考纲要求：
大气圈结构及气象要素的基本特征、大气静力学、大气动力学基础、大气中的辐射过程、大气热力学基础、大气静力稳定度、大气的热状况和大气中的水分等。主要针对大气科学基本的科学原理、理论和知识。
第一章大气概论
第一节大气的组成
大气：包围在地球表面的整个空气层。
原生大气：以氢、氦、氖等气态物质所组成的第一代原生大气
次生大气：以二氧化碳、一氧化碳、水汽、甲烷为主的此生大气。
现代大气：以氮氧为主~~
一、干洁大气
1、干洁大气：不包含水汽和气溶胶等粒子的大气称为干洁大气。
次要成分：氮、养、氩
主要成分：少量二氧化碳、臭氧、各种氮养化物和其他一些惰性气体
常定成份：氮、养、氩和微量的惰性气体
可变成分：其他成分（二氧化碳、臭氧、各种氮养化物）
2、干空气的密度是温度和气压的函数
干洁大气可以作为理想气体，没有任何相变
二、二氧化碳
1、对地表有保温效应：它对太阳的短波辐射几乎的透明的，而对地表射向太空的长波辐射，特别是13-17微米波谱区，有强烈的吸收作用，使得地表辐射的热量大部分被截留在大气层内。
2、二氧化碳的增减对气候变化有重要影响、二氧化碳的大气底浓度值变化的两个特点（1）有季节变换
（2）年平均二氧化碳浓度值逐年增大
三、臭氧
1、臭氧的分布：5-10km开始增加，20-30km最大浓度出现，称为臭氧层，位于平流层。
2、臭氧的存在对地球上生物的重要意义：太阳辐射中的紫外线对生物体的组织有很大的危害作用，臭氧吸收了绝大部分的紫外线，才使生物有机体免遭伤害，臭氧保护了地球上的生物。
四、水汽：
1、水汽的重要性，水汽对天气、气候变化的影响（2009年考点）
水汽在大气中的含量虽少，但由于它在大气温度变化范围内可以进行相变，变成水滴或冰晶，因而它对大气中的物理过程起着重要的作用，是天气变化的主角，大气中的雾、云、雨、雪、雹、等天气现场都是水汽相变的重要产物。
水汽在相变过程中要吸收或放出潜热，同时水汽又易吸收额放射长波辐射，所以大气中的水汽含量的多少能直接影响地面和空气的温度，进行天气的变化。
五、大气气溶胶粒子（气溶胶）
1、大气气溶胶：是指悬浮在空气中的液体和固体粒子。它包括水滴、冰晶、悬浮着的固体灰尘微粒、烟粒、微生物、植物的孢子和花粉以及各种凝结核和带电粒子等。
2、来源：人工源（煤炭石油燃烧和工业活动）、自然源（森林火灾、火山爆发、土壤微粒和岩石的分化）
3、
第二节大气的结构
一、大气的上界
1、地球大气圈顶部没有截然的界限，而是逐步过渡到星际空间的。
2、大气物理上界：把极光现象出现的最大高度1200km 定为大气上界
3、根据大气的密度接近星际空间的密度来确定，把大气上界定为2000-3000km
二、大气的质量
1、大气密度和大气的质量随高度减少都是服从指数规律
2、海平面-5.5km 50%
8km 63%
18.4km 90%
36km 99%
三、大气的垂直分层
1、根据大气本身的物理或化学性质，可将大气分成若干层（4个）
大气的成份结构 均匀层和非均匀层
大气的压力结构 气压层和外大气层（散逸层）
大气的电离结构 电离层和磁层
大气的温度结构 根据大气温度垂直分布的特点（垂直温度梯度的方向）
对流层 平流层 中间层 热层和散逸层（外层）
2、垂直温度梯度（气温垂直递减率） 简称（气温直减率）
描绘大气温度在垂直方向上的变化，它表示垂直方向上每变化100m 高度，气温的变化值，
并与温度随高度升高而降低为正值。 表达式：
3、逆温层：0<λ表示气温随高度升高而升高，这种气层称为逆温层
等温层：0=λ表示气温随高度不变
4、五个层次的平均高度
（1）对流层：高纬度 8-9km （低纬 温度高 气体膨胀 对流层顶高）
中纬度 10-12km 夏季上界大于冬季
低纬度 17-18km
（2）平流层：对流层顶至55km
（3）中间层：55km 至85km
（4）热层85km 至800km
（5）外层：热层以上
5、五个层次的主要特点
（1）对流层：
第一，温度随高度的增加而降低。对流层空气直接吸收太阳辐射很少，主要吸收地面发射的
红外辐射。低层大气受到地面加热，通过空气的对流和湍流运动，将热量输送到上层空气，
所以对流层中，一般情况下，温度随高度的增加而降低。
第二、对流层大气具有强烈的对流运动和湍流运动。这是由于地面不均匀加热所引起的。（通
过这种垂直混合作用，使得高层和低层的空气进行交换，近地面的热量、水汽和气溶胶粒子
能向高层输送，对水汽凝结现象，大气能见度等都有重大影响。）
第三、温度和湿度等气象要素水平分布不均。这是由于地面的海陆地形等不均匀性对大气的
影响所致，主要表现在气团和锋的活动上。
（2）平流层
第一、气温最初随高度升高而不变或微升，大约在30km 左右温度随高度是升高增加很快，
到平流层顶，可以升到-3至17度。气温的这种分布主要是由于在平流层中，空气不再受下
垫面的影响，该处臭氧的密度（浓度）大，吸收的紫外辐射能转化为分子的动能所致。
第二、气流比较稳定，空气的垂直混合显著减弱，特别是上半部分，几乎没有垂直气流。
第三、空气中的水汽含量很少，天空晴朗，很少有云出现。另外空气中尘埃也很少，大气透
明度较高，加之气流稳定，适宜航空飞行。
（3）中间层
第一，中间层内的气温随高度升高而降低，其顶部温度可降到-113至-86度。这是由于大气
对太阳辐射的吸收很少。
第二，该层中垂直温度梯度很大，有相当强的垂直混合，气压和密度随高度升高而降低的程
度远小于低层大气。
第三，中间层的水汽极少，几乎没有云层出现。
（4）热层
第一，温度随高度升高而迅速增加，小于0.17微米的紫外辐射几乎全部被该层的分子氧和原子氧吸收，加之气层内分子稀少，热量无法传递出去，热层内温度可达1000K以上
第二，这层的温度与太阳活动有关，活动强，温度增加快，500KM温度可达2000K 活动弱，500km也有500k
第三、在高纬度地区晴朗的夜晚，在热层中可出现瑰丽的极光
（5）外层
第一，空气极度稀薄，温度随高度很少变化
第二、由于地球引力很小，空气分子运动的平均自由程很大，一些高速运动的空气质点不断地向星际空间逃逸，所以又称散逸层
6、对流层是气象学研究的重点层
虽然厚度不及1%，但是由于地球引力左右，对流层集中了大约3/4的大气质量，90%以上的水汽，以及几乎全部的气溶胶粒子。、
对流层受地表影响最大，层内对流旺盛，大气中主要的天气现象，如云、雾、降水等都发生在这一层。
7、对流层细分
上层 6-11km 高云
中层 2-6km 中云
上部摩擦层低云
下层近地面层 50-100m
贴地气层（近地层）（底层） 2米
（1）下层：0-2km 称为摩擦层，又称行星边界层
在2km高度上的平均温度为5度，这层气流受地面摩擦作用很大，空气湍流很强，通过湍流运动把地面的热量和水汽往高处输送，并把高层大气的动量往下输送。
（2）近地面层：该层气象要素有明显的日变化
（3）贴地气层：气温变化剧烈地受地表热量收支的影响，在垂直方向上的起来交换很弱，气温垂直梯度十分巨大（一般大气0.65的100倍）。
贴地层的逆温（近地层的逆温）
该层的空气昼夜温度变化很大，常常可相差30度以上，而气温垂直梯度的符号白天和夜间往往相反，白天气温随高度升高而减小，夜间温度随高度升级而增加。这层的气温特性，受下垫面的性质影响很大，尤其对农作物生长发育的影响，更有重要的意义。
（4）自由大气：行星边界层以上的大气层称为自由大气
（5）中层：在6km高度上平均温度-13.5度。这层气流受下垫面影响很小，气流运动常常可以指示整个对流层气流运动的大致趋势。该层是天气演变的主要场所，强烈对流云系和降水多在此层中生成。
（6）上层：气温常年都在0度以下，水汽含量很少，高云和积雨云的顶部一般出现在此层，都是由冰晶和过冷却水滴组成。
（7）人们可以看到积雨云的顶部被平衍成砧状的情况
对流层顶（过渡层，气温不变）对对流层的对流运动有阻挡作用，从而使下层输送上来的水汽、气溶胶粒子等集聚在下方，并使该处大气的浑浊度增加。
四、高层大气
1、高层大气：平流层以上的大气称为高层大气
五、大气的水平结构
1、气团分类，地理分类
（1）南北极气体：形成在终年冰雪覆盖的南北极地区，这种气团具有气温低，水汽少、气层稳定等特点。
（2）极地气团：形成在广大的中纬度地区。形成在温带上的称为极地大陆气体，水汽少，气温低。~~~~~~~极地海洋气体，其在冬季时会比极地大陆气团较暖较湿。
（3）热带气体：形成于广大的热带和副热带地区。形成在陆地上的称为热带大陆气团，高温，干燥。~~~~~~热带海洋气体，暖而湿。
（4）赤道气团:形成在赤道附近洋面上，具有湿热特点。
2、气体分类，热力分类
（1）冷气团：气团向着比它暖的地面移动。这种气团所经过的地面变冷
（2）暖气团：~~~~~~~~~~~
对相邻两气团来说，温度较低为冷气团，~~~~~为暖气团
（3）气团的变性：冷暖气团不是固定不变的，而是相对比较而存在的。当气团移到新的下垫面时，它的性质会逐渐发生变化，而失去原有的特性。在新的物理过程中获得新的性质。
3、锋区：在两种不同性质的气团之间，存在一个过渡地带，在过渡地带中，气象要素发生激烈的变化，此过渡带称为锋区
长度：几百公里——几千公里
宽度：近地层 几十公里
高层 200-400公里 此水平范围远比大氛围气团 小 因此称为锋面
锋面与地面有一个很小的夹角 几分到1度
锋面与水平面的交线称为锋线 锋面和锋线 简称为锋
4、冷暖锋
冷锋：向暖气团方向移动的锋
暖锋：~~~~~~~~~~~~~~~~~
准静止锋：冷暖气团势力相当，锋面很少移动的锋。
第三节 气象要素
气象要素：表示大气中物理现象和物理变化过程的物理量。比如气温、气压、湿度、风向、风速、能见度、降水量、云量、辐射等。气象要素表征大气的宏观物理状态，是大气科学研究的基础。
一、气温：
表示空气冷暖程度的物理量。
二、气压：
大气的压强，是指与大气相接触的面上，空气分子作用在每个单位面积上的力，这个力是由空气分子对该面碰撞而引起的。
三、湿度：
是表示空气中水汽含量的多少货空气干湿程度的物理量。由于研究的角度不同，采用不同的湿度参量。
1、水汽压：大气中水汽所产生的分压强。
饱和空气的水汽压就是饱和水汽压，它是温度的函数，温度越高，饱和水汽压越大，可查表获得。
马格努斯（Magnus ）经验公式
t b at
E E +=10*0
2、绝对湿度（a ）水汽密度（公式看书）
单位容积空气中所含的水汽质量，也就是水汽密度，单位用千克/立方米。它能直接表示空气中水汽的绝对含量，但不能直接测量，通常由水汽压的数值计算得到。
v /289.0ρ水汽密度T
e a =
3、比湿：（公式看书）
是水汽质量与同一题记中空气的总质量的比值
p
e q q m m m d v v
d v v /622q =+=+=
ρρρ
4、混合比（r ）（公式看书）
是水汽质量与同一容积中干空气质量的比值。它单位与比湿相同
5、相对湿度（f ）
是空气中实际水汽压与当时气温下的宝盒水汽压的比值。
6、饱和差（d ）
在某一温度下，饱和水汽压与实际水汽压之差
7、露点温度（露点d t ）
在空气中水汽含量和气压不变的条件下，当气温降低到使空气达到饱和时的那个温度称为露点温度。简称露点，单位与温度相同。
四、风
空气的水平运动称为风。它 是一个矢量，既有大小，又有方向。
风向是指来向
地面观测中 正北 为0度或360度 顺时针方向
风的阵性：空气运动时，总是带有湍流性的，运动中夹有大小不同的涡旋，相邻空气块的运动速度和路径很不一致。因此在固定的空间位置桑，表现出风向不稳定和风速的变化，这种现象称为风的阵性。
五、云
云是悬浮在大气中的水滴或冰晶或两种混合物的聚合体，底部不接触地面，并具有一定厚度。 云的观测
云状 三族十属二十九中
云量 观测点的天空被云遮蔽的成数
云高 云底距离地面的垂直距离
高云（卷云Ci ，卷层云Cs ，卷积云Cc ）
中云（高层云As ，高积云Ac ）
低云（积云Cu ，积雨云Cb ，层积云Sc ，层云St ，雨层云Ns ）
六、降水
从云中降落到地面的液态或固态水称为降水。降水通常用降水的形态、降水的性质、降水量或降水强度来表示。
降水量：是指从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）的降水未经蒸发、渗透、流失而积聚在水平面上的水层深度，通常用雨量器测定，单位是毫米。（翻斗式遥感雨量计和虹吸雨量计）
七、蒸发
气象学中把液态水变为水汽称为蒸发。
在一段时间内，水分经蒸发而逸入空气中的量，称为蒸发量
八、日照
可照时数：从日出到日没的总时数。可根据本地的纬度和季节用公式计算出来。
日照时速：因为云雾等天气现象的存在，阻挡了太阳直射光线，每天太阳直射光线，实际照射地面的时数。（暗筒式和聚焦式两种日照仪），单位小时
九、水平能见度
是指视力正常的人，在当时天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认目标物的最大水平距离，单位千米。
第四节 大气的基本性质
一、大气的基本物理性质
连续性 流动性 粘滞性 可压缩性
二、大气的分压定律
混合气体的总压强P 等于各气体分压强之和，这个定律称为混合气体的分压定律，大气是混合气体 也符合分压定律。
三、气体状态及状态变化定律
波意耳-马略特定律
盖·吕萨克定律
查理定律
四、理想气体的状态方程
常数）(C T
PV
普适气体常数、通用气体常数*
R
单位质量气体的气体常数、比气体常熟R
五、干空气的状态方程
六、水汽的状态方程
七、湿空气的状态方程和虚温
引出虚温的目的：为了考虑大气中所含水汽对比气体常熟的影响，也就是对空气密度的影响包含到温度去，这样我们可以再湿空气状态方程中引用干空气的比气体常熟，为实际应用带来方便
虚温的物理意义：在相同的气压条件下，假定干空气密度和湿空气密度相等时，干空气具有的温度。
也就是说，湿空气因为有水汽的存在，它比同温同压下的干空气密度小，如果在压强不变的条件下，升高干空气温度，以代替水汽对干空气密度的影响，使干空气密度与湿空气密度相等，这个升高后的干空气温度称为虚温。
第五节、大气污染与气象条件
一、大气污染的形成
1、自然因素（森林火灾、火山爆发）
2、人为因素（工业废气排放，生活燃烧花式燃料，汽车、飞机、火车和船舶等交通工具排放的围棋以及核爆炸等）
3、形成大气污染的主要物质：飘尘、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和四笨并X等，
4、怎么样作用：它们由污染源排放，常以飘尘的形式悬浮在空气中污染大气，并在空中发生化学反应，行车硫酸盐，当与水汽、云滴、雨、雪、相遇时，还可以形成酸雨、酸雾、酸雪，降落地面对生态环境形成更大的破坏。
二、大气污染与气象条件（考点）
1.风污染物从污染源排入大气后就沿着风向运动。风不仅对污染物起着输送作用，而且还起着扩散和稀释的作用。
2.气温当近地面气温高，对流强，污染物容易想上扩散，称为大气的稀释作用。想法，近地面层气温低时，大气稀释作用减弱，污染物不易扩散。所以冬季比夏季污染严重，早晚比中午污染严重。
3.逆温层当低空有逆温层存在时，可使大气污染程度加重，维持时间长久的低空逆温层往往会在大城市造成所谓的大气污染事件。
4.降水降水对污染物有净化作用，雨后空气清新的感觉是人所公知的。降水把空气的污染物冲刷到地面，从而加重地面的污染。
三、大气污染物的监测和治理
大气污染的监测：主要是对大气环境进行定时、定点的监测或长期连续的定点观测，以便了解和掌握大气环境污染的情况。
消除大气污染的根本方法：是对污染源进行综合治理，即不但要对污染源排放的有害物质控制到环境保护法规定的标准之下，而且还要大量植树造林、绿化环境、净化空气。只有采取有效的综合治理措施，大气污染问题是可以得到控制的。
《气象学与气候学》教案 第一章绪论 气候学历经经典、天气气候到现代气候学的发展过程是科学观念的革命，它包括认识和研究方法的根本变革，启示我们从系统中学习气候，学习气候又是为了更好的认识这个地球表层系统。 一、现代自然地理学与气象气候学 1、人类赖以生存的地球——地球表层系统——个相互作用的整体 任何子系统的变化都会影响其他子系统 2、气候系统与地球表层系统——几乎相互覆盖的研究客体，但重点不尽相同。 3、气候系统也包括了地球表层系统中的几个子系统 4、其中，大气圈与自然地理系统其他圈层相互作用中，大气圈最为活跃，是联系各子系统相互作用的重要纽带，是形成自然地理要素地 带性与非地带性分布特点的主要背景之一，也是构成地球表层系统重要圈层 二、大气圈——是处于特定条件下及具有特定成分的气圈 1、气候系统如何起动与运动，其中的热力、动力过程 2、气候系统中各部分的联系，相互作用与耦合的整体过程以及对气候的影响 3、气候的综合性与地域的差异性，以及气候系统的稳定性与敏感性等 三、特定成分及其影响： 1、主要及微量成分 2、微量成分及其特殊作用：—温室气体 —平流层与臭氧层--生命保护层，
—三态共存，参与能量，辐射，及天气 过程 四、重力场对大气层的约束及影响： —在重力的作用下，以地面为下边界，绕地球旋转的圈层。 —影响之一：垂直层结的形成——大气分层： 水平尺度>>垂直尺度。 五、对流层： 是深受下边界(热力及动力)影响的大气最底层，集中了80％的大气质量，也是大气圈层与其它圈层相互作用的主要场所。 六、水汽对大气状态影响之——湿空气状态方程 七、微量气体： 在气候系统中存在着短周期的微循环，成分可变。含量虽少，但对热辐射非常敏感，因而对大气热状态影响很大，人类活动参与了微循环一可造成对大气行为有意或无意的干扰。 影响举例：臭氧层 问题：地面条件如何影响大气活动(热力及动力)—相互作用 第二章大气的热能和温度 ——气候系统物理过程之一 太阳能启动气候系统的物理过程—形成全球温度差异的地带性与非地带性分布以及周期和非周期变化。地气间的热能交换过程是地表系统中最基本的相互作用和影响过程，它从能量上把几个圈层连接在一起。 一、太阳能进入气候系统 1、主要途径：太阳辐射能地面大气 太阳短波辐射经大气削弱到达地面，吸收成为地面热能
名词解释 1、β平面近似及f 平面近似； 所谓的β平面近似是对f 参数作高一级的近似，其主要内容是： ⑴当f 处于系数地位不被微商时，取常数=?0f f ； ⑵当f 处于对y 求微商时，取常数==βdy df 。 采用β平面近似的好处是：用局地直角坐标系讨论大尺度运动将是方便的，而球面效应引起的f 随纬度的变化对运动的作用被部分保留下来。 在低纬度大气动力学研究中，取0f ≌0，f ≌βy,这称为赤道β平面近似。 f 平面近似：这是对地转参数f=2Ωsin ?采用的一种近似。在中纬度地区，若运动的经向水平尺度远小于地球半径时，可以取常数=?0f f ，即把f 作为常数处理，这种近似称为0f 近似。这种近似完全没有考虑f 随纬度的变化。 2、斜压大气与正压大气； 斜压大气是指：当大气中密度的分布不仅随气压而且还随温度而变时，即ρ≡ρ(P,T),这种大气称为斜压大气。所以斜压大气中等压面和等密度面（或等温面）是相交的，等压面上具有温度梯度，即地转风随高度发生变化。在中高纬度大气中，通常是斜压大气。大气中斜压结构对于天气系统的发生、发展有着重要意义。 正压大气是指：当大气中密度分布仅仅随气压而变时，即ρ≡ρ(P),这种大气称为正压大气。所以正压大气中等压面也就是等密度面，由于p=ρRT,因此正压大气中等压面也就是等温度面，等压面上分析不出等温线。由此，也没有热成风，也就是地转风随高度不发生变化。 3、地转偏差与地转运动； 地转偏差是指实际风和地转风的矢量差，地转偏差和水平加速度方向垂直，在北半球指向水平加速度的左侧。 地转运动是指等压线为一族平行的直线时的平衡场，在地转运动中，水平气压梯度力和科里奥利相平衡。 4、Rossby 数与Rossby 参数； L f U Ro 0==水平科氏力尺度水平惯性力尺度，称为罗斯贝数，它是一个无量纲参数， 若Ro 《1，表示水平惯性力相对于科氏力的量级要小得多，则水平气压梯度力与科氏力的量级相同（这被称为地转近似的充分条件及其物理意义）；若Ro ～1，则水平惯性力、科氏力与水平气压梯度力的量级相同；若Ro 》1,则水平惯性力远大于科氏力，水平气压梯度力与水平惯性力量级相同。 y f y y f f f β+=??+=00)/(
农业气象学复习资料 绪论 气象：大气中时刻进行着各种不同的物理过程，出现各种各样的自然现象，如风、云、雨雪、霜等物理现象，俗称气象。 气象学：是研究地球大气中所发生的各种物理现象和物理过程的本质及其变化规律的科学。 气候：是在一较长时间阶段中大气的统计状态。一般用气象要素（包括太阳辐射、温度、大气压力、湿度、风、云、降水）的统计量来表示。 气候学：是研究气候形成和变化规律，综合分析、评价各地气候资源及其与人类关系的学科。 天气：在一定地区和一定时间内，由各项气象要素一定的结合所决定的大气状态。天气学：是研究天气过程发生发展规律，并运用这些规律预报未来天气的学科。 天气是气候的基础，气候是天气的总和；天气是短时间内的大气过程，而其后是长时间的天气状况，气候具有一定的稳定性。 气象条件对农业生产的影响 1、农业生产的各个环节都与天气的好坏有直接的关系； 2、各种农作物每个发育阶段都要求一定量的光照时数、热量和水分条件； 3、作物对养分的吸收和利用也依赖于气象因子的配合； 4、光热水分条件决定地区气候资源，而这些资源又决定了作物在地理上的分布界限，种植制度与耕作方法； 5、 各种自然灾害都给农业生产造成不同程度的影响和损失； 农业气象学：是研究气象与农业生产之间的相互关系，并运用气象科学为农业生产服务，促进农业高产、稳产、优质的科学。 气象学常用研究分法
地理播种法；地理移植法或小气候栽种法；分期播种法；地理分期播种法；人工气候实验法；气候分析法；（此外还有卫星遥感和计算分析的一些新方法，如聚类分析；线性规划；模糊数学；系统论；决策论等。） 第一章地球大气干洁大气：大气中除去水汽和杂志后混合气体叫干洁大气。其成分主要是N、O Ar，约占干洁大气总容积的%还有少量的二氧化碳、臭氧和其他气体。干洁大气中几种气体在气象学上的作用 （1）二氧化碳：具有较强的吸收长波辐射的能力，其含量的增减能影响地面和大气温度的变化。温室效应。 （2）臭氧：能对紫外线辐射的吸收比较强，一方面可使得40-50km 高度上的气温显着增加，同时对地面生物起着保护的作用；在对流层上部和平流层底部产生温室作用。 （3）水汽：具有很强的吸收长波辐射的能力，与二氧化碳共同对地面温暖起着十分重要的作用。此外，水汽三种形态的变化，伴随着潜能的吸收和释放，不仅引起大气中湿度的变化，同时，也引起热量的转移。 （4）杂质：能削弱太阳辐射能量；能成为水汽凝结的核心，促进水汽的凝结。 对流层的意义：集中了大约80%的大气质量和几乎所有水汽含量，因此主要天气现象的发生都在这一层。其特点有：（1）气温虽高度增加而减小。（2）
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。 气候学研究的对象是地球上的气候。气候和天气是两个既有联系又有区别的概念。从时间尺度上讲，天气是指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水等）的综合。天气过程是大气中的短期过程。而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。它不仅包括该地多年来经常发生的天气状况，而且包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。例如从上海近百年的长期观测中总结出，上海在6月中旬到7月中旬，经常会出现阴雨连绵、闷热、风小、潮湿的梅雨天气，但是有的年份（如1958年）会出现少雨的“空梅”，也有的年份（如1954年）6—7月连续阴雨50—60天，出现“丰梅”。“开梅”和“断梅”的迟早也历年不同，这是上海初夏时的气候特征。 由此可见，要了解一地的气候，必须作长时期的观测，才能总结出当地多年天气变化的情况，决不能单凭1958年一年的观测资料，来说上海初夏的气候是干旱无雨，也不能凭1954年一年的情况，就说上海的初夏气候有持续50—60天的阴雨，那都是个别年份出现的具体天气现象，而气候是在多年观测到的天
1、大气运动方程组一般由几个方程组成？那些是预报方程？哪些是诊断方程？答：大气运动方程组一般由六个方程组成，分别是三个运动方程、连续方程、热力学能量方程、状态方程；若是湿空气还要加一个水汽方程。 运动方程、连续方程、热力学能量方程是预报方程，状态方程是诊断方程。 2、研究大气运动变化规律为什么选用旋转参考系？旋转参考系与惯性参考系中的运动方程有什么不同？ 答：地球以常值角速度Ω绕地轴旋转着，所以任何一个固定在地球上并与它一道运动的参考系，乃是一个旋转参考系。 为了将牛顿第二定律应用于研究相对于旋转参考系的大气运动，不但要讨论作用于大气的真实力的性质，而且要讨论绝对加速度与相对加速度之间的关系。相对于惯性参考系中的运动方程而言，旋转参考系中的运动方程加入了视示力（科里奥利力、惯性离心力）。 3、惯性离心力与科里奥利力有哪些异同点？ 答：都是在旋转参考系中的视示力；惯性离心力恒存在，而大气相对于地球有运动时才会产生科里奥利力。 4、重力位势与重力位能这两个概念有何差异？ 答：重力位势：重力位势表示移动单位质量空气微团从海平面（Z=0）到 Z 高度，克服重力所做的功。 重力位能：重力位能可简称为位能。重力场中距海平面 z 高度上单位质量空气微团所具有的位能为Φ=gz，引进重力位势后， g等重力位势面（等Φ面）相垂直，方向为高值等重力位势面指向低等重力位势面，其大小由等重力位势面的疏密程度来确定。所以，重力位势的空间分布完全刻划出了重力场的特征。 5、试阐述速度散度的物理意义？速度散度与运动的参考系有没有关系？ 答：速度散度代表物质体积元的体积在运动中的相对膨胀率。 因，故速度散度与运动的参考系没有关系。 8、计算 45° N跟随地球一起旋转的空气微团的牵引速度。 答：由速度公式可知，牵引速度为： 大小为；方向为向东。 19、证明相对加速度可写成
农业气象学复习题 第一章大气 一、名词解释题： 1. 干洁大气：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。 2. 下垫面：指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 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。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等 二、填空题： 1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是： (氮) 、 (氧) 、氩和（二氧化碳) 。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外线) 。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (长波) 辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (低) ，夏天比冬天（低) 。 5. (水汽) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。 6. 根据大气中 (温度) 的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。 7. 在对流层中，温度一般随高度升高而 (降低) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (平流) 层，这一层上部气温随高度增高而 (升高) 。 9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高 (1200) 千米。 三、判断题： 1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中，它可以吸收太阳辐射中的紫外线。 2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。x 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。x
4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季。 5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。x 6. 平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运动。 7. 热成层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。 四、问答题： 1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化 答：大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。植物在太阳辐射的作用下，以二氧化碳和水为原料，合成碳水化合物，因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳；同时，由于生物的呼吸，有机物的分解以及燃烧化石燃料等人类活动，又要产生大量的二氧化碳。这样就存在着消耗和产生二氧化碳的两种过程。一般来说，消耗二氧化碳的光合作用只在白天进行，其速度在大多数地区是夏半年大，冬半年小；而呼吸作用等产生二氧化碳的过程则每时每刻都在进行。所以这两种过程速度的差异在一天之内是不断变化的，在一年中也随季节变化，从而引起二氧化碳浓度的日变化和年变化。 在一天中，从日出开始，随着太阳辐射的增强，植物光合速率不断增大，空气中的二氧化碳浓度也随之不断降低，中午前后，植被上方的二氧化碳浓度达最低值；午后，随着空气温度下降，光合作用减慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗减少；日落后，光合作用停止，而呼吸作用仍在进行，故近地气层中二氧化碳浓度逐渐增大，到第二天日出时达一天的最大值。在一年中，二氧化碳的浓度也主要受植物光合作用速率的影响。一般来说，植物夏季生长最旺，光合作用最强，秋季最弱。因此二氧化碳浓度秋季最小，春季最大。 此外，由于人类燃烧大量的化石燃料，大量的二氧化碳释放到空气中，因而二氧化碳浓度有逐年增加的趋势。 2. 对流层的主要特点是什么 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
大气科学概论知识梳理（大气的基本知识）一、地球大气成分由三个部分组成Clean Air【没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气】①干洁大气（即干空气）Moisture 水汽（滴）② Impurity 悬浮在大气中的固液态杂质③ 二、低层大气的各种主要成分N2)：氮气（①存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。）：氧气（O2②是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参加大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。）：臭氧（O3③ 时空变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。 空间变化：平：由赤道向两极增加。水 ，含量极少。～60km 垂直：55 ，达最大值，形成臭氧层；～25km 20 15km以上，含量增加特别显著；12 ～ 10km向上，逐渐增加；从 近地面，含量很少； 臭氧的作用： 对紫外线有着极其重要的调控制作用。a. 对高层大气有明显的增 b. 温作用。 CO2) 二氧化碳（④ 空间变化：水平：城市大于农村；
垂直：0～20km，含 量最高；20km 以上，含量显 著减少。 作用： a.绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。 b.强烈吸收长波辐射（地面辐射、大气辐射），使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。 三、水汽来源：主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。① ②时空变化：时间：夏季多于冬季 空间：一般低纬多于高纬，下层多于上层。 ③作用： a.在天气气候变化中扮演了重要角色。 b.能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对大气起着“温室效应”。 四、大气中的杂质 在大气中悬浮着的各种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分）。 气溶胶的作用： ①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射； ②缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量； ③降低大气透明度，影响大气能见度； ④充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。 五、气温、 ①定义：表示大气冷热程度的物理量，反映一定条件下空气分子平均动能大小。 通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。 ②单位：摄氏度（℃）温标；绝对温标，以K表示；华氏温标：℉，水的沸点为212℉ ③单位换算：
气象学与气候学 Revised as of 23 November 2020
第一章引论 名词解释 1、气象：大气的物理现象（冷热，干湿，大气运动） 2、气候：多年天气的综合表现 3、天气：一定区域短时间内的大气状况及其变化的总称 4、气温垂直递减率：一般而言，高度每增加100m，气温则下降℃，这称为气 温垂直递减率，也叫气温垂直梯度 5、大气污染：也叫空气污染，指由于人为或自然原因，导致空气中的有害物质 的浓度超过一定限度、维持一定的时间，直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象 6、标准大气压：指在纬度45°，0℃时，海平面的大气压，一般1个标准大气 压=760mmHg= 问答题 1.何谓气象学气候学天气学气候与天气有什么区别 2.气象学是专门研究大气物理现象的一门学科；气候学是研究气候形成过程， 描述各地区气候条件以及气候变迁及原因的一门学科；天气学是研究天气形成、变化规律、预测未来天气的一门学科。 3.天气是指某一地区短时间内大气状况的综合，而气候是指在各个气候因子的 长期相互作用下，在某一个较长时间段内所表现出来的大量天气过程的综合。 4.大气成分中，二氧化碳、臭氧、水汽的分布和作用
5.二氧化碳在大气中的垂直分布是从低到高逐渐减少的，其功能一是能吸收地 面长波辐射，是低空大气变暖，二是具有“温室”作用； 6.臭氧主要分布在平流层，其功能一是吸收紫外线，保护地球上的生物不受其 危害，二是增温，在高空形成一个暖区，影响气温的垂直分布； 7.水汽主要分布在对流层大气中，随高度升高而递减，水汽是大气变化的重要 参与者，一能成云致雨，形成各种天气现象，二是善于吸收和放射长波辐射，加其三相变化有热量转化，所以对地面和空气的温度有一定影响 8.大气在垂直方向分为哪几层分层原则对流层和平流层的特征 9.大气由低空到高空依次分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层； 10.分层原则：大气在垂直方向上的物理性质是有显着差异的，根据温度、成 分、电荷、等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况进行分层；11.对流层：①高度在平均12km以下；②一般情况下，气温随高度升高而降 低；③空气垂直对流运动显着；④气象要素水平分布不均匀；⑤天气现象复杂多变；⑥从低到高有可以分为摩擦层、中层、上层 12.平流层：①高度从对流层顶到55km左右；②气温最初保持不变或微变，在 大约30km以上，气温随高度增加而显着升高，形成一个暖层；③气流平稳，水平运动为主；③水汽、尘埃含量少，能见度好，多晴朗天气，偶尔有积雨云冲入 13.同温度下干湿空气那个重，为什么虚温的意义和原理 14. 15. 16.为什么城市地区二氧化碳浓度要高一些
《动力气象学》课程辅导资料 知识点归纳总结 第一章绪论 1. 研究地球大气运动时的基本假设 连续介质假设：研究大气的宏观运动时，不考虑离散分子的结构，把大气视为连续流体。从而，表征大气运动状态和热力状态的各种物理量，例如大气运动的速度、气压、密度和温度等可认为是空间和时间的连续函数，并且经常假设这些场变量的各阶微商也是空间和事件的连续函数。是研究大气运动的基本出发点。理想气体假设：气压、密度、温度之间的关系满足理想气体状态方程。 2. 地球大气的运动学和热力学特性有哪些？ 大气是重力场中的旋转流体：大气运动一定是准水平的；静力平衡是大气运动的重要性质之一。 科里奥利力的作用：大尺度运动中科里奥利力作用很重要；中纬度大尺度运动中，科里奥利力与水平气压梯度力基本上相平衡——地转平衡；地球旋转角速度随纬度的变化，与每日天气图上的西风带中的波动有关；起稳定性作用——位能、动能的转换——锋面。 大气是层结流体：大气的密度随高度是改变的——层结稳定度；不稳定层结大气中积云对流；稳定层结大气中重力内波。 大气中含有水份：相变潜热——低纬度扰动和台风的发展。 大气的下边界是不均匀的：湍流性；海陆分布和大气环流。 3. 大气运动的多尺度性 大气运动无论在时间尺度还是在水平尺度上都具有很宽的尺度谱，不同尺度系统在性质上有很大差异，对天气的影响也不同，不同尺度运动系统之间还存在相互作用。而根据流体力学和热力学原理建立起来的大气运动方程组，表征了大气运动普遍规律，从物理上讲，它几乎描述了各种尺度运动和它们之间的相互作用，方程组是高度非线性的，难以求解。 因此，在动力气象中，常对各种运动系统进行尺度分类，利用尺度分析法分析各类运动系统的一般性质，建立各类运动系统的物理模型（第三章）。
农业气象学 第一章地球大气 1、大气圈：大气是指包围在地球表面的空气层，整个空气圈层称为 大气圈。 2、大气组成：干洁大气、水汽、气溶胶粒子。 3、水汽的作用：（1）在天气、气候中扮演了重要角色；（2）保温效 应 4、气溶胶粒子的作用：（1）保温；（2）削弱太阳辐射；（3）降低大气透明度 5、温室效应：是指大气吸收地面长波辐射之后，也同时向宇宙和地面发射辐射，对地面起保暖增温作用。 6、气象要素：表征大气状态（温度、体积和压强等）和大气性质（风、云、雾、降水等）的物理量成为气象要素。 7、大气垂直结构：对流层、平流层、中间层、热成层、散逸层。 （1）对流层特点：①气温随高度升高而降低。 ②空气具有强烈对流运动。 ③主要天气现象都发生于此。（天气层） ④气象要素水平分布不均匀。 （2）平流层：温度随高度的增加而升高。 （3）中间层：温度随高度增加而降低。 （4）热成层：温度随高度的增加而升高。 （5）散逸层：温度随高度升高变化缓慢或基本不变。 第二章辐射 1、辐射：通过辐射传输的能量称为辐射能，也常简称为辐射。 辐射的波粒二相性：波动性，粒子性。 2、辐射的基本度量单位 （1）辐射通量：单位时间内通过任意面积上的辐射能量，单位J/s 或W （2）辐射通量密度：单位面积上的辐射通量，单位J/（s ?^）或W/
m2 o （辐射强度：即单位时间内通过单位面积的辐射能量。） (3)光通量：单位时间通过任意面积上的光能，单位为流明(Im)。 (4)光通量密度：单位面积上的光通量，单位为(Im/ m2) 亦称为照 o 度，单位勒克斯(lx )。 3、辐射的基本定律： (1)基尔荷夫定律：在一定温度下，物体对某波长的吸收率等于该物体在同温度下对该波长的发射率。 (2)斯蒂芬一玻尔兹曼定律：黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。说明物体温度愈高，其放射能力愈强。 (3)维恩位移定律：绝对黑体的放射能力最大值对应的波长与其本 身的绝对温度成反比。表明物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短。随温度增高，最大辐射波长由长波向短波方向位移。 4、太阳常数(S。)：当日地距离为平均值，太阳光线垂直入射的天文辐射通量密度，称为太阳常数。 5、太阳高度角(h)：太阳平行光线与水平面之间的夹角称为太阳高度角。 6、正午太阳高度角：一天中太阳高度角的最大值(当地正午12时的太阳高度角)。 7、正午太阳高度角随纬度、季节的分布规律。 (1)太阳高度角由直射点向两侧递减。 (2)夏至日：由北回归线向南北两侧递减(北回归线以北的地区达到一年中最大值，南半球各地达到一年中的最小值) (3)冬至日：由南回归线向南北两侧递减(北半球各地达到一年中最小值，南回归线以南的地区达到一年中的最大值) (4)春分、秋分：由赤道向南北两侧递减 8可照时数(昼长)：从日出至日落的时间长度，称为太阳可照时数。 9、日照百分率：实照时数与可照时数的百分比。 10、昼长岁纬度、季节的变化规律
气象学与气候学试题及答案一、名词解释 1、大气污染：大气污染物在大气中达到一定的浓度，而对人类生产和健康造成直接或间接危害时，称为大气污染。 2、大气稳定度：是指气块受任意方向振动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度。 3、干洁空气：大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体称为干洁空气。 4、气团：一定范围内，水平方向上气象要素相对比较均一的大块空气。 5、气候：一个地区在太阳辐射，下垫面性质，大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。 6、水汽压：大气中水汽所产生的那部分压力称为水汽压。 7、辐射能：辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量，它们的传播速度等于光速，它们透过空间并不需要媒介物质，由辐射传播的能量称为辐射能。 8、辐射地面有效辐射：指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 9、光谱：太阳辐射能按波长的分布。 10、气旋：是一个占有三度空间的大尺空气涡旋，在北半球，气旋范围内空气作逆时针旋转，在同一高度上气旋中心的气压比四周的低。 11、高气压；由闭合等压线构成的高气压，水平气压梯度自中心指向外圈。 12、低气压：由闭合等压构成的低气压区，水平气压梯度自外向中心递减。 13、反气旋：是一个占有三度空间的大尺度空气涡旋，在北半球，反气旋范围内空气作顺时针方向旋转，在同一高度上，反气旋中心的气压比四周的高。 14 锋面气旋——生成和活动在温带一区的气旋称为温带气旋，而具有锋面结构的低压，称锋面气旋。 15、锋：是冷暖气团之间狭窄的过渡带，是一个三度空间的天气系统。 16、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。 17、冷锋：指冷气团势力比较强，向暖气团方向移动而形成的锋。 18、海陆风：由于海陆热力差异而引起的以一日为周期变化的风，白天风从海洋吹向陆地（海风）；夜晚风从陆地吹向海洋（陆风）。 19、山谷风：大山区，白天日出后山坡受热，其上的空气增温快，而同一高度的山谷上空的空气因距地面较远，增温慢，于是暖空气沿山坡上升，风由山谷吹向山坡，称谷风。夜间山坡，辐射冷却，气温迅速下降，而同一高度的山谷上空的空气冷却慢，于是山坡上的冷空气沿山坡下滑，形成与白天相反的热力环流。下层风由山坡吹向山谷，称为山风。这种以一日为周期而转换风向的风称为山谷风。 20、季风：以一年为周期，大范围地区的盛行风随季节而有显着改变的现象，风向不仅有季节改变，且方向的变化在120°以上 21、气候资源：指能为人类合理利用的气候条件，如光能、热能、水分、风等。 22、地转风：是气压梯度力与地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线水平运动的形式。 23、梯度风：自由大气中作曲线运动的空气，当G、A、C这个力达到平衡时形成的风称为梯度风 24、相对湿度：空气中实际具有的水汽压与同一温度下饱和水汽压的百分比。 25、雾：是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能风度小于1KM的物理现象。如果能风度在1-10KM范围内，则称为轻雾。 26、台风：当地面中心附近最大风速大于或等于32.6m/s的热带气旋称为台风，热带气旋是形成于热带海
农业气象学习题 绪论 一、名词解释题： 1、农业气象学 农业气象学：研究农业生产与气象条件相互作用及其规律的一门科学。 2、气象学 气象学：研究大气中各种现象成因和演变规律及如何利用这些规律为人类服务的科学。 3、气象要素 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。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。 二、填空题： 1、农业气象学是研究______________与______________相互作用及其规律的一门科学。 农业生产、气象条件 2、农业气象学是研究农业生产与气象条件的______________及其规律的科学。 相互作用（相互关系） 3、农业气象学是______________科学与______________科学交叉、渗透形成的学科。 农业、气象 单项选择题： 1、气象学是研究大气中所发生的物理过程和物理现象的科学，更概括地说研究大气的科学应称为（ D ）。 A、大气物理学 B、地球物理学 C、物理气象学 D、大气科学 2 农业气象学研究所遵循的平行观测原则是（ B）。 A、同时同地进行的农业观测 B、同时同地进行的农业观测和气象观测 C、同时同地进行的气象观测 D、同时同地进行的农业气象要素和气象灾害观测 多项选择题： 1 下列要素是农业气象要素的有（A、B、C ）。 A、光照条件 B、热量条件 C、水分条件 D、土壤肥力 2 下列气象要素中，属于农业气象要素的有（A、B、D）。 A、温度 B、空气湿度 C、能见度 D、降水量 问答题： 1、农业气象学的研究对象有哪些？ 答：农业气象学的研究对象包括：（1）农业生物和生产过程对农业气象条件的要求与反应；（2分）（2）农业生产对象和农业技术措施对农业气象条件的反馈作用。（3分） 2、农业气象学的主要研究内容有哪些？ 答：（1）农业气象探测、农业气候资源的开发、利用与保护；（1分）（2）农业小气候利用与调节；（1分）（3）农业气象减灾与生态环境建设；（1分）（4）农业气象信息服务；（1分）（5）农业气象基础理论研究，应对气候变化的农业对策。（1分） 填空题： 农业气象研究过程中通常要进行农业生物或设施状况和环境气象要素二者的___平行 ___________观测。 第一章地球大气
第1—2章 1)简述气候系统。 答:气候系统就是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、雪圈与生物圈在内得,能够决定气候形成、气候分布与气候变化得统一物理系统。 太阳辐射就是气候系统得能源。在太阳辐射得作用下,气候系统产生了一系列复杂得过程,这些过程在不同得时间尺度上与不同得空间尺度上有着密切得相互作用,各个组成部分之间,通过物质与能量交换,紧密地结合成一个复杂得、有机联系得气候系统。 2)名词解释:天气、气候、天气系统、天气过程、天气预报、气象要素、辐射通量密度、比辐射率 答: 天气:某地在某一瞬间或某一短时间内大气状态与大气现象得综合。 大气状态:大气得气压、气温与湿度等。 大气现象:大气中得风、云、雨、雪等现象。 气候:在太阳辐射、大气环流、下垫面性质与人类活动得长期作用下,在某一时段内大量天气得综合。不仅包括该地多年得平均天气状况,也包括某些年份偶尔出现得极端天气状况。 天气系统:指引起天气变化与分布得高压、低压、高压脊、低压槽等典型特征得大气运动系统。 天气过程:天气系统得发生、发展、消失与演变得全过程。 天气预报:人们根据对天气演变规律得认识,利用多种观测及模拟手段,对未来一定时期内天气变化作出主、客观得判断。 气象要素:气象要素就是指表示大气属性与大气现象得物理量,如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量与能见度等等。 辐射通量密度:单位时间内通过单位面积得辐射能量称辐射通量密度(E),单位就是W/m2。 比辐射率就是反映物体热辐射性质得一个重要参数,与物质得结构、成份、表面特性、温度以及电磁波发射方向、波长(频率)等因素有关。 3)哪些自然现象能证实大气圈得存在？ 答:a、蓝色得天空。这就是由于大气中得一些非常细小物质成分,如气体、粉尘等,它们得直径较阳光得波长小得多,因此,蓝色得散射量较之于其她任何一种颜色能更多地被选择散射。这种散射称瑞利散射。b、白云。如果形成散射粒子得形状就是球形得,而且其直径并不比阳光得波长小,所有得波长都就是平均地被散射得,这种散射称迈耶散射。因此,云就是白色得。c、风。有风就说明有物质得存在,因为风就是由于大气不同部位得压力差别造成得。如果在真空中就不会有风了。d、流星。流星就就是陨石穿过大气层时,由于其速度太快,与大气摩擦产生热使陨石燃烧起来。否则我们得地球也与月球一样“千疮百孔”。 4)大气圈各层得主要物理特性就是怎样得？ 答:a、对流层 厚度:平均11－13km,赤道17－18km,两极8－9km。 质量:约占大气圈质量得75％。
一、地球大气的动力学和热力学特征： 答：特性一：受重力场作用，大气大尺度运动具有准水平的特征及静力平衡性质。特性二：大气是重力场中的旋转流体，在中高纬度大气的大尺度运动具有地转近似平衡性质。特性三：大气是层结流体，层结稳定度对大气的垂直运动具有重要作用。特性四：大气中含有水汽，水汽所释放的潜热是大气运动发展的一种重要能量来源。特性五：大气的下边界是不均匀的，对大气的运动也具有重要影响。 二、大气运动遵循哪些规律？ 答：大气运动遵守流体力学定律。它包含有牛顿力学定律，质量守恒定律，气体实验定律，能量守恒定律，水 汽守恒定律等。由牛顿力学定律推导出运动方程（有三个分量方程）、由质量守恒定律推导出连续方程、由气体实验定律得到状态方程、由能量守恒定律推导出热力学能量方程、由水汽守恒定律推导出水汽方程。这些方程基本上都是偏微分方程。这些方程构成了研究大气运动具体规律的基本出发方程组。 三、何谓个别变化？何谓局地变化？何谓平流变化?何谓对流变化?及它们的数学表达式？ 答：1、个别变化 2、局地变化 3、平流变化 4、对流变化 四、大气运动受到那些力的作用？ 答：受到气压梯度力、地球引力（也称为地心引力）、摩擦力、惯性离心力和地转偏向(科里奥利）力等作用。其中气压梯度力、地球引力、摩擦力是真实力，或称牛顿力。而惯性离心力和地转偏向力是“视示力”，是虚拟的力。
答： 3、地转偏向力的大小与相对速度v大小程正比。对于水平运动的地转偏向力，它随地理纬度减小而减小。 六、根据牛顿力学原理大气运动方程表达式： 答： 七、热力学能量方程的数学表达式及其物理意义 答： 八、何谓局地直角坐标系？（局地直角坐标系的取法及其特点？） 答：所谓局地直角坐标系是指：这个直角坐标系的原点(或称0点)设在地球表面某一地点，则其三个坐标轴(x,y,z)中x轴指向这个地点水平面上的东方；y轴指向这个地点水平面上的北方；z轴指向这个地点的天顶方向，与球坐标相同。因此这个坐标系的三个坐标轴的指向也随地点不同而不同。可以认为它是球坐标系中略去球面曲率影响后的简化形式，对于所研究的水平范围不太大的气象问题，这种简化所产生的误差是比较小的。在这个坐标系中重力只出现在z轴方向，使运动方程变得比较简单些。
一、名词解释范围（共计20分） （1）冷暖平流：由温度的个别变化与局地变化的关系： 33dT T V T dt t ?=+???u u r 或 dT T T V T w dt t t ??=+??+??u r 移项后，有： T dT T V T w t dt t ??=-??-??u r 设0,0dT w dt ==，则有 T T V T V t s ??=-??=-??u r （ s 方向即水平速度的方向。空气微团做水平运动时，即使为微团本身的温度保持不变，也会引起温度场的局地变化。） 当0T s ?>?，即沿着水平速度方向温度是升高的，风由冷区吹向暖区，这时0T V s ?-?（即0T t ?>?），会引起局地温度升高，我们便说有暖平流。 总之温度平流是通过水平气流引起温度的重新分布而使局地温度发生变化的。 （2）罗斯贝数：水平惯性力与水平科氏力之比，即：00U R f L =，表示大气运动的准地转程度，也可用来判别大气运动的类型（大、中、小尺度）和特性（线性或非线性）。 （3）梯度风：水平科氏力、离心力和水平气压梯度力三力达成的平衡。此时的空气运动称为梯度风，即21V p fV R n ρ?+=-?。 （4）地转风：对于中纬度天气尺度的扰动，水平科氏力与水平气压梯度力接近平衡。这时 的空气作水平直线运动，称为地转风，表达式为： 1g V p k f ρ =-??u u r r 。 （5）β平面近似：中高纬地区，对大尺度运动，/1y a <，则0f f y β=+，其中002cos 2sin ,f const const a ??β=Ω=== 具体做法：f 不被微分时，令0f f const ==。f 在平流项中被微分时，令 f const y β?==?。
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第一章引论 名词解释 1、气象：大气的物理现象（冷热，干湿，大气运动） 2、气候：多年天气的综合表现 3、天气：一定区域短时间内的大气状况及其变化的总称 4、气温垂直递减率：一般而言，高度每增加100m，气温则下降0.6℃，这称为气温垂 直递减率，也叫气温垂直梯度 5、大气污染：也叫空气污染，指由于人为或自然原因，导致空气中的有害物质的浓度 超过一定限度、维持一定的时间，直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象 6、标准大气压：指在纬度45°，0℃时，海平面的大气压，一般1个标准大气压 =760mmHg=1013.3HPa 问答题 1.何谓气象学气候学天气学气候与天气有什么区别 2.气象学是专门研究大气物理现象的一门学科；气候学是研究气候形成过程，描述各地 区气候条件以及气候变迁及原因的一门学科；天气学是研究天气形成、变化规律、预测未来天气的一门学科。天气是指某一地区短时间内大气状况的综合，而气候是指在各个气候因子的长期相互作用下，在某一个较长时间段内所表现出来的大量天气过程的综合。
3.大气成分中，二氧化碳、臭氧、水汽的分布和作用？ 4.二氧化碳在大气中的垂直分布是从低到高逐渐减少的，其功能一是能吸收地面长波辐 射，是低空大气变暖，二是具有“温室”作用； 5.臭氧主要分布在平流层，其功能一是吸收紫外线，保护地球上的生物不受其危害，二 是增温，在高空形成一个暖区，影响气温的垂直分布； 6.水汽主要分布在对流层大气中，随高度升高而递减，水汽是大气变化的重要参与者， 一能成云致雨，形成各种天气现象，二是善于吸收和放射长波辐射，加其三相变化有热量转化，所以对地面和空气的温度有一定影响 7.大气在垂直方向分为哪几层分层原则对流层和平流层的特征 8.大气由低空到高空依次分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层； 9.分层原则：大气在垂直方向上的物理性质是有显着差异的，根据温度、成分、电荷、 等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况进行分层； 10.对流层：①高度在平均12km以下；②一般情况下，气温随高度升高而降低；③空 气垂直对流运动显着；④气象要素水平分布不均匀；⑤天气现象复杂多变；⑥从低到高有可以分为摩擦层、中层、上层 11.平流层：①高度从对流层顶到55km左右；②气温最初保持不变或微变，在大约 30km以上，气温随高度增加而显着升高，形成一个暖层；③气流平稳，水平运动为主；③水汽、尘埃含量少，能见度好，多晴朗天气，偶尔有积雨云冲入 12.同温度下干湿空气那个重，为什么虚温的意义和原理
1、大气的热力学分层及依据。 2、正午时刻太阳高度角的计算。 太阳高度角（h）：太阳光线与地表水平面之间的最小夹角。(0°≤h≤90°) h的计算公式：sin h ＝ sinφsinδ + cosφcosδcosω（式中：φ为观测点纬度，δ为赤纬，ω是时角。） 特殊日期δ的值：δ＝23.5sinN°(N°以度为单位，是距春分日或秋分日最近的总天数。春分日至秋分日取正值，否则，取负值) 春分日(21/3)或秋分日(23/9)：δ＝0° 夏至日(22/ 6)：δ＝23.5° 冬至日(22/12)：δ＝-23.5°（23.5°S） ω的确定：ω是用角度表示的时间，每15°为一小时. 正午：ω＝0 上午ω＜0 下午：ω＞0。
3、北半球可照时间随季节、纬度的变化规律。 4、地面有效辐射的影响因子及其影响。
5、灌溉的表层温度效应及原因分析。 1．热容量：灌溉后土壤表层湿度较大，含水量较多，水的热容量较大，温度变化较慢。 2．导热率：土壤湿度增加，土壤的导热率也提高，其表面温度变化也越小。 3．潜热交换：温度升高，土壤表层水分会蒸发带走部分热量；温度降低，空气中水分会凝结吸收热量，从而减小土壤表层温度变化。 6、地面热量收支方程，并据此分析塑料大棚的保温原理。 (R辐射热交换；B传导热交换；P流体运动热交换；LE潜热交换) 塑料大棚的保温原理：影响土壤温度变化的主要能源是太阳辐射，在土壤上盖上塑料大棚，白天通过棚膜和墙体的红外辐射、逆辐射，可以减少土表获得的太阳辐射能，减少温室大棚内部与外界的热量交换,减缓土壤温度的升高；夜晚可以减少地面辐射的散失，减缓土壤温度的降低，因此可以起到保温作用。
气象学与气候学第三章复习资料 1.饱和水汽压(E)：①温度低的未饱和空气，只要降低较少温度，空气很快出现饱和。②降低相同温度，温度高的饱和空气被凝结的水汽多，相反则少。③温度高E值大，温度低E值小。 2.影响蒸发速度快慢的主要因素：①蒸发的温度—蒸发的温度愈高，蒸发愈快，相反，愈慢。②蒸发的性质—同温度时，水面蒸发快于冰面、淡水快于海水。③空气湿度和风—空气湿度大的蒸发速度小于空气干燥时，有风时大于无风。 3.露：傍晚或夜间，地面或地物由于辐射冷却，使贴近地表面的空气层也随之降温，当空气中水汽含量过饱和时，在地面或地物的表面就有水汽的凝结物，如果此时的露点温度在0℃以上，在地面或地物上就出现微小的水滴，称为露。如果露点温度在0℃以下，则水汽直接在地面或地物上凝华成白色的冰晶，称为霜。4．露、霜差异：共同点——天气条件均为晴朗微风的夜晚，不同点——温度要求一个在0℃以上，一个在0℃以下。露、霜常被人们作为“晴天”的预兆（露水起晴天、霜重见晴天）。 雾：是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能风度小于1KM的物理现象。如果能风度在1-10KM范围内，则称为轻雾。 5.积状云 形成方式——由热力对流、冷锋面对流、地形抬升等形成。 特征——云块孤立分散，呈白色菜花状。 一般，积云出现晴好天气，积雨云出现雷阵雨或冰雹天气。
6.云量带分布 1）赤道多云带：赤道地区气温高、水汽来源充沛，全年以上升气流为主，是全球的高云量带，平均云量约为6。 2）纬度20-30°少云带：全年以下沉气流为主，空气下沉绝热增温、十分干燥，是全球天空相对明净的少云带，平均云量4左右，荒漠地带不足2。 3）中纬度多云带：该带内气团活动频繁，冷暖空气常在此形成锋面，是全球的高云量带，平均云量为6.5-7。 7.大气降水 降水的形成：凝结，冰晶效应，冲并 降水类型：地形雨、对流雨、锋面雨 降水的时间分配：常用降水量、降水时间、降水强度及降水季节变化、降水变率等表示。 8.降水的地理分布： 1）赤道多雨带——受赤道热带气团控制，全年多雨，年降水量1500—3000mm，个别>3000—4000mm。 2）20—30o少雨带——受副高控制，年降水量<500mm，但受季风、台风和地形因素影响，少数地区降水丰富（乞拉齐朋、福建、广东…） 3）中纬度多雨带——受锋面影响，年降水量500—1000mm。尤其大陆沿岸受季风影响降水十分丰富。 4）高纬度少雨带——受极地高压影响，气温低、蒸发弱，年降