气象学习题(1)

绪论1. 名词解释：气象学、环境气象学气象学：研究大气中各种现象的成因和演变规律及如何利用这些规律为人类服务的科学。

环境气象学：研究与人类生存、生活和生产密切相关的大气环境及人类活动对大气环境影响等方面的科学。

2. 气象学的研究对象和研究任务，气象科学的发展经历了哪几次飞跃，以什么为标志？研究对象：大气圈及大气圈与水土岩石圈、生物圈之间的相互作用。

研究任务：1)、观测observation和研究各种各样的大气现象、大气层与下垫面之间的相互作用及人类活动所产生的气象效应；2)、系统地、科学地解释research这些现象、作用和效应，阐明它们的发生和演变规律；3)、根据所认识的规律分析、诊断和预测forecast过去、现在和未来的天气、气候，为国民经济和人们的日常生活服务；4)、从理论和实践上探索和模拟人为天气过程、人为气候环境，为人工影响天气和气候提供科学依据。

近现代气象科学的四次飞跃：第一次飞跃（大约1700—1859年）：气象仪器如温度表、雨量器、气压表等相继发明，导致对信风和全球大气环流的研究。

第二次飞跃（1860—1940）：无线电报发明，地面气象观测网产生，天气图诞生，V.Bjerknes创立了锋面学说，提出了著名的斜压概念和环流理论，从此天气学和动力气象学形成并得到发展。

第三次飞跃（大约1941—1980年）：无线电探空仪发明，高空观测网迅速建立，Rossby提出了长波动力学，创立了长波理论。

Lorenz提出奇异吸引子与混沌理论、准地转理论、适应理论、突变理论和不稳定理论等并相继得到应用，大尺度天气学进入成熟阶段。

第四次飞跃: （大约1980—）：空间和地面大气遥感探测与气象信息技术系统日趋完善，大气科学试验正从局部的专业试验向全球的综合性试验过渡，气候研究正朝着更加广泛、更加综合的方向发展。

第一章1.大气的组成？干洁大气的主要成分是什么？大气的组成：干洁大气、水汽和悬浮在大气中的固液态微粒等三部分组成。

干洁大气的主要成分：主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，此外还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体。

2. 大气中臭氧的分布及其在气象学和生物学上的意义？臭氧层的形成，氯氟烃如何破坏臭氧层？大气臭氧层分布：大气层中10-50km的高层大气，集中了90%的臭氧。

水平方向，由赤道向两极增加。

随季节，春季大，夏季小。

作用：对高层大气有明显的增温作用，形成了平流层逆温；对地面生物来看，有极为重要的保护作用。

光臭氧层的产生：O2 O+O O2+O O3如何破坏：在对流层的氟利昂分子很稳定，几乎不发生化学反应。

但是，当它们上升到平流层后，会在强烈紫外线的作用下被分解，含氯的氟里昂分子会离解出氯原子，然后同臭氧发生连锁反应（氯原子与臭氧分子反应，生成氧气分子和一氧化氯基；一氧化氯基不稳定，很快又变回氯原子，氯原子又与臭氧反应生成氧气和一氧化氯基……），不断破坏臭氧分子。

3. 二氧化碳的分布及其在气象学和生物学上的意义？二氧化碳：主要来源于生物呼吸、化石燃料的燃烧、有机物的燃烧和分解、火山喷发等。

作用：一方面：二氧化碳是绿色植物进行光合作用不可缺少的原料；另一方面，二氧化碳能够强烈吸收地面和大气长波辐射应放射长波辐射，在一定程度上补偿地面因长波辐射而失去的热量，形成保温作用，即温室效应，使地面保持较高的温度。

4. 大气热力学分层的主要依据是什么？将地球大气分为哪几个层次？主要依据：大气温度随高度的分布特点及大气铅直运动的状态。

地球大气可分为五层：对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。

5. 对流层、平流层的特点？对流层特点：(1)对流层大气的温度随高度的升高而降低，（2）对流层空气具有强烈的铅直方向上的对流层运动和不规则的乱流运动，（3）大气中的云，雾，雨、雪、等主要天气现象都发生在对流层，（4）对流层的各种气象要素分布不均。

平流层特点：a) 气温随高度的增高最初保持不变，在25km以上显著升高。

b)空气以水平运动为主，无明显的垂直运动。

c) 气流比较平稳，适于飞行。

第二章1. 名词解释：太阳常数：当日地处于平均距离时，在地球大气的上界垂直于太阳辐射方向的太阳辐射强度。

（138２瓦/米2 1.35*105 lx）太阳高度角：是指太阳光线与地平面的夹角，也称太阳高度，以符号h表示。

昼长：日出到日落的时间，光照时间：光照时间=可照时数（昼长）+曙暮光时间可照时数：指昼长，日出至日没的时数日照时数：太阳直接辐射地面的时间，又叫实照时数日照百分率：实照时数与可照时数的百分比大气量：太阳辐射通过大气层的距离与海平面上大气铅直厚度之比，简称大气量透明系数：透过一个大气质量后的太阳辐射照度与透过之前的辐照度之比。

即:Pm =Sm / Sm-1 。

P随大气中所含水汽、杂质的量增加而减小。

太阳直接辐射强度：单位时间内以平行光形式投射到达地表单位水平面积上的太阳辐射能。

散射辐射：阳光被大气散射后，单位时间内以散射光形式投射到达地表单位水平面积上的太阳辐射能。

称散射辐射。

太阳总辐射：太阳总辐射强度：直接辐射强度和天空散射辐射的强度之和。

太阳辐射总量：指某一接受表面在一时段内所接受到的直接辐射和散射辐射的和，按时间不同分别称为日总量，月总量，年总量或生长季总量。

大气逆辐射：大气辐射有一部分投向地面，称为大气逆辐射。

地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收大气逆辐射之差。

地面辐射差额（地面净辐射）：在单位时间，单位面积地面吸收的辐射与放出的辐射之差，又称地面净辐射.紫外线指数：当太阳在天空中的位置最高时（一般是在中午前后，即从上午十时至下午三时的时间段里），到达地球表面的太阳光线中的紫外线辐射对人体皮肤的可能损伤程度。

2. 昼夜长短变化和季节更替的根本原因？答：地球昼夜不停地进行着两个基本运动：一是绕自身轴的运动为自转，产生昼夜交替。

二是绕太阳的运动为公转，产生了四季轮换！3. 太阳高度角的日变化、年变化和随纬度的变化规律一天中早晨，h最小，然后h慢慢的增大，中午时h最大，然后h又慢慢地减小，到傍晚时h又变到最小。

一年中，北半球在夏至日h最大，然后慢慢减小，冬至日h最小，然后又向夏至日慢慢增大。

在南半球则相反。

太阳高度角在南回归线和北回归线之间最大，由赤道向两极递减，南极圈和北极圈内最小。

4. 太阳高度角的计算式？正午太阳高度角：h=90’—φ+бб=23.5sinN’Ф为观测点纬度。

5. 昼长随季节、纬度的变化规律？昼长的变化规律：φ=0 赤道(equator)σ=0 春分，秋分T=12小时北（南）半球：夏半年（春分---秋分）昼长都>12 小时昼长随纬度的增高而增长，在北（南）极圈出现极昼现象。

冬半年（秋分---春分）昼长<12小时昼长随纬度的增加而缩短，在北（南）极圈内出现极夜现象。

6. 影响到达地面的太阳直接辐射强度的因素太阳高度角(h)、大气透明系数P、大气量（m）、纬度、海拔sea level elevation、坡度slope gradient、坡向direction of slope、云量7. 地面有效辐射的影响因素地面温度、空气温度、空气湿度、云况、地面状况、风力、海拔高度和植被。

第三章1. 名词解释容积热容量Cv：单位体积的物质，温度变化1℃所吸收或放出的热量，称为容积热量.。

单位：卡·度-1 ·克-1温度日较差：一日内最高温度与最低温度之差，为温度日变幅，也称温度日较差。

温度年较差：一年内最热月平均温度与最冷月平均温度之差，温度年较差。

干绝热变化：干空气或未饱和的湿空气，不与外界发生热量交换的状态变化过程，称为空气的干绝热过程。

大气稳定度：大气静力稳定度：在静力平衡状态的大气中，空气团受到外力的扰动后，大气层结有使其返回或远离原来位置的趋势或程度。

热岛效应：城市内部的温度比周围地区高的一种现象。

2. 地面热量平衡方程，各项的意义？用地面热量平衡方程解释沙漠空气温度变化特点方程：R=B+P+LE1)、R（辐射差额）为土壤吸收的净辐射热量。

2)、LE为水相变化时地表得、失的热量。

3)、P为土壤和空气间的热交换量。

4)、B为土壤分子传热导通量。

在干燥的沙漠地区，因蒸发耗热少，白天和夏天温度高，温差大。

3. 影响温度变化的因子主要有哪些？比较：山顶与山谷温度的日变化，水体与陆地温度的日变化影响土温度变化的因素：土壤湿度、土壤颜色、土壤机械组成耗热腐殖质、地面覆盖物、地形和天气条件。

影响气温变化的因素：纬度、季节、地形、下垫面性质、天气状况、距海远近。

山顶温度的日变化较山谷小；水体温度的日变化较陆地的小。

水体：日变化中，水面最高温度出现在午后15—16时，最低温度出现在日出后2—3h。

年变化中，水面温度极值出现的时间，深水湖和内海要比陆地滞后一个月左右。

水面最高温度出现在8月；最低温度出现在2—3月。

水面温度日较差和年较差都比地面温度要小。

地面：白天日出后温度上升。

12时，地面储存热量还在增加，地温继续升高到了午后一定时间以后，地表温度开始下降。

13时地面温度最高。

4. 土壤、空气和水的热量交换方式有何异同地面与近地气层之间热量交换的主要方式为热辐射交换，土壤中热交换的主要方式是分子传导热交换。

空气和谁均发生流体运动热交换，只有水发生潜热交换。

5. r、rd、rm有何区别r是气温垂直梯度，rd是赶绝热直减率，rm是湿绝热直减率。

rd和rm是指气块在升降过程中，气块本身温度的变化率，r则表示实际大气中温度随高度的分布。

6. 如何判别大气静力稳定度1、γ愈大，大气愈不稳定；2、γ<γm，大气绝对不稳定；3、γd>γ>γm，大气条件性不稳定。

有三种情况：1、气块减速，趋于返回原处，气层对于气而言是稳定度的；2、气块按原方向加速运动，气层是不稳定度的；3、气块保持原有的运动速度，气层中性的7. 逆温有哪几类，各自中如何形成的1、辐射逆温：在晴朗无云或少云、风力不大的夜晚，地面辐射冷却很快，贴近地面的大气温度下降最多，而高层大气冷却慢，造成温度自下而上的增加2、湍流逆温：由低层空气的湍流混合所形成的逆温。

3、平流逆温：暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成（温差越大，逆温越强）4、下沉逆温：由于空气下沉受到压缩而增温所形成的逆温（多在高空大气中，高压控制区内）5.锋面逆温：冷、暖气团相遇，暖气上爬，形成锋面，冷暖间逆温。

6、地形逆温：在山区夜间，山上冷空气沿斜坡向下移动到低洼地区并聚积于底部，使原来在洼地底部的较暖空气被迫抬升形成逆温。

8. 热岛效应产生的原因及危害，如何减缓热岛效应原因：1、发热多（固定热源:工厂、家庭炉灶、冷气、采暖等约占3／4；移动热源:汽车、摩托、电车等约占1／4；人体和家畜等新陈代谢热量一般还不到1％；汽车尾气等排放，家用电器特别是空调的使用也加速了温度升高。