现代气候学期末复习
- 格式:docx
- 大小:41.95 KB
- 文档页数:8
气象气候学期末考试复习重点(咸阳师范)1.由于地球的引力作用,在地球周围聚集的气体圈层叫大气圈2.锋面学说:挪威学者贝坚克尼父子应用物理学和流体力学理论通过长期的天气分析实践,创立了气旋形成的锋面学说。
3.在对流层的最下层称为行星边界层或摩擦层。
4.大气是气候系统中最活跃,变化最大的组成部分,它的热容量为,且热惯性小。
5.雨后天晴,天空呈青蓝色,因为太阳辐射中青蓝色波长较短,容易被大气散射。
6.大气逆辐射:大气辐射指向地面的部分。
7.保温效应:大气逆辐射使地面因放射辐射而损耗的能量得到补偿,大气对地面的一种保温作用。
8.地面辐射差额:某段时间内单位面积地表面所吸收总辐射和有效辐射之差值,称为地面辐射差额。
不同的地理环境,不同的气候条件下,地面辐射差额有显著差异。
9.地气系统辐射差额:10.非绝热变化:空气与外界有热量交换。
11.绝热变化:空气与外界没有热量交换。
12.空气与外界交换热量的几种方式:传导辐射对流湍流和蒸发凝结13.绝热直减率:气块绝热上升单位距离时的温度降低值14.干绝热直减率:对于干空气和未饱和的湿空气则称干绝热直减率。
15.位温:在干绝热过程中,高度为1000hpa处,只是所具有的温度称位温。
16.判断大气稳定度的基本方法:通常用周围空气的温度直减率与上升空气块的干绝热直减率或湿绝热直减率的对比来判断。
17.绝对稳定:当r<rm时,不论空气是否达到饱和,大气总是处于稳定状态,因而称为绝对稳定。
18.绝对不稳定:r>rm当时则相反。
称为绝对不稳定。
19.不稳定能量:就是气层中可使单位质量空气块离开初始位置做加速运动的能量。
20.年较差:一年中月平均气温的最高值与最低值只差。
21.逆温现象:暖空气平流到冷的地面或冷的水面上,会发生接触冷却作用,越近地面的空气降温越多,而上层空气受冷地表面影响小,于是产生逆温现象。
22.平流逆温:因空气的平流运动而产生的逆温,称平流逆温。
气候学复习题一、气候的概念和要素气候,简单来说,是指一个地区大气的多年平均状况,具有相对的稳定性。
它主要包括气温、降水、光照、风等要素。
气温是衡量气候的重要指标之一。
不同地区的气温差异很大,这取决于纬度、海陆位置、地形、洋流等多种因素。
一般来说,纬度越高,气温越低;同纬度地区,夏季陆地气温高于海洋,冬季则相反。
降水对于气候的形成也起着关键作用。
赤道地区降水丰富,多对流雨;中纬度地区沿海地区降水较多,内陆地区降水较少;山地迎风坡降水多,背风坡降水少。
光照时间和强度同样影响着气候。
例如,高纬度地区夏季白昼时间长,光照充足;而低纬度地区则全年光照较为均匀。
风在气候中也扮演着重要角色,它能影响气温和降水的分布。
季风气候就是一个典型的例子,夏季风带来丰沛的降水,冬季风则相对干燥。
二、气候的类型世界上主要的气候类型有热带气候、亚热带气候、温带气候、寒带气候和高山高原气候等。
热带气候包括热带雨林气候、热带草原气候、热带沙漠气候和热带季风气候。
热带雨林气候终年高温多雨,主要分布在赤道附近;热带草原气候有明显的干湿两季,分布在热带雨林气候的两侧;热带沙漠气候终年炎热干燥,多分布在回归线附近的大陆西岸和内陆地区;热带季风气候则有明显的雨季和旱季,主要分布在亚洲的南部和东南部。
亚热带气候有亚热带季风气候和地中海气候。
亚热带季风气候夏季高温多雨,冬季温和少雨,分布在大陆东岸;地中海气候夏季炎热干燥,冬季温和多雨,分布在大陆西岸。
温带气候包括温带季风气候、温带海洋性气候和温带大陆性气候。
温带季风气候夏季高温多雨,冬季寒冷干燥,分布在亚洲东部;温带海洋性气候终年温和湿润,分布在大陆西岸;温带大陆性气候冬冷夏热,降水较少,分布在大陆内部。
寒带气候主要是苔原气候和冰原气候,终年寒冷干燥。
高山高原气候则是由于地势高,气温低,气候垂直变化明显。
三、影响气候的因素影响气候的因素多种多样,主要包括以下几个方面:纬度位置是影响气候的基本因素。
气候学复习题气候学是研究地球气候变化及其影响的学科,它涉及天气、气象要素、气候现象、气候变化等方面的知识。
本文将回顾一些与气候学相关的基本概念和重要内容,并通过解答复习题的形式来加深对这些概念的理解。
一、选择题1. 气候是指:A. 一天的天气状态B. 气象要素在数十年甚至更长时间尺度上平均分布的状态C. 气压的变化D. 湿度的变化2. 影响地球气候的因素主要有:A. 太阳辐射、大气环流、地球自转B. 风力、地理位置、气温C. 晴雨、云雾、闪电D. 节气、昼夜、四季3. 下列哪个是地球气候系统的组成部分?A. 大气层B. 外层空间C. 水圈D. 陆地二、简答题1. 解释气候变化和天气的区别和联系。
气候变化和天气是两个不同的概念,但它们之间存在关系。
天气是指短时间尺度上大气中各种气象要素(如气温、湿度、气压、风向、风速等)的瞬时状态和变化情况。
气候变化则是指气象要素的长期统计平均值的改变,通常以30年或更长时间段为基准。
可以说,天气是气候的瞬时表现,而气候则反映了长期时间段内的天气变化趋势。
2. 什么是温室效应?它对气候变化有何影响?温室效应是指大气中的温室气体(如二氧化碳、甲烷等)对太阳辐射和地球辐射的吸收和散射作用,导致地球表面温度升高的现象。
地球表面的大气层起到温室的作用,使得地球能够维持适宜的温度范围。
然而,过量的温室气体排放导致温室效应过强,加剧了地球的气候变化。
温室气体的增加引发了全球气候变暖,导致极端天气事件增多,海平面上升,生态系统受到破坏等。
温室效应对气候变化产生了深远的影响。
三、问题解答1. 解释海洋对气候的影响。
海洋对气候具有重要的调节作用。
海洋的大体积和高比热性质使其能够吸收和释放大量的热量,从而调节了气候的变化。
海洋蓄热能力比陆地高,可以吸收大气的过热能量,减缓了地球气温的升高速度,使气候趋于稳定。
此外,海洋的水循环也对气候起着重要的作用。
海洋蒸发释放水蒸气到大气中,形成云和降水,影响降水分布和气候类型。
气候学复习点整理第一章气候与气候系统1.现代气候学特点1) 从气候变化来研究气候宽的时间谱:万年, 千年、…年,季等。
2)从气候系统来研究气候大气、海洋、冰雪、陆地、生物圈3)从气候动力学来研究气候现代气候学的灵魂。
2.天气系统:指大气圈和水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈之间相互作用的整体。
3.反射率及其物理作用:反射率:物体表面所能反射的光量和它所接受的光量之比。
常用百分率和小数表示。
(百科)冰雪对太阳辐射的反射率是水的几倍,能有效地反射太阳辐射。
冰雪对热量传输是绝缘的,有冰雪覆盖的洋面和陆面,与大气的热量交换是很弱的。
因此,冰雪覆盖对地球热量平衡有着重要的影响,对气候变化起着稳定器的作用。
4.反馈、正反馈、负反馈,及正负反馈的判别反馈:就是将一个系统的输出回输到输入端,从而对系统的运行过程进行调节和控制。
如果反馈过程能够使系统的运行得到进一步的发展,称为正反馈;反之,称为负反馈。
1)冰雪反照率反馈——强烈的正反馈放大作用:温度降低→冰雪覆盖增大→反射率增大→太阳辐射减少→温度降低温度升高→冰雪覆盖减小→反射率减小→太阳辐射增多→温度升高2)水汽反馈——正反馈作用:水汽吸收红外辐射→气温升高→蒸发加强→水汽增加→温室效应→气温升高→加速蒸发过程→热效应5.大气环流:大范围的大气运动称为大气环流,东西风带(包括急流)、平均经圈环流和准定常的槽脊是大气环流的主要成员。
它的主要状况(形势)决定着全球的或区域的天气和气候类型及其变化。
三圈环流:假设大气均匀的在地表运动,在南北半球各有3个平行的风圈或风带,包括低纬环流、中纬环流和高纬环流。
低纬度是正环流或直接环流又称为哈得来环流贸易风:信风(又称贸易风)指的是在低空从副热带高压带吹向赤道低气压带的风。
北半球吹东北风,南半球吹东南风。
6.辐射强迫:辐射强迫是对某个因子改变地球–大气系统射入和逸出能量平衡影响程度的一种度量,它同时是一种指数,反映了该因子在潜在气候变化机制中的重要性。
现代气候学_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.下列哪些因素属于气候变化原因的自然因子?()参考答案:太阳活动_火山爆发_地球轨道要素偏心率2.下列对气溶胶直接和间接效应描述正确的是()参考答案:间接效应通过改变云微物理过程,从而降低地表温度。
_直接效应通过对太阳短波辐射进行反射,从而降低地表温度。
3.下列哪些属于温室气体?()参考答案:甲烷_二氧化碳_水汽_臭氧4.以下哪些效应是由于城市化引起的?()参考答案:城市雨岛_城市干岛_城市湿岛_城市热岛5.南北半球两支信风气流交汇形成的辐合地带称为。
参考答案:赤道辐合带##%_YZPRLFH_%##热带辐合带6.白天风从海洋吹向陆地,夜间风从陆地吹向海洋,这种风称为。
参考答案:海陆风7.影响北美东岸气候的暖洋流是。
参考答案:墨西哥湾暖流##%_YZPRLFH_%##北大西洋暖流8.中纬度冬季平均大气环流中,高空的低槽有、北美大槽和欧洲浅槽。
参考答案:东亚大槽9.影响东北亚气候的暖洋流是。
参考答案:黑潮##%_YZPRLFH_%##日本暖流10.北半球副热带高空急流,冬季比夏季强参考答案:正确11.中高纬度,海洋西岸比东岸更冷参考答案:错误12.北半球陆地和海洋都是7月温度最高参考答案:错误13.陆地增暖强于海洋将使东亚季风增强参考答案:错误14.三圈环流中,费雷尔环流是间接热力环流圈参考答案:正确15.海洋与陆地相比,更容易发生锋面雨与气旋雨参考答案:正确16.海洋上多发生平流雾,陆地上多发生辐射雾参考答案:正确17.下列哪个选项不是影响江淮梅雨的环流系统()参考答案:阿留申低压18.海面与陆面降水特征的差异,正确的描述是()参考答案:对流雨主要发生于海洋的冬季夜间和陆地的夏季午后19.当亚欧大陆为高压控制,北太平洋为低压控制时,我国大部分地区多吹()参考答案:偏北风20.下列大气活动中心属于永久性的是()参考答案:阿留申低压21.海陆热力差异引起的环流是()参考答案:东亚季风、海陆风22.有关气温水平分布的描述,正确的是()参考答案:冬季大陆等温线凸向赤道,夏季则凸向极地23.下列大气活动中心属于半永久性的是()参考答案:亚洲低压24.不属于东亚夏季风主要成员的系统是()参考答案:马斯克林高压25.副热带地区,年蒸发量(填大于、小于或等于)年降水量。
一、名词解释(每小题2分, 共20分。
)1.干空气:2.水汽压:3.降水:4.大气逆辐射:5.位温:6.雾:7.气团:8.温带气旋:9.赤道辐合带:10.气候变化:二、填空题(每空1分, 共20分)1.气温直减率的数值是 , 干空气的平均分子量是。
2.1个标准大气压相当于 mm水银柱高度,等于 hpa.3.到达地面的太阳总辐射是由太阳辐射和太阳辐射两部分构成的。
4.干绝热直减率的数值是 , 等温大气的压高方程的表达式为。
5.地转偏向力的作用(科里奥利力)只能改变空气运动的 , 而不能改变它的运动。
6.大气中的水汽凝结物有两大类, 一类是 , 另一类是。
7.饱和水汽压是随着温度的升高而显著增大的。
高温时空气的饱和水汽压 , 低温时空气的饱和水汽压。
8. 是我国有名的辐射雾区;我国高原地区迎风坡上,常见的雾属于雾。
9.反气旋控制下的天气一般是 , 气旋控制下的天气一般是。
10.山谷风是由于山地的热力因子形成的, 白天形成风;夜间形成风。
二. 读图解答: (10分)读下面的图, 回答如下问题:1.此锋是暖锋还是冷锋?2.在当地, 此锋来临时是什么天气?在当地, 此锋过境时是什么天气?在当地, 此锋过境后是什么天气?三、简答题(每小题5分, 共30分。
)1.为什么暴雨总是发生在暖季?。
2.霜和霜冻有什么区别?3.雾形成的条件有哪些?4. 降水的形成过程是怎样的?5.气候系统的结构分哪几部分?6.气团按照地理原地分为哪几类?四、论述题(共20分。
)针以当前全球气候变化, 人类当采取何种对策? (从气候变化的历史事实、当前气候变化的原因、气候变化造成的影响和气候变化对策四个方面加以论述。
答案一、名词解释(每小题2分, 共20分。
)1.干空气: 大气中除了固、液态微粒及水汽以外的的空气称为干洁空气。
2.水汽压: 指大气压强中的水汽分压。
3.降水: 从天空降落到地面的液态或者固态水。
4.大气逆辐射: 大气辐射中方向指向地面的这一部分大气辐射。
现代气候学第一章绪论1、气候系统的定义:大气圈、与水圈(海洋)、冰雪圈、岩石圈和生物圈相互作用的整体。
气候是天-地-生相互作用下的大气系统的较长时间的平均状态2、天气:某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气现象(风、云、雨、雪、干、湿、雷、电等)及其状态(温度、压强、湿度、密度等)的综合。
3、气候:在某一时间段内气候要素的平均值和变率的统计描述4、现代气候学:在太阳辐射和气候系统各子系统相互作用下,地球上某一区域在某一特定时段内气候要素的平均值和变率的统计状态。
气候标准时段:30年(1971-2000年,1980-2010年)5.、现代气候学与传统气候学的区别:传统气候学描述一定区域的气候特点现代气候学研究气候形成和变化的原因,要求预测某个地区或全球范围的各个时间尺度的气候变化,即围绕平衡态的扰动或对平衡态的偏差或距平。
6、气候学发展史(1)萌芽时期:16世纪中叶以前,感性和经验认识阶段,零碎的定性观察和描述。
(2)发展初期:16世纪中叶~19世纪中叶a)观测方面:气象仪器的发明、建立地面气象观测站和观测网,开始气象要素的观测和积累。
b)理论研究方面:气象学和气候学由单纯定性的描述进入了可以定量分析的阶段,逐渐发展为独立的学科。
(3)发展时期早期:19世纪末~20世纪中叶a)观测方面地面观测内容更加丰富和精确,观测站网扩大。
气象观测从地面向高空发展。
b)理论研究方面锋面气旋学说长波理论降雨学说气候学方面:创立了气候型的概念和几种气候分类法、出版了五卷《气候学手册》(4)近期a)观测方面先进的观测技术常规气象观测网的加密开展大规模的综合观测试验b)理论研究方面建立数值模式,进行定量数值模拟试验,使气象学、气候学进入试验科学阶段。
气候学领域中的科学革命。
7、现代气候学阶段的三个特点(王绍武,2005):从气候变化来研究气候;从气候系统来研究气候;从气候动力学来研究气候。
第二章气候系统1、气候系统的定义:大气圈、水圈(海洋)、冰雪圈、岩石圈和生物圈相互作用的整体。
气象学与气候学名词解天气某地在某一瞬间或某一段时间内的大气状况和大气现象的综合。
气象通俗地说,是指发生在天空中的风,雨,雪,霜,露,虹,晕,闪电,打雷等一切大气的物理现象。
气候指的是在太阳辐射,大气环流,下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下,在某一时段内大量天气过程的综合。
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。
天气系统通常是指引起天气变化和分布的高压、低压和高压脊、低压槽等具有典型特征的大气运动系统。
水气压大气中的水汽产生的那部分压力称之为水汽压。
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时的温度,称露点温度,简称露点。
饱和水汽压饱和空气的水汽压称为饱和水汽压,也叫最大水汽压。
干洁空气大气中除固体杂质和水汽之外的全部混合气体,称为干洁空气。
温室效应低层大气由于对长波和短波辐射的吸收特性不同而引起的增温现象。
绝对湿度单位容积空气中所含水汽的质量,即水汽密度。
相对湿度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)总辐射直接辐射与散射辐射的总和。
地面有效辐射地面辐射和地面所吸收的大气逆辐射之间的差值。
通常,地面温度高于大气温度,所以地面辐射要比大气逆辐射强。
低压槽是低气压延伸出来的狭长的区域。
高压脊是由高压延伸出来的狭长的区域。
大气稳定度气块受到任意方向扰动后,层结使其具有返回或远离平衡位置的趋势和程度干绝热直减率在干绝热过程,空气温度随高度的递减率。
以γa表示湿绝热直减率由于潜热的释放,饱和湿空气上升因膨胀而引起的递减率。
以γm表示。
气压梯度垂直等压线的方向,单位距离内气压的改变量地转风在自由大气中,空气仅受水平气压梯度力和水平地转偏向力的作用,且当二力大小相等方向相反时空气的水平运动。
梯度风在自由大气中,空气质点作曲线运动时,受到水平气压梯度力,水平地转偏向力和惯性离心力的共同作用,当三力达到平衡时,空气的水平运动称为梯度风。
现代气候学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
1.下列哪个参数决定天文辐射的日变化()
答案:
时角
2.下列哪个参数决定天文辐射的季节变化()
答案:
太阳赤纬
3.长波辐射传输方程中,描述Z高度向上长波辐射的两个角度,天顶距和方
位角的变化范围分别是()
答案:
0°~90°和0°~360°
4.北纬40°处,春分和夏至在中午时刻的太阳高度角分别为()
答案:
50°和73.45°
5.下列随太阳高度角增大而减小的是()
答案:
大气质量数
6.大气柱温室气体浓度增加,从大气顶到地表整个大气柱的光学厚度如何变化?
()
答案:
增加
7.全球大气柱向下的大气逆辐射与向上的长波辐射通量密度的关系是()
答案:
后者小于前者
8.大气柱中温室气体浓度增加,大气柱的净辐射和地-气系统净辐射的直接效
应是()
答案:
前者减小,后者增加
9.以下四个因素:(1)日地距离,(2)太阳高度角,(3)经度,(4)日照时间中,
不是影响瞬时天文辐射的因素有()
答案:
(3)(4)
10.下列因子:(1)日地距离;(2)太阳高度角;(3)大气透明度;(4)
大气质量数中,哪些对太阳直接辐射日变化有影响()
答案:
(2)(4)。
气象学与气候学复习资料气象学与气候学复习资料气象学与气候学是研究大气现象和天气变化的学科,对于理解地球的气候系统以及预测天气变化具有重要意义。
本文将为大家提供一些气象学与气候学的复习资料,帮助大家更好地掌握这门学科。
一、气象学的基本概念气象学是研究大气现象的科学,它涉及到天气、气候、气象要素等方面的知识。
了解气象学的基本概念对于理解天气变化以及预测天气具有重要意义。
1.1 大气的组成和结构大气是地球周围的气体包围层,由氮气、氧气、水蒸气等组成。
大气可以分为对流层、平流层、中间层和热层等不同的层次。
1.2 大气的循环系统大气循环系统是指大气中能量和物质的传输和交换过程。
它包括热带风暴、气旋、反气旋等各种天气系统,以及地球的环流系统等。
1.3 气象要素气象要素是指描述大气状态和变化的各种物理量,包括温度、湿度、气压、风速、降水量等。
了解气象要素的测量方法和变化规律对于天气预报和气候研究非常重要。
二、气候学的基本概念气候学是研究地球气候系统及其变化的学科,它涉及到气候类型、气候变化、气候因素等方面的知识。
了解气候学的基本概念对于理解全球气候变化以及应对气候变化具有重要意义。
2.1 气候类型气候类型是指根据气候要素的长期平均值和变化特征将地球划分为不同类型的气候区域。
常见的气候类型有热带雨林气候、温带季风气候、地中海气候等。
2.2 气候变化气候变化是指气候要素的长期平均值和变化特征随时间的变化。
全球气候变化是当前全球关注的热点问题,了解气候变化的原因和影响对于制定应对气候变化的政策具有重要意义。
2.3 气候因素气候因素是指影响气候形成和变化的各种因素,包括地理位置、地形地貌、海洋影响、太阳辐射等。
了解气候因素对于理解气候形成和变化的机制非常重要。
三、气象学与气候学的应用气象学与气候学的研究成果在许多领域都有着重要的应用价值。
以下是一些典型的应用领域:3.1 天气预报天气预报是气象学的一个重要应用领域,它通过观测和分析气象要素的变化,利用数值模型和统计方法预测未来的天气变化。
1.气候:在太阳辐射和气候系统各子系统相互作用下,地球上某一地区在某一特定的时段内天气的长期统计状态。
2.气候系统:包括大气圈、水圈、陆圈(陆地表面)、冰雪圈和生物圈在内的,能够决定气候形成和变化的统一的物理系统。
3.现代气候学:围绕平衡态的扰动或对平衡态的偏差或距平。
特点:1)从气候变化来研究气候。
从变动中认识气候,不再仅仅局限于追求解释气候平均值,推动气候预测研究发展;2)从气候系统来研究气候,即包括大气、海洋、冰雪、陆地、生物圈;3)从气候动力学来研究气候,现代气候学研究的灵魂。
与传统气候学的联系与差别:联系:现代气候学和传统气候学都是研究气候的学科,前者是后者的发展。
差别:1)对气候的认识。
在传里,阐明气候和生态(主要是植被)的关系时采用气候带的概念。
在现中仍是有意义的概念,但为了描述气候异常或气候距平的全球分布,揭露不同地区距平之间的相互关系及其中的动力学问题,需引入气候距平型。
2)对气候系统概念的引入。
传着重描述各个系统因子的时空特征,即只考虑大气本身的一些参数。
现主要研究气候变化,决定气候变化的因子不单是大气内部的种种过程,还决定于发生在大气上、下界处的各种物理和化学过程。
3)研究内容和方法。
传中的统计方法和定性描述方法在地理气候学中是有用的,现更需要推理和定量的研究,并要求对气候系统进行定量的大规模观测和综合分析,高度重视气候系统的相互作用动态过程的物理——动力学理论研究及对气候形成和演变的数值模拟。
4.气候系统的组成:大气、海洋、冰雪圈、岩石圈和生物圈5.大气圈的组成:干洁大气(干空气)、水汽、悬浮在大气中的固液态杂质结构:对流层(17~18km)、平流层(18~55km)、中间层(55~85km)、热层、散逸层。
特性:1)热惯性小:其热力响应时间约为1个月;2)输送作用强:热量、水汽、动量、气溶胶、二氧化碳、臭氧等;3)动力作用活跃:水平运动和垂直对流形成各种天气现象。
6.水圈的组成:海洋、河流、湖泊、地下水和地表上的一切液态水特性:反射率小,热容量大,流速小,动力、热力惯性大对气候的影响:对温度的调节作用,水汽的发源地;海—气相互作用7.岩石圈的组成:地球表层的固体表面,由岩石、土壤和沉积物组成。
包括高原、平原、山地、丘陵、盆地等特性:反照率较海洋大在0.10~0.80之间;热容量小,热惯性小对气候的影响:动力作用、热力作用、物质交换8.冰雪圈的组成:大陆冰原、高山冰川、海冰和地面雪盖,包括格林兰、南极、大陆冰川、冻土等特性:反射率大作用:淡水的重要来源,高反射率对气候有重要影响9.生物圈的组成:陆地和海洋中植物、空气、海洋和陆地生活的动物,包括人类作用:调节温室气体及其他大气成分(二氧化碳、甲烷、水分等)植被的作用:影响地表反照率、蒸发、蒸腾、径流、表面粗糙度、二氧化碳平衡等10.温室效应(大气的保温效应):大气中的温室气体对太阳辐射的吸收很少,但却能强烈地吸收地面辐射,同时又向地面放射长波辐射,补偿地面因放射辐射而损失的能量,使地面气温升高的效应。
11.阳伞效应:气溶胶对太阳辐射的散射和吸收,使到达地面的太阳辐射减弱,引起地面气温的下降,其效应类似于阳伞效果,故称为阳伞效应。
12.气候系统的基本特性气候系统是一个复杂的、高度非线性的开放系统;各个气候子系统间显著的热力学和动力学属性差异;气候系统的反馈性;气候系统的可预报性13.气候系统的反馈过程(正反馈、逆反馈)反馈:将系统的部分输出作为输入重新输进系统,从而使系统的净响应得到改变正反馈:反馈过程造成的变化与原变化同号,系统偏离稳定状态向一个极端方向发展负反馈:反馈过程造成的变化与原变化反号,抑制变化和异常的发展,系统状态在平衡态附近振动正反馈过程举例:冰雪反照率与全球温度;水汽与地面温度;CO2与全球温度;植被–反照率–稳定度反馈;高云(或云顶高度)—逸出辐射—温度负反馈过程举例:温度与全球云量;大气温度–长波辐射;(中低)云量多—太阳辐射少—稳定度大—云量少;蒸发量大—水面温度低—蒸发小;极赤温差大—热量输送大—赤道、极地温差小14.气候系统的可预报性第一类可预报性(时间意义上的可预报性):初始误差(扰动)随时间的增长问题,直接与大气统计性质的预报有关,主要表现为按时间顺序预报气候状态的可能程度第二类可预报性(与时间无关的敏感性预报):外强迫发生变化后,气候变化的模拟和预报能力15.气候系统的研究内容:气候监测、气候诊断、气候重建、气候模拟、气候预测16.辐射:自然界中的一切物体都以电磁波的方式向四周放射能量,这种传播能量的方式称为辐射。
辐射特点:辐射透过空间并不需要媒介物质,真空中也可以进行能量的传输辐射能:通过辐射传播的能量,称为辐射能,也简称为辐射。
辐射通量:单位时间内通过某一截面的辐射能,又称辐射功率,单位为瓦。
其中波长为λ的辐射通量与λ值有关。
辐射通量密度(E,单位:W/m2):单位时间内通过单位面积的辐射能量。
入射辐射通量密度:投射来的辐射;放射辐射通量密度:自物体表面射出的辐射。
辐射强度(I,单位:W/m2):单位时间内,通过垂直于选定方向上的单位面积(对球面坐标系,即单位立体角)的辐射能。
E与I的关系:平行光辐射情况下, I = E / cosθθ为辐射体表面的法向与选定方向间的夹角。
17.基尔霍夫定律(Kirchhoff热辐射定律):它用于描述物体的发射率与吸收比之间的关系。
在同样的温度下,各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等,并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。
18. 维恩位移定律:在一定温度下,绝对黑体的温度与辐射本领最大值相对应的波长λ的乘积为一常数,上述结论称为维恩位移定律。
它表明,当绝对黑体的温度升高时,辐射本领的最大值向短波方向移动。
维恩位移定律仅与黑体辐射的实验曲线的短波部分相符合。
19.斯蒂芬-玻尔兹曼定律:一个黑体表面单位面积在单位时间内辐射出的总能量j* 与黑体本身的热力学温度T的四次方成正比。
20.太阳常数(I0) : 大气上界、日地平均距离处、垂直于太阳光线方向、单位时间、单位面积接收到的所有波长的太阳辐射能。
21. 太阳高度角:太阳光线与地球水平面的夹角22.赤纬角(太阳赤纬):是地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角。
23.太阳高度角的计算公式:太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。
太阳赤纬(与太阳直射点纬度相等)以δ表示,观测地地理纬度用φ表示(太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正,南纬为负),地方时(时角)以t表示,有太阳高度角的计算公式:sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ cos t24. 天文辐射:大气上界与地球表面同心球面上接收到的太阳辐射,或者说不考虑大气圈影响的地表面太阳辐射称为天文辐射。
1)天文辐射的年变化:具有以一年为周期的季节性变化特点,但不同纬度具有不同的变化幅度,中高纬度的年变化显著,低纬度的年变化小。
2)天文辐射的空间变化:具有随纬度增高而减小的趋势。
不同季节或不同区域这种趋势有强弱差异。
25. 大气对太阳辐射的吸收:大气分子被入射太阳辐射激发,由低能级跃迁到高能级的过程称为吸收。
散射:指每一个散射分子或散射质点将入射的辐射重新向各方向辐射出去的一种现象。
26.瑞丽散射:是由比光波波长还要小的气体分子质点引起的。
由气体分子产生;能量向所有方向散射;前、后向辐射量最大;散射能力与波长的四次方成反比;主要散射短波辐射27. 米散射:当球形粒子的尺度与波长可比拟时,发生的散射为米散射。
由气溶胶产生;能量主要集中在前向;对各中波长的散射能力相等;引起灰蒙蒙的天空28.大气窗:位于地面辐射波段最强处,大气的吸收率最小,透射率最大,这一波段能量透过大气射向宇宙空间,将这一波段称为大气窗。
29. 大气质量:太阳光投射到地面所经路程中,单位截面积空气柱的质量.大气质量数(m):实际投射条件下的大气质量与垂直投射下的大气质量的比值。
30.到达地面的太阳总辐射 (地表总辐射):实际大气条件下,到达地面的直接辐射和散射辐射之和。
影响因子:太阳高度角(天文辐射)、云量、大气透明度.31.地面有效辐射:地面辐射减去地面吸收的大气逆辐射。
32.地面辐射差额:单位地表面面积所吸收的总辐射和有效辐射之差33.地面能量平衡:地面获得辐射差额时,一方面提高地表温度,一方面将盈余的热量以湍流显热和潜热向大气输送以及地表活动层的分子输送,常年平均,期获得的辐射差额与支出达到平衡。
地-气界面能量平衡方程Rg=LE=Qp+ARg-地面辐射差额。
LE-地面与大气的潜热交换。
Qp-地面与大气的显热交换。
A -地面与下层间的热量交换。
34.地表反照率:到达地面的太阳总辐射其中一部分被反射回去的辐射通量,称为地表/Q反射辐射,其占入射总辐射量的比值称为地表反照率。
a=Q反35.太阳辐射通过大气层是如何被消弱的?太阳辐射光通过大气圈,然后到达地表。
由于大气对太阳辐射有一定的吸收、散射和发射作用,使投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面,所以在地球表面所获得的太阳辐射强度比1370W/m2要小。
36. 水量平衡:水分循环的数量表示,即任一区域在某一段时间内,水分收入与支出的差等于该区域在该时段内的水量变化。
长期意义下,任意区域水量保持收支平衡。
水量平衡方程(陆地某一区域在某一段时间内) :W=P-E-R (W 水量变化P 降水 E 蒸发 R 径流)37. 水分循环:在气候系统各圈层间的永无休止的循环运动;外循环(大循环):水分由海洋输送到陆地,又回到海洋的循环。
内循环(小循环):由海洋(陆地)通过蒸发的水汽,再以降水的形式直接落到海洋(陆地)的循环。
水分循环的意义:A将气候系统各圈层紧密联系在一起,形成有机整体;B输送地球上的能量和物质;C使海洋和陆地联系更紧密;D可再生资源。
影响水分循环的因素:气象因素、下垫面因素、人类改造自然的活动38.蒸发:水分从物体表面(蒸发面)向大气逸散的现象蒸发率:单位时间从蒸发面单位面积上逸散到大气中的水分子数与从大气中返回到蒸发面的分子数的差值(当为正值时)。
蒸散=土壤蒸发+植被蒸腾。
广义的蒸发=陆面、水面的蒸发+植物的蒸腾+冰雪面的冰雪汽化。
39.降水:(1)水汽来源:蒸发和水汽输送形成条件:水汽条件、垂直运动、云滴增长过程.(2)空间分布特征:局地性强.40.径流:(1)分类:地表径流和地下径流(2)形成:由降雨到水流汇集至出口断面的整个物理过程。
包括以下几个阶段:A降雨过程流域的蓄渗过程. B坡面漫流过程C河网汇流阶段D地下径流过程(3)径流定义:a.截留水量:降雨到达地面时,被暂存在地面的植物和建筑物等的表面一部分降雨;b.超渗水:降雨强度大于下渗强度时,坡面有积水和流水;c.蓄渗过程:植物截留、下渗及洼地蓄水过程的总称;41.净水量(产流量):降水扣除损失后的雨量;地下径流(基流):雨水经下渗到地下,一部分到达土壤的饱和层抬高地下水位,缓慢注入河流42.海洋的作用1)、对地球大气的系统热力平衡的影响 a)巨大的热能载体 b)热能输送;2)、在水循环的角色:提供大气的主要水汽来源,并通过蒸发和凝结潜热影响气候变化;3)、对大气运动具有调谐作用:巨大的热惯性调制大气的高频变化为低频变化4)、对温室效应的缓解作用。