气象学思考题

绪论1，简介大气主要成分在大气层中的作用及微量气体（CO2、O3）在生物学上的意义？2.简述对流层的主要特征？答：对流层是大气中最低的一层，是对生物和人类活动影响最大的气层。

对流层的主要特点有：(1)对流层集中了80%以上的大气质量和几乎全部的水汽，是天气变化最复杂的层次，大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气层内；(2)在对流层中，气温一般随高度增高而下降，平均每上升100米，气温降低0.65℃，在对流层顶可降至－50℃至－85℃；(3)具有强烈的对流运动和乱流运动，促进了气层内的能量和物质的交换；(4)温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀，这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的不均匀性而产生的。

3.举例说明气候与天气区别？4.干湿空气哪个重,为什么?5。

名词解释：气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。

干洁空气: 除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气，称为干洁大气。

第一章太阳辐射与热量平衡1.太阳辐射和地面辐射有什么异同？答：二者都是以电磁波方式放射能量；二者波长波不同，太阳辐射能量主要在0.15~4微米，包括紫外线、可见光和红外线，能量最大的波长为0.48微米。

地面辐射能量主要在3~80微米，为红外线，能量最大的波长在10微米附近。

二者温度不同，太阳表面温度为地面的20倍，太阳辐射通量密度为地面的204倍。

2. 太阳辐射光谱分几区?各自有何特征?3.太阳辐射通过大气层是如何被减弱的？减弱特点？4.为什么晴朗的天空呈蔚兰色?空气混浊时的天空呈乳白色?早晨日出时是“一轮红日”?5.昼长随纬度和季节如何变化？86.已知某地在北纬30°附近，分别计算该地区春分、秋分、夏至、冬至日正午时的太阳高度角。

解：上午10时：ω＝(t－12)×15°＝(10－12)×15°＝－30°冬至日：δ=－23°27' 武汉纬度：φ=30°∴sinh = sin30°sin(－23°27')＋cos30°cos(－23°27')cos(－30°)=0.48908h=29°17'7、太阳近似于黑体，表面温度为6000K，计算太阳表面的辐射强度。

8、求太阳高度角为30°时,水平面上的太阳辐照度(S0=1360W／m2，P=0.9)。

9、太阳表面温度为6000K，地球表面平均温度为300K，大气上界平均温度为200K，试计算太阳辐射、地球辐射和大气辐射最大能量对应的波长λmax。

(假设太阳、地球和大气上界均为近似黑体)。

10.名词解释:太阳常数,黑体,太阳高度角,大气透明系数第二章温度地面最高温度为什么出现在午后(13时左右)？答：正午时虽然太阳辐射强度最强，但地面得热仍多于失热，地面热量贮存量继续增加，因此，温度仍不断升高，直到午后13时左右，地面热收入量与支出量相等，热贮存量不再增加，此时地面热贮存量才达到最大值，相应地温度才出现最高值。

试述什么是逆温及其种类，并举例说明在农业生产中的意义。

答：气温随着高度升高而升高的气层，称为逆温层。

逆温的类型有辐射逆温、平流逆温、下沉逆温和锋面逆温。

农业生产中，常利用逆温层内气流铅直运动弱的特点，选择上午喷洒农药和进行叶面施肥以提高药效及肥效。

逆温层对熏烟防霜冻也有利。

特别是晴天逆温更显著，贴近地面温度，可比2米上的气温低3～5℃，故冬季对甘薯、萝卜等晒干加工时，为防冻应将晒制品搁放在稍高处。

试比较沙土和粘土、干松土壤和紧湿土壤温度变化的特点及其成因。

答：沙土和干松土在白天或增温季节，升温比粘土、紧湿土壤要快；在夜间或降温季节沙土和干松土降温比粘土和紧湿土也快。

结果沙土和干松土的温度日较差比粘土和紧湿土的日较差大。

这是因为沙土和干松土中空气较多，粘土和紧湿土中水分较多，而空气的热容量和导热率比水的要小的缘故。

4. 试述气温非周期性变化的原因及主要季节答：主要是由于大规模冷暖空气的入侵引起天气的突变所造成，如晴天突然转阴或阴天骤然转晴。

主要发生在过渡季节，如春夏或秋冬之交最为显著。

试述土温、水温和气温三者变化特征的异同。

三者温度日变化特征相似，都是一高一低型。

温度日较差土面最大，水面最小，空气居中。

极值出现时间土面最早，水面最迟，空气居中。

三者温度年变化，在中高纬度地区，均为一高一低型。

年较差土面最大，水面最小，空气居中。

极值出现时间土面和空气相似，水面落后二者约一个月。

三者随深度(高度)和纬度的变化，随深度(高度)增加白天土温(气温)温度降低，夜间则增高、日较差和年较差变小、极值出现时间推迟；随纬度增高日较差变小、年较差变大。

水温随深度和纬度变化与土温相似，只是变化缓和，极值出现时间更加推迟。

试述“积温学说”的内容和积温在农业生产中的应用及其局限性。

答：“积温学说”认为作物在其它因子都得到基本满足时，在一定的温度范围内，温度与生长发育速度成正相关，而且只有当温度累积到一定总和时，才能完成其发育周期，这个温度的总和称为积温。

它反映了作物在完成某一发育期或全生育期对热能的总要求。

应用方面：①用活动积温作为作物要求的热量指标，为耕作制度的改革、引种和品种推广提供科学依据。

②用有效积温等作为作物的需热指标，为引种和品种推广提供重要科学依据。

③应用有效积温作为预报物候期和病虫害发生期的依据，等等。

局限性：积温学说是理论化的经济方法。

事实上在自然条件下作物的发育速度是多因子综合作用的结果。

如作物的发育速度不单纯与温度有关，还与光照时间、辐射强度、作物三基点温度和栽培技术条件等因子有关。

某地在200米处气温为19.9℃，在1300米处气温为7.8℃。

试求200～1300米气层中干空气块的大气稳定度。

解：据题意先求出γ：γ＝(19.9－7.8)/(1300－200)＝1.1/100米再进行比较判断：γ d ＝1℃/100米γ>γ d∴在200～1300米的气层中，对干空气块是不稳定状态。

8. 离地面200米高处的气温为20℃。

此高度以上气层的气温垂直递减率平均为0.65℃/100米，试求离地面1200米高处的气温。

若1200米处空气是未饱和状态，当气块从此高度下沉至地面，其温度为若干？解：已知Z1 =200米， Z2 =1200米，t1 =20℃ r=0.65℃/100米rd =1℃/100米设1200米处气温为t2 ，气块下沉至地面时的温度为t。

(1) (t2－t1 )/(Z2 －Z1 )=－rt2=t1－r(Z2 －Z1 )=20°－0.65℃/100米×(1200－200)米=13.5℃(2) (t2－to )/Z2 =rdto =t2 +rd Z2 =13.5℃＋1℃/100米×1200米=25.5℃答：离地面1200米高处的气温为13.5℃；气块下沉至地面时的温度为25.5℃。

9.名词解释.日较差:一日中最高温度(气温)与最低温度(气温)之差。

年较差: 一年中最热月平均温度(气温)与最冷月平均温度(气温)之差。

大气稳定度: 处在静力平衡状态中的大气，空气因受外力因子的扰动后，大气层结（温度和湿度的垂直分布）有使其返回或远离原来平衡位置的趋势或程度，称之为大气稳定度。

积温; 温度对作物和变温动物生长发育的影响，包括温度的强度和持续时间两个方面，积温就是衡量这两个方面的综合效应的一种农业气象指标。

是一种热量指标。

第三章大气降水1.解释湿度参量水汽压: 空气中水汽所产生的分压强相对湿度: 空气的实际水汽压（e)与同温度下的饱和水汽压(E)的百分比。

饱和差: 同一温度下饱和水汽压与实际水汽压之差露点温度: 在气压和水汽含量不变时，降低温度使空气达到饱和时的温度。

2.如何理解“霜前冷，雪后寒”，“霜重见晴天”，“霜打洼地”.3. 饱和水汽压的大小和哪些因素有关.4.大气中水汽凝结条件有哪些?5.(1)e=12.3hpa，t=23°时，空气未饱和;t=10°，E=12.3hpa ，td为多少?气温降低多少，空气才能达到饱和.(2)据上例，说明td大小与何因素有关?6.全球的水分是如何循环的？循环的结果是什么？7.名词解释:相对湿度,露点,水分循环第四章大气运动1.简述水平气压梯度力和地转偏向力各自对空气运动的作用.答：实际大气中的风是在水平气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力和摩擦力四个力的作用下产生的。

水平气压梯度力是使空气开始运动的原始动力，只要有温度差就会有气压差、气压梯度，由此产生气压梯度力，空气就可以开始运动，而且气压梯度的方向就是空气开始运动的方向。

地转偏向力是由于地球自转而产生的，是一种假想的力。

在北半球，它永远偏于运动方向的右面，只能改变运动的方向，不能改变运动的速度，且随纬度的增高而增大，赤道上为零，极地最大，因此，在低纬度地区，地转偏向力常可忽略不计。

当空气运动的轨迹是曲线时，要受到惯性离心力的作用，这个力由曲率中心指向外围，大小与风速成正比，与曲率半径成反比。

在多数情况下，这个力数值很小，仅在龙卷风、台风中比较明显。

摩擦力总是阻碍空气的运动，既存在于空气与下垫面之间(外摩擦)，也存在于不同运动速度的空气层之间(内摩擦)。

摩擦力一般在摩擦层(2km以下的大气层)比较重要，且越近地面摩擦力越大，在2km以上的自由大气中可忽略不计。

2.简述东亚季风和南亚季风的差异？答：东亚季风和南亚季风虽然都出现在欧亚大陆上，但其形成原因和过程是不同的。

东亚季风是由海陆间热力差异形成的。

东亚位于世界上最大的大陆欧亚大陆的东部，东邻世界上最大的海洋太平洋。

夏季大陆增暖快于海洋，陆地上气温比海洋上高，气压较海洋上低，陆地上为印度低压，海洋上为北太平洋高压，气压梯度由海洋指向陆地，形成了由海洋吹向陆地的夏季风，带来高温、多雨天气。

冬季陆地上降温快于海洋，陆地上温度低，气压高，为蒙古高压，海洋上为阿留申低压，气流由陆地吹向海洋，形成了寒冷干燥的冬季风。

东亚的特殊海陆分布使它成为世界上季风最发达、最明显的地区之一。

南亚季风是由行星风带的季节性位移造成的。

冬季南亚为东北信风区，夏季，赤道低压带北移，南半球的东南信风越过赤道后变成西南风，影响南亚地区。

由于东北信风来自干燥的高纬内陆，吹冬季风期间就成为南亚的旱季，而西南风(即夏季风)来自低纬广大的海洋上，高温高湿，它的到来即标志着南亚雨季的开始。

3. 焚风现象使温度、降水在迎风坡与背风坡发生怎样的变化？4. 气压梯度力大小和方向如何确定?对大气运动起何作用?5.简述自由大气中的风压定律?6.季风形成的原因是什么？中国季风有何特点？.7.绘图说明海陆风，山谷风的特点.8.解释名词:季风,气压,高气压,低气压,焚风第五章天气系统及气象灾害1.寒潮的主要天气特征是什么？冬季：西北和内蒙古地区，常有大风现象或伴有风沙与暴风雪（雪暴）；江南，有时出现浮尘。