云降水的概念，冰晶效应人工影响天气：影响暖云降水的原理第五章天气系统和天气预报（10分）天气系统了解地面和高空天气图气团的概念、影响我国境内的气团锋的概念、分类以及对应的天气特征气旋和反气旋的概念、特征和对应的天气状况副热带高压的概念、副高的移动与中国雨带天气预报天气预报的步骤和主要方法数值天气预报的概念第六章气候与气候变化（20分）气候概述：气候的定义，气候系统的概念，主要反馈过程，气候类型：了解气候分类方法柯本气候分类法的概念及优缺点了解全球气候类型（温带海洋性气候、温带季风气候）城市气候的主要特征下垫面对气候形成的影响海洋在气候形成中的作用海气相互作用的概念，沃克环流的概念，厄尔尼诺的概念、周期及其对我国气候的影响地形对降水影响，青藏高原对气候的影响气候变化气候变化的主要原因人类活动对气候的影响第七章大气化学与大气污染（选择、填空）控制大气化学成分的关键过程对流层臭氧（对流层臭氧的形成机制、危害）气溶胶（的概念，来源，组成）空气污染指数（了解不同指数的意义）形成空气污染的有利条件（包括哪些）第一章大气概述1、地球系统(了解概念)由岩石圈、水圈、大气圈和生物圈共同构成一个综合体，称之为“地球系统”2、地球大气的成分（干洁大气的概念）干洁大气指不含水汽和悬浮颗粒物的大气，简称干空气，其平均分子量为。

南京信息工程大学研究生招生入学考试考试大纲科目代码：832科目名称：大气科学概论第1部分课程目标与基本要求一、课程目标大气科学概论课程通过介绍大气科学的基本概念和基本知识，对专业课程中详细讨论的大气现象及其本质进行初步的描述和解释，重点在于解析一些基本的大气现象和大气运动的基本规律以及相关的科学问题，讲述常规气象探测以及遥感气象探测的方法，介绍基本的天气预报思路和方法，并通过大气环流及季风等气候知识的讲述，使学生能够初步且较为全面的了解大气科学这本学科所涵盖的主要内容以及研究手段。

通过这些基本知识的学习，将科学性和趣味性相结合。

使学生们初步建立起大气科学的理念，以培养并激发他们学习大气科学相关课程的兴趣。

二、基本要求要求学生掌握有关内容的基本概念、基本理论和基本方法。

要求掌握大气的热力结构分层；太阳与地气系统辐射过程；地气系统能量平衡；云的分类；雾的形成与分类；气温、气压、湿度、风速及降水的观测仪器与方法；天气雷达的概念与系统组成；气象卫星遥感图像，卫星云图的基本特征；天气系统及天气过程的形成；大气运动是不同尺度波动叠加的结果。

第2部分课程内容与考核目标第一章绪论1、掌握地球大气演化过程、地球大气主要成份2、理解垂直结构与分层特征3、熟悉表征大气的基本气象要素4、了解气象及其历史第二章能量与辐射1、掌握电磁辐射基本定义2、理解太阳、地球大气辐射平衡3、熟悉太阳、地球和大气辐射基本规律第三章云、雾、降水1、掌握云、雾、霾基本定义2、熟悉云、雾的分类3、理解云、雾、降水的形成原因第四章常规气象观测1、理解地面观测与高空探测概念；2、掌握气温、气压、湿度、风、降水的观测仪器与方法；初步理解地面观测中云、能见度、天气现象等参数的观测方法；3、了解自动气象站的主要功能及信号处理；4、了解高空气象探测中风、温度、湿度、气压的探测方法。

第五章天气雷达1、掌握天气雷达的概念与系统组成；2、了解雷达气象方程及其物理意义；3、了解多普勒雷达探测；4、了解回波分类与识别、以及降水回波强度分析等概念。

选择题、填充题、简述题1．通常北半球各个纬度地区盛行风。

0°~30°低纬:东北信风，30°~60°中纬：盛行西风（西南风），60°~90°高纬：极地东风（东北风）2．地球的冷热极。

冷极在南极，为－90 ℃（乔治峰），热极在索马里境内，为63 ℃。

3.干洁大气中的成份干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体，简称干空气。

它的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，其容积含量占全部干洁空气的99.99％以上。

其余还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等。

（书P20）4．一天中太阳高度角变化，最小、最大。

太阳光线与地表水平面之间的夹角。

(0°≤h≤90。

）一天中，正午的太阳高度角最大。

5.通常一天中相对湿度最值最有可能出现时间。

白天温度高，蒸发快，进入大气的水汽多，水汽压就大；夜间相反。

每天有一个最高值出现在午后，一个最低值出现在清晨，在海洋上，或大陆上的冬季，多属于这种情况。

但是在大陆上的夏季，水汽压有两个最大值，一个出现在9~10时，另一个出现在21~22时。

在9~10时以后，对流发展旺盛，地面蒸发的水汽被上传给上层大气，使下层水汽减少；21~22时以后，对流虽然减弱，但温度已降低，蒸发也就减弱了。

与这个最大值对应的是两个最小值，一个最小值发生在清晨日出前温度最低的时候，另一个发生在午后对流最强的时候。

而相对湿度的大小，不但取决于水汽压，还取决于温度。

气温升高时，虽然地面蒸发加快，水汽压增大，但这时饱和水汽压随温度升高而增大得更多些，使相对湿度反而减小。

同样的道理，在气温降低时，水汽压减小，但是饱和水汽压随温度下降得更多些，使相对湿度反而增大。

所以相对湿度在一天中有一个最大值出现在清晨，一个最小值出现在午后。

6．大冰期一般持续时间全球已出现过3次大冰期和2次大间冰期。

大冰期持续时间约1,000万～2,000万年，气温和雪线下降；大间冰期持续时间约3亿年，气候变暖，冰川退缩，气温和雪线上升，中纬度温度变化幅度高达10℃。

一.判断正误1.冷气团移到暖的地区，暖气团移到冷的地区都会变性，他们变化的快慢一样吗？2.冷锋和暖锋中，是暖气团沿着冷气团斜坡爬升？还是冷气团沿着暖气团斜坡爬升3.低气压和气旋的区别？低气压和气旋是一种天气系统的两种不同称谓。

在北半球，低气压内的空气必然呈逆时钟旋转；在南半球则呈顺时钟旋转。

4.什么是锋面气旋？5.什么是涡旋运动？升为主，这样就形成一个闭合的东西向环流圈，称为沃克环流。

3.气旋的定义？气旋：气旋是占有三度空间的，在同一高度上中心气压低于四周而其周围是逆时钟旋转气流的大尺度涡旋称为气旋。

4.什么是地转风？在自由大气中，水平气压梯度力与水平科氏力平衡下形成的水平匀速直线运动称为地转风。

5.什么是静力平衡？静力平衡是指大气中垂直方向的水平气压梯度力和重力的平衡。

6.拉尼娜的定义？拉尼娜（La Niña）现象，是指赤道中东太平洋海表温度大范围持续异常偏冷的现象7.什么是梯度风平衡？8.什么是锋面天气？锋面天气主要是指锋面附近的云和降水，它们是随季节、时间和地点的不同而变化的。

9.什么是冷锋？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运而呈现倾斜状态6.气团的形成条件是什么？.气团的形成①下垫面性质均匀的广阔的地球表面（大沙漠、大平原、大洋、冰障覆盖），为气团源地。

②稳定的环流（下沉辐散，如较少移动的反气旋）四.论述题1.台风生成的必要条件如何？台风经常在热带洋面生成，确保足够的水汽,且都是由热带扰动发展起来的，但热带扰动并不都能发展成台风。

台风生成必须具备特有的条件•（1）热力条件：台风发生、发展必须要有足够大的海面或洋面，同时海面水温必须在26~27℃以上。

这是扰动形成暖心结构的基础。

•（2）初始扰动：要使条件不稳定大气的不稳定能量得以释放，使其转变为发展台风的动能，必须有一个启动机制，这就是低层的初始扰动。

低空像这样的扰动有赤道辐合带涡旋、东风波等。

•（3）垂直方向风速不能相差太大：上下层空气相对运动很小，才能使初始扰动中水汽凝结所释放的潜热能集中保存在台风眼区的空气柱中，形成并加强台风暖中心结构。

南京信息工程大学2010年硕士研究生入学考试《大气科学导论》考试大纲科目代码：F12科目名称：大气科学导论第一部分课程目标与基本要求一、课程目标：大气科学导论课程主要介绍大气科学的研究对象、研究内容和研究方法以及大气科学领域的基本知识，并重点解析一些基本的大气现象和大气运动的基本规律以及相关的科学问题，并介绍一些基本的天气预报思路和方法。

使学生们初步建立起大气科学的理念，以培养他们学习的兴趣，为今后专业课的学习打下基础。

二、基本要求：要求学生掌握有关内容的基本概念、基本理论和基本方法，以便提高综合分析及解决问题的能力。

第二部分课程内容与考核目标第一章概述（引言）1、掌握大气科学的研究对象和内容2、理解大气科学的学科体系3、了解大气科学的发展历史及现状4、了解大气科学在生产建设中的应用第二章关于大气的基本知识1、掌握大气的主要成分及其在天气、气候变化中的作用（干洁大气成分、水汽、杂质）2、掌握表征大气的基本要素（气温、气压、空气湿度、风）3、掌握大气的垂直分层（对流层、平流层、中间层、热层、外层）4、掌握温度的全球分布特征5、掌握大气中湿度的分布特征第三章关于大气运动的基本规律1、掌握研究大气运动的主要坐标系2、掌握决定大气运动的主要因子和作用力3、掌握大气运动的若干基本规律（大气静力方程、大气运动方程、大气连续方程、热力学能力方程）4、掌握风场和气压场的关系（地转风、梯度风、热成风地转偏差）第四章气旋和反气旋1、掌握气旋和反气旋的基本概念2、掌握气旋和反气旋的天气学特征及其分类3、掌握涡度的基本概念、物理本质4、了解台风的基本概念（定义、结构和天气、生命史和台风灾害）第五章关于气团、锋和锋生的概念1、掌握气团的定义（气团的概念、源地、形成的物理过程及气团的分类）2、掌握锋和锋生的定义（锋的概念、锋的分类、锋生和锋消的概念）3、掌握锋与天气的联系（暖锋天气、冷锋天气、准静止锋天气、锢囚锋天气）第六章关于天气预报的基本方法和技术1、了解天气预报技术的历史发展、大气科学理论研究的深入和发展2、了解天气预报的基本思路和方法（天气图预报法、长期天气预报）3、了解天气预报的新技术（数值天气预报、综合集成方法、中小尺度气象学的研究和临近预报、天气预报业务自动化）第七章海气相互作用的产物——厄尔尼诺1、掌握ENSO的定义2、了解厄尔尼诺的生命期及其特征3、了解厄尔尼诺对世界及中国气候的影响4、了解有关厄尔尼诺的理论和推测第八章大气遥感探测1、了解人类探测大气的历史、常规探测的局限性2、掌握大气遥感探测基础知识，电磁波谱和大气信号、遥感的分类和特点3、了解气象雷达探测系统、常用气象雷达、雷达气象学的发展4、了解气象卫星遥感技术、气象卫星云图及其分析和应用、气象卫星的发展现状和展望第三部分有关说明与实施要求1.考试目标的能力层次的表述本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述: 较低要求——了解一般要求——理解、熟悉、会较高要求——掌握、应用一般来说,对概念、原理、理论知识等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对应用方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。