气象学习题(有答案)
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：
(说明：在有底线的数字处填上适当内容)
1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是：
(1) 、(2) 、氩和(3) 。
2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的(4) 。
3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收(5) 辐射。
4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上(6) ，夏天比冬天(7) 。
5. (8) 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(9) 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(10) 。
8. 大气中对流层之上的一层称为(11) 层，这一层上部气温随高度增高而(12) 。
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(13) 千米。
答案：(1)氮(2)氧(3)二氧化碳(4)紫外线(5)长波(6)低(7)低(8)水汽(9)温度(10)降低(11)平流
(12)升高(13)1200
三、判断题：
(说明：正确的打“√”，错误的打“×”)
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”。
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。
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。
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。
答案：1.对，2.错，3.错，4.对，5.错，6.对，7.对。
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。
五、复习思考题：
1. 臭氧在大气中有什么作用？它与平流层温度的铅直分布有什么关系？
2. 二氧化碳的日年化、年变化和长期变化的特点如何？为什么会有这样的变化？
3. 为何气象学中将大气中含量并不太大的水汽看作是一种重要的成分？
4. 大气在铅直方向上分层的依据是什么？
5. 大气在铅直方向上可分为哪几层？其中最低的一层有什么特点？
6. 根据气体的状态方程，说明当一块空气的温度比同高度上周围空气温度高或低时，这块空气在铅直方向上的运动情况。
7. 根据状态方程，比较同温同压下干、湿空气密度的差异。
第二章辐射
一、名词解释题：
1. 辐射：物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由辐射所传输的能量称为辐射能，有时把辐射能也简称为辐射。
2. 太阳高度角：太阳光线与地平面的交角。是决定地面太阳辐射通量密度的重要因素。在一天中，太阳高度角在日出日落时为0，正午时达最大值。
3. 太阳方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的交角。以正南为0，从正南顺时钟向变化为正，逆时针向变化为负，如正东方为－90°，正西方为90°。
4. 可照时间：从日出到日落之间的时间。
5. 光照时间：可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光照射的时间之和。
6. 太阳常数：当地球距太阳为日地平均距离时，大气上界垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度。其值为1367瓦?米-2 。
7. 大气质量数：太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气铅直厚度的比值。
8. 直接辐射：以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射。
9. 总辐射：太阳直接辐射和散射辐射之和。
10. 光合有效辐射：绿色植物进行光合作用时，能被叶绿素吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成分。
11. 大气逆辐射：大气每时每刻都在向各个方向放射长波辐射，投向地面的大气辐射，称为大气逆辐射。
12 . 地面有效辐射：地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，即地面净损失的长波辐射。
13. 地面辐射差额：某时段内，地面吸收的总辐射与放出的有效辐射之差。
二、填空题：
1. 常用的辐射通量密度的单位是(1) 。
2. 不透明物体的吸收率与反射率之和为(2) 。
3. 对任何波长的辐射，吸收率都是1的物体称为(3) 。
4. 当绝对温度升高一倍时，绝对黑体的总辐射能力将增大(4) 倍。
5. 如果把太阳和地面都视为黑体，太阳表面绝对温度为6000K，地面温度为300K，则太阳表面的辐射通量密度是地表面的(5) 倍。
6. 绝对黑体温度升高一倍时，其辐射能力最大值所对应的波长就变为原来的(6) 。
7. 太阳赤纬在春秋分时为(7) ，冬至时为(8) 。
8. 上午8时的时角为(9) ，下午15时的时角为(10) 。
9. 武汉(30°N)在夏至、冬至和春秋分正午时的太阳高度角分别为(11) ，(12) 和(13) 。
10. 冬半年，在北半球随纬度的升高，正午的太阳高度角(14) 。
11. 湖北省在立夏日太阳升起的方位是(15) 。
12. 在六月份，北京的可照时间比武汉的(16) 。
13. 在太阳直射北纬10°时，北半球纬度高于(17) 的北极地区就出现极昼。
14. 由冬至到夏至，北半球可照时间逐渐(18) 。
15. 光照时间延长，短日照植物的发育速度就会(19) 。
16. 在干洁大气中，波长较短的辐射传播的距离比波长较长的辐射传播距离(20) 。
17. 随着太阳高度的降低，太阳直接辐射中长波光的比(21) 。
18. 地面温度越高，地面向外辐射的能量越(22) 。
19. 地面有效辐射随空气湿度的增大而(23) ，随地面与空气温度之差的增大而(24) ，随风速的增大而(25) 。
20. 地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差称为(26) 。
答案：(1)瓦.米－2 ；(2)1；(3)绝对黑体；(4)15；
(5)160000；(6)二分之一；(7)0°；(8)－23°27'；
(9)－60°；(10)45°；(11)83°27'；(12)36°33'；
三、选择题：
(说明：在四个答案中，只能选一个正确答案填入空格内。)
1. 短日照植物南种北引，生育期将________。
A. 延长；
B.缩短；
C. 不变；
D.可能延长也可能缩短。
2. 晴朗的天空呈蓝色，是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光________较多的结果。
A. 吸收；
B. 散射；
C. 反射；
D.透射。
3. 对光合作用有效的辐射包含在________中。
A. 红外线；
B. 紫外线；
C. 可见光；
D. 长波辐射。
4. 在大气中放射辐射能力最强的物质是________。
A. 氧；
B. 臭氧；
C. 氮；
D. 水汽、水滴和二氧化碳。
5. 当地面有效辐射增大时，夜间地面降温速度将____。
A. 加快；
B. 减慢；
C. 不变；
D. 取决于气温。
答案：1. A； 2. B； 3. C； 4. D； 5. A。
四、判断题：
1. 对绝对黑体，当温度升高时，辐射能力最大值所对应的波长将向长波方向移动。
2. 在南北回归线之间的地区，一年有两次地理纬度等于太阳赤纬。
3. 时角表示太阳的方位,太阳在正西方时,时角为90°。
4. 北半球某一纬度出现极昼时，南半球同样的纬度上必然出现极夜。
5. 白天气温升高主要是因为空气吸收太阳辐射的缘故。
6. 光合有效辐射只是生理辐射的一部分。
7. 太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐射。
8. 地面辐射和大气辐射均为长波辐射。
9. 对太阳辐射吸收得很少的气体，对地面辐射也必然很少吸收。
10. 北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值，所以气温较高。
答案：1. 错；2. 对；3. 错；4. 对；5. 错；6. 对；7. 错；8. 对；9.错；10. 错。
五、计算题
1. 任意时刻太阳高度角的计算
根据公式Sinh＝sinφsinδ＋cosφcosδcosω
大致分三步进行：
(1) 计算时角ω，以正午时为0°，上午为负，下午为正，每小时15°；如以“度”为单位，其计算式是ω＝(t－12)×15°其中t为以小时为单位的时间；如以“弧度”为单位，则ω＝(t－12)×2π/24建议计算时以角度为单位。(2) 计算sinh值(所需的δ值可从教材附表3中查到，考试时一般作为已知条件给出)。
(3) 求反正弦函数值h，即为所求太阳高度角。
例：计算武汉(30°N)在冬至日上午10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°)=0.48908
h=29°17' 2. 正午太阳高度角的计算
根据公式：
h=90°－φ＋δ
进行计算；特别应注意当计算结果h>90°时，应取补角(即用180°－h作为太阳高度角)。
也可根据
h=90°－|φ－δ|
进行计算，就不需考虑取补角的问题(建议用后一公式计算)。还应注意对南半球任何地区，φ应取负值；在北半球为冬半年(秋分至春分)时，δ也取负值。
例计算当太阳直射20°S时(约11月25日)在40°S的正午太阳高度角。
解：已知φ= －40°(在南半球) δ=－20°
∴h=90°－(－40°)+(－20°)=110°
计算结果大于90°，故取补角，
太阳高度角为：h=180°－110°=70°
也可用上述后一公式直接得
h=90°－|φ－δ| = 90°－|－40°－(－20°)|=70°
3. 计算可照时间
大致分三步：
(1) 根据公式：cosω0 = －tgφtgδ计算cosω0 的值。
(2) 计算反余弦函数值ω0 ，得日出时角为－ω0 ，日落时角为+ω0
(3) 计算可照时间2ω0 /15°(其中ω0 必须以角度为单位)。
例计算11月25日武汉的可照时间。
解：由附表3可查得δ=－20°，武汉纬度φ=30°
cosω0 =－tgφtgδ=－tg30°tg(－20°)=0.210138
ω0 =77.87°
即：日出时角为－77.87°(相当于真太阳时6时49分)，日落时角为77.87°(相当于真太阳时17时11分)。
∴可照时间=2ω0/15°=2×77.87°/15°=10.38小时
4. 计算水平面上的太阳直接辐射通量密度
根据公式：Rsb=Rsc?am sinh
大致分三步进行计算：
(1) 计算太阳高度角的正弦sinh (参看第1，2两部分)。
(2) 计算大气质量数，一般用公式m=1/sinh
(3) 计算Rsb
例1 计算北京(取φ=40°N)冬至日上午10时水平面上的太阳直接辐射通量密度(设Rsc=1367瓦?米-2 ，a=0.8)。解：已知φ=40°,δ=－23°27'(冬至日)，ω=－30°sinh=sin40°sin(－23°27') + cos40°cos(－23°27') cos(－30°)=0.352825
m=1/sinh=1/0.352825=2.8343
∴Rsb=Rsc?am sinh=1367×0.82.8343×0.352825=256.25 (瓦?米-2 )
例 2 计算武汉(φ为30°N)在夏至日正午时的太阳直接
辐射通量密度(已知a=0.8)。
解：已知φ=30°，δ=23°27'，
正午太阳高度角为h=90°－φ－δ=90°－30°－23°27'=83°27'
m=1/sinh=1.00657
Rsb=Rsc?am sinh=1367×0.81.00657 ×sin83°27'=1084.87 (瓦?米-2)
例3 当太阳直射南半球纬度18°时，试求我国纬度42°处地面上正午时的直接辐射通量密度(已知大气透明系数为0.7，太阳常数为1367瓦?米-2)。
解：已知φ=42°δ=－18°a=0.7
正午时：h=90°－φ+δ=90°－42°－18°=30°
m=1/sinh=1/sin30°=2
Rsb=Rsc?am sinh=1367×(0.7)2 sin30°=334.9 (瓦?米-2 )
5. 计算坡面的太阳直接辐射通量密度
坡面上的直接辐射通量密度计算式为：
Rsb坡=Rsc?am sinα
其中α为太阳光线与坡面的夹角。
Rsb坡的计算步骤与上述水平面上Rsb的计算类似，但在第2步(计算m)后，应确定夹角α。
例1 计算武汉(φ为30°N)冬至日坡度为20°的南坡和北坡在正午时的太阳直接辐射通量密度(设透明系数a=0.8)。
解：已知φ=30°，δ=－23°27'，正午太阳高度角为：h=90°－|φ－δ|=90°－|30°－(－23°27')|=36°33'
m=1/sinh=1/sin36°33'=1.6792(注意：此处计算m时不能用α代替h)。
对于南坡，正午时α=h+坡度=36°33'+20°=56°33' Rsb南坡=Rsc?am sinα=1367×0.81.6792 ×sin56°33'=784.14 (瓦?米-2 )
对于北坡，正午时α=h－坡度=36°33'－20°=16°33'(如果北坡坡度大于h时则无直射光，即Rsb北坡=0) Rsb北坡=Rsc?am sinα=1367×0.81.6792 ×sin16°33'=267.71 (瓦?米-2 )
由此题可知冬季南坡暖而北坡冷的一个重要原因在于Rsb南坡和Rsb北坡的差别。
例2 在46.5°N的某地欲盖一朝南的玻璃温室，为了减小反射损失，要使冬至日正午时太阳直接光线垂直于玻璃面，试问玻璃面与地平面的夹角应是多少？冬至日正午时到达玻璃面上的直接辐射通量密度为多少(已知太阳常数为1367瓦/米2 ，透明系数为0.8)？
解：已知φ=46.5°，δ=－23.5°，a=0.8
(1) h=90°－φ+δ=90°－46.5°－23.5°=20°
m=1/sinh=1/sin20°=2.923804
玻璃面与地平面的夹角β=90°－h = 90°－20°= 70°(2) 玻璃面上的直接辐射通量密度为
Rsb坡=Rsc?am sinα=1367×(0.8)2.923804 ×sin90°=711.9 (瓦?米-2 )
例3 在北纬36.5°处有一座山，其南北坡的坡度为30°，试求冬至日正午时水平地面上及南北坡面上的太阳直接辐射通量密度(设大气透明系数为0.8，太阳常数为1367瓦?米-2) 。
解：已知φ=36.5°，δ=－23.5°，a=0.8，坡面坡度β=30°h=90°－φ+δ=90°－36.5°+(－23.5°)=30°
m=1/sinh=1/sin30°=2
水平地面上直接辐射能量密度Rsb=Rsc?am sinh =1367×(0.8)2×sin30°=437.4 (瓦?米-2 )
南坡：Rsb南坡=Rsc?am sinα=Rsc?am sin(h+β)=1367×(0.8)2 ×sin60°= 757.7(瓦?米-2 )
北坡：Rsb北坡=Rsc?am sinα=Rsc?am sin(h－β)=Rsc?am sin0°=0
由此题可知，一般来说冬季正午南坡上的太阳直接辐射最强，而对坡度大于太阳高度角的北坡，则无太阳直接辐射。所以南坡为温暖的阳坡，北坡为阴冷的阴坡。
六、问答题：
1. 太阳辐射与地面辐射的异同是什么？
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. 试述正午太北半球阳高度角随纬度和季节的变化规律。
答：由正午太阳高度角计算公式h=90°－｜φ－δ｜可知在太阳直射点处正午时h最大，为90°；越远离直射点，正午h越小。因此正午太阳高度角的变化规律为：随纬度的变化：在太阳直射点以北的地区(φ>δ)，随着纬度φ的增大，正午h逐渐减小；在直射点以南的地区，随φ的增大，正午h逐渐增大。
随季节(δ)的变化：对任何一定的纬度，随太阳直射点的接近，正午h逐渐增大；随直射点的远离，正午h逐渐减小。例如北回归线以北的地区，从冬至到夏至，正午h逐渐增大；从夏至到冬至，正午h逐渐减小。
在｜φ－δ｜>90°的地区(极圈内)，为极夜区，全天太阳在地平线以下。
3. 可照时间长短随纬度和季节是如何变化的？
答：随纬度的变化：在北半球为夏半年时，全球随纬度φ值的增大(在南半球由南极向赤道φ增大)，可照时间延长；在北半球为冬半年时,全球随纬度φ值的增大可照时间缩短。
随季节(δ)的变化：春秋分日，全球昼夜平分；北半球
随δ增大(冬至到夏至)，可照时间逐渐延长；随δ减小(夏至到冬至)，可照时间逐渐缩短；南半球与此相反。
在北半球为夏半年(δ>0)时，北极圈内纬度为(90°-δ）以北的地区出现极昼，南极圈内同样纬度以南的地区出现极夜；在北半球冬半年(δ<0)时，北极圈90°+δ以北的地区出现极夜，南极圈内同样纬度以南出现极昼。
4. 光照时间长短对不同纬度之间植物的引种有什么影响？
答：光照长短对植物的发育，特别是对开花有显著的影响。有些植物要求经过一段较短的白天和较长的黑夜才能开花结果，称短日照植物；有些植物又要求经过一段较长的白天和较短的黑夜才能开花结果，称长日照植物。前者发育速度随生育期内光照时间的延长而减慢，后者则相反。对植物的主要生育期(夏半年)来说，随纬度升高光照时间延长，因而短日照植物南种北引，由于光照时间延长，发育速度将减慢，生育期延长；北种南引，发育速度因光照时间缩短而加快，生育期将缩短。长日照植物的情况与此相反。
而另一方面，对一般作物来说，温度升高都会使发育速度加快，温度降低使发育速度减慢。因此，对长日照植物来说，南种北引，光照时间延长将使发育速度加快，温度降低又使发育速度减慢，光照与温度的影响互相补偿，使生育期变化不大；北种南引也有类似的光温互相补偿的作用。所以长日照植物不同纬度间引种较易成功。而对短日照植物，南种北引，光照和温度的改变都使发育速度减慢，光照影响互相叠加，使生育期大大延长；而北种南引，光温的变化都使发育速度加快，光温影响也是互相叠加，使生育期大大缩短，所以短日照植物南北引种一般不易成功。但纬度相近且海拔高度相近的地区间引种，不论对长日照植物和短日照植物，一般都容易成功。
5. 为什么大气中部分气体成分对地面具有“温室效应”？
答：大气对太阳短波辐射吸收很少，绝大部分太阳辐射能透过大气而到达地面，使地面在白天能吸收大量的太阳辐射能而升温。但大气中的部分气体成分，如水汽、二氧化碳等，都能强烈地吸收地面放射的长波辐射，并向地面发射大气逆辐射，使地面的辐射能不致于大量逸出太空而散热过多，同时使地面接收的辐射能增大(大气逆辐射)。因而对地面有增温或保暖效应，与玻璃温室能让太阳辐射透过而又阻止散热的保温效应相似，所以这种保暖效应被称为大气的“温室效应”。
6. 什么是地面有效辐射？它的强弱受哪些因子的影响？举例说明在农业生产中的作用。
答：地面有效辐射是地面放射的长波辐射与地面所吸收的大气逆辐射之差，它表示地面净损失的长波辐射，其值越大，地面损失热量越多，夜晚降温越快。
影响因子有：(1)地面温度：地面温度越高，放射的长波辐射越多，有效辐射越大。(2)大气温度：大气温度越高，向地面放射的长波辐射越多，有效辐射越小。(3)云和空气湿度：由于大气中水汽是放射长波辐射的主要气体，所以水汽、云越多，湿度越大，大气逆辐射就越大，有效辐射越小。(4)天气状况：晴朗无风的天气条件下，大气逆辐射减小，地面有效辐射增大。(5)地表性质：地表越粗糙，颜色越深，越潮湿，地面有效辐射越强。(6)海拔高度：高度增高，大气密度减小，水汽含量降低，使大气逆辐射减小，有效辐射增大。(7)风速：风速增大能使高层和低层空气混合，在夜间带走近地层冷空气，而代之以温度较高的空气，地面就能从较暖的空气中得到较多的大气逆辐射，因而使有效辐射减小；而在白天风速增大可使有效辐射转向增大。举例：因为夜间地面温度变化决定于地面有效辐射的强弱，所以早春或晚秋季节夜间地面有效辐射很强时，引起地面及近地气层急剧降温，可出现霜冻。
7. 试述到达地面的太阳辐射光谱段对植物生育的作用。
答：太阳辐射三个光谱段是紫外线(0.15－0.4微米)、可见光(0.4－0.76微米)和红外线(0.76－4微米)。紫外线对植物生长发育主要起生化效应，对植物有刺激作用，能促进种子发芽、果树果实的色素形成，提高蛋白质和维生素含量以及抑制植物徒长和杀菌作用等。可见光主要起光效应，提供给绿色植物进行光合作用的光能，主要吸收红橙光区(0.6－0.7微米)和蓝紫光区(0.4－0.5微米)。红外线主要起热效应，提供植物生长的热量，主要吸收波长为
2.0－
3.0微米的红外线。
七、复习思考题：
1. 对A、B两灰体，在同样强度的辐射照射下，A升温快得多，问在移去外界辐射源后，哪一个降温快？若A、B都不是灰体，你的结论还成立吗？
2. 雪面对太阳辐射的反射率很大(约0.9)，对红外辐射的吸收率也很大(可达0.99)，由此解释地面积雪时天气特别寒冷的原因。
3. 设灰体的吸收率为a，试推导其总辐射能力与温度的关系式（提示：将Kirchhoff定律与Stefan－Boltzmann 定律结合起来考虑)。
4. 已知太阳表面温度约为6000K，地球表面温度平均约为300K，假定太阳表面为绝对黑体，地球表面为吸收率为0.9的灰体，试分别计算太阳和地球表面的总放射能力。
5. 计算武汉(30°N)二分、二至日出、日落时间和可照时间。
6. 试分析正午太阳高度角随纬度和季节的变化规律。
7. 根据可照时间计算公式分析可照时间随纬度和季节的变化规律。
8. 当太阳赤纬为δ时，在地球上哪些区域分别出现极昼、极夜？
9. 假如地球自转轴与公转轨道面铅直，地球上还会有季节交替吗？可照时间还会变化吗？正午太阳高度角随纬度如何变化呢？为什么？
10. 为何长日照植物大多原产于高纬度地区，而短日植物一般原产于低纬度地区？
11. 对长日照作物和短日照植物进行南北引种，哪一种更易成功？为什么？
12. 已知日地平均距离为1.495×108公里，太阳直径为1.392×106 公里，太阳常数为1367瓦?米-2，将太阳视为绝对黑体，忽略宇宙尘埃对太阳辐射的吸收作用，试推算太阳表面辐射的辐射通量密度、总功率和有效温度。13. 为何晴天天空常呈尉蓝色？而日出、日落时太阳光盘又呈红色？
14. 根据水平面太阳直接辐射通量密度的计算式，分析直接辐射的影响因素。
15. 计算武汉(30°N)和北京(40°N)冬至和夏至日晴天真太阳时10、12时的太阳直接辐射通量密度（设透明系数p=0.8）。
16. 任一坡面上太阳直接辐射通量密度为Rsb坡=Rsc?am sinα(其中α为太阳光线与坡面的夹角)，试分别计算武汉冬至和夏至正午时，在坡度为30°的南坡和北坡上的太阳辐射通量密度（设透明系数p=0.8）。
17. 武汉夏至日测得正午水平面上的直接辐射通量密度为800瓦?米-2 ，设这一天天空晴朗，透明系数不变，试计算透明系数和下午16时的太阳辐射通量密度。
18. 太阳直接辐射、散射辐射与总辐射各受哪些因素影响？
19. 晴天直接辐射和散射辐射中光谱能量分布各随太阳高度角如何变化？为什么？(提示：根据分子散射规律解释)。
20.不同光谱成分的太阳辐射对植物的生命活动有何影响？
21.地面辐射通量密度如何计算？它受什么因素影响？
22.何谓大气的“温室效应”？如果大气中水汽含量减少，“温室效应”是增强还是减弱？为什么（不考虑大气中水汽的凝结物的影响）？
23. 何谓地面有效辐射？它受哪些因素的影响？
24. 为何在对流层中，气温随高度的升高而降低？
25. 何谓地面辐射差额？其日变化和年变化特征如何？
26. 解释名词：辐射、绝对黑体、灰体、太阳赤纬、太阳高度角、方位角、可照时间、光照时间、光周期现象、长日照植物、短日照植物、太阳常数、大气透明系数、大气质量数、总辐射、大气逆辐射、温室效应、地面有效辐射、辐射差额。
第三章温度
一、名词解释题：
1. 温度(气温)日较差：一日中最高温度(气温)与最低温度(气温)之差。
2. 温度(气温)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。
3. 日平均温度：为一日中四次观测温度值之平均。即
T平均= (T02＋T08＋T14＋T20)÷4。
4. 候平均温度：为五日平均温度的平均值。
5. 活动温度：高于生物学下限温度的温度。
6. 活动积温：生物在某一生育期(或全生育期)中，高于生物学下限温度的日平均气温的总和。
7. 有效温度：活动温度与生物学下限温度之差。
8. 有效积温：生物在某一生育期(或全生育期)中，有效温度的总和。
9. 逆温：气温随高度升高而升高的现象。
10. 辐射逆温：晴朗小风的夜间，地面因强烈有效辐射而很快冷却，从而形成气温随高度升高而升高的逆温。
11. 活动面(作用面)：凡是辐射能、热能和水分交换最活跃，从而能调节邻近气层和土层温度或湿度状况的物质面。
12. 容积热容量：单位容积的物质，升温1℃，所需要的热量。
13. 农耕期：通常把日平均温度稳定在0℃以上所持续的时期，称为农耕期。
14. 逆温层：气温随高度升高而升高的现象，称为逆温现象。发生逆温现象的气层，称为逆温层。
15. 三基点温度：是指生物维持生长发育的生物学下限温度、上限温度和最适温度。
二、填空题：
1. 空气温度日变化规律是：最高温度出现在(1) 时，最低温度出现(2) 时。年变化是最热月在(3) ，最冷月在(4) 月。
2. 土温日较差，随深度增加而(5) ，极值(即最高，最低值)出现的时间，随着深度的增加而(6) 。
3. 水的热容量(C)比空气的热容量(7) 。水的导热率(λ)比空气(8) 。粘土的热容量比沙土的要(9) ，粘土的导热率比沙土(10) 。
4. 干松土壤与紧湿土壤相比：
C干松土 土壤的春季增温和秋季的降温比较：沙土春季升温比粘土(11) ，秋季降温，沙土比粘土(12) ，沙土温度日较差比粘土要(13) 。 5. 土壤温度的日铅直分布的基本型有：白天为(14) 型；夜间为(15) 型；上午为(16) 型；傍晚为(17) 型。 6. 在对流层中，若1000米的温度为16.5℃，气温铅直梯度是0.65℃/百米，到2000米处，温度应是(18) ℃。 7. 温度的非周期性变化，常由(19) 而造成。多发生在(20) 季节。 8. 当rd =1℃/100米，r =0.9℃/100米，则此时的大气 层结对干空气是(21) 的。 9. 我国气温日较差，高纬度地区(22) ，低纬度地区(23) ，年较差随纬度的升高而(24) ，且比世界同纬度地区要(25) 。 10. 土、气、水温日较差，以土温(26) ，气温(27) ，水温(28) 。 11. 日平均气温稳定大于0℃持续日期，称为(29) 。 12. 某地某月1～6日的日均温分别是10.2，10.1，9.9，10.5，10.0，10.2℃，若某一生物的生物学下限温度为10℃，则其活动积温为(30) ℃，有效积温为(31) ℃。 答案：(1)14时，(2)日出前后，(3)7月，(4)1月，(5)减小，(6)推迟，(7)大，(8)大，(9)大，(10)大，(11)快，(12)快，(13)大，(14)受热型，(15)放热型，(16)上午转换型，(17)傍晚转换型，(18)10℃，(19)天气突变及大规模冷暖空气入侵，(20)春夏和秋冬之交，(21)稳定，(22)大，(23)小，(24)增大，(25)大，(26)最大， (27)其次，(28)最小，(29)农耕期，(30)51℃，(31)1℃。 三、判断题： 1. 对流层中气温随高度升高而升高。 2. 我国气温的日较差，年较差都是随纬度升高而升高。 3. 寒冷时期，灌水保温，是因为水的热容量大。 4. 紧湿土壤，春季升温和秋季降温均比干松土壤要慢。 5. 干绝热直减率：rd =0.5℃/100米；湿绝热直减率：rm=1.0℃/100米。 6. 因为太阳辐射先穿进大气，再到达地面，所以地面上最高温度出现的时刻比空气的要稍后。 7. 日平均气温大于5℃的日期越长，表示农耕期越长。 8. 气温随高度升高而升高的气层，称为逆温层。 9. 对同一作物而言，其生物学下限温度高于其活动温度，更高于有效温度。 10. 正午前后，土温随深度加深而升高，气温随高度降低而降低。 11. 地面辐射差额最大时，地面温度最高。 答案：1. 错；2.对；3.对；4. 对；5. 错；6. 错；7. 错； 8. 对；9 错；10. 错；11. 错 四、选择题： 1. 某时刻土壤温度的铅直分布是随着深度的增加而升高，它属于( ) 。 ①清晨转换型②正午受热(日射)型 ③夜间放热(辐射)型④傍晚转换型 2. 地面温度最高时，则是( )时。 ①地面热量收支差额等于零 ②地面热量收支差额小于零 ③地面热量收支差额大于零 ④地面热量收支差额不等于零 3. 由于水的热容量、导热率均大，所以灌溉后的潮湿土壤，白天和夜间的温度变化是( )。 ①白天升高慢，夜间降温快 ②白天升高快，夜间降温慢 ③白天和夜间，升温、降温都快 ④白天升高慢，夜间降温慢 4. 我国温度的日较差和年较差随着纬度的升高是( )。 ①日较差，年较差均减小 ②日较差、年较差均增大 ③年较差增大，日较差减小 ④日较差增大，年较差减小 答案：1.③；2.①；3.④；4.②。 五、简答题： 1. 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。 2. 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。 3.试述我国气温日较差和年较差随纬度的变化特点、以及海陆对它的影响。 答：在我国气温的日较差和年较差均是随纬度升高而升高，且我国气温的年较差比其它同纬度地区要大，因为我国的大陆性强。另外，由海洋面上—沿海地区—内陆地区气温的日、年较差均依次增大，这是因为水、陆热特性差异而造成的。 4. 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。 5. 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。 6. 空气块在作上升运动时会降温的原因是什么？ 空气块作上升运动是绝热过程。当上升运动时，因周围气压降低，气块体积膨胀，以维持与外界平衡，对外作功，消耗能量。因为是绝热过程，所消耗的能量只能取自气块本身，所以温度降低。 六、论述题： 1. 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。 2. 试述辐射逆温、平流逆温的成因，并举例说明逆温在农业生产中的意义。 成因：辐射逆温是在晴朗无风或微风的夜间，因地面有效辐射强烈而冷却，使近地气层随之降温，形成自地面向上随高度增加而增温的逆温现象。平流逆温是暖空气平流到冷的地面上，由于空气下层受冷地面影响而降温，形成自下而上随高度增加而增温的逆温现象。意义：逆温层的层结稳定，抑制铅直对流的发展，可利用逆温层出现时间进行喷洒农药防治虫害，施放烟雾防御霜冻，或进行叶面施肥等。冬季山区谷地或盆地因地形闭塞、夜间冷空气下沉常出现自谷底向上的逆温层，山坡处存在一个温度相对高的暖带，此带霜期短，生长期相对较长，越冬安全，有利于喜温怕冻的果树和作物越冬，是开发利用山区农业气候资源的重要方面。逆温对于空气污染的严重地方却有加重危害的作用。 3. 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。 七、计算题： 1. 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：γd ＝1℃/100米 γ>γd ∴在200～1300米的气层中，对干空气块是不稳定状态。 2. 某作物从出苗到开花需一定有效积温，其生物学下限温度为10℃，它在日均气温为25℃的条件下，从出苗到开花需要50天。今年该作物5月1日出苗，据预报5月平均气温为20.0℃，6月平均气温为30.0℃，试求该作物何月何日开花？所需活动积温及有效积温各是多少？ 解：(1) 求某作物所需有效积温(A)： 由公式n=A/(T－B)得：A=n(T－B) 则A=(25℃－10℃)×50=750℃ (2) 求开花期： 5月份有效积温为： A5 = (20℃－10℃)×31=310℃ 从五月底至开花还需有效积温：750－310=440℃ 还需天数n = 440 / (30－10)=22天，即6月22日开花 (3) 求活动积温与有效积温： 活动积温=20℃×31＋30℃×22=1280℃ 有效积温=750℃ 答：该作物于6月22日开花，所需要的活动积温和有效积温分别为1280℃和750℃。 3. 育种过程中，对作物进行杂交，要求两亲本花期相遇，已知杂交品种由播种到开花，母本不育系和父本恢复系各要求大于10℃的有效积温分别为765℃和1350℃，试问父本播种后，母本何时播种为宜？已知父本播种后，天气预报日平均温度为25℃。 解：A母=765℃，A父=1350℃，T=25℃，B=10℃n＝(A父－A母)/(T－B) =(1350－765)/(25－10)=585/15=39天 答：父本播种后39天母本播种。 4. 某作物品种5月1日出苗，7月31日成熟。其生物 学下限温度为10℃，这期间各月平均温度如下表。试求全生育期的活动积温和有效积温。 月份 5 6 7 月平均温度(℃) 21.3 25.7 28.8 解：已知：t5 =21.3℃，n=31天，t6 =25.7℃，n=30天，t7 =28.8℃，n=31天，B=10℃ (1) Y=Σt≥10 =n1 t1 ＋n2 t2 ＋n3 t3 =31×21.3＋30×25.7＋31×28.8=2324.1℃ (2) A=Σ(T－B) =n1 (t1 －B)＋n2 (t2 －B)＋n3 (t3 －B)=31×11.3＋30×15.7＋31×18.8=1404.1℃ 答：活动积温和有效积温分别为2324.1℃和1404.1℃。 5. 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 )=－r t2 =t1 －r(Z2 －Z1 )=20°－0.65℃/100米×(1200－200)米=13.5℃ (2) (t2 －to )/Z2 =rd to =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℃。 6. 某水稻品种5月25日开始幼穗分化，从幼穗分化到抽穗的有效积温为242℃，生物学下限温度为11.5℃，天气预报5月下旬至6月中旬平均温度为22.5℃，试问抽穗日期是何时？ 解：已知A=242℃，T=22.5℃，B=11.5℃ n=A/(T－B)=242 / (22.5－11.5)=242 / 11=22 (天) 答：6月16日抽穗。 第四章水分 一、名词解释题： 1. 饱和水汽压(E)：空气中水汽达到饱和时的水汽压。 2. 相对湿度(U)：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比。 3. 饱和差(d)：同温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。 4. 露点温度(td )：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。 5. 降水量：从大气中降落到地面，未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积累的水层厚度。 6. 干燥度：为水面可能蒸发量与同期内降水量之比。 7. 农田蒸散：为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。 8. 降水距平：是指某地实际降水量与多年同期平均降水量之差。 9. 降水变率=降水距平/多年平均降水量×100％ 10. 辐射雾：夜间由于地面和近地气层辐射冷却，致使空气温度降低至露点以下所形成的雾。 二、填空题： 1. 低层大气中的水汽，随着高度的升高而(1) 。 2. 蒸发量是指一日内由蒸发所消耗的(2) 。 3. 相对湿度的日变化与温度的日变化(3) 。 4. 使水汽达到过饱和的主要冷却方式有(4) 冷却、接触冷却、(5) 冷却和(6) 冷却。 5. 空气中水汽含量越多，露点温度越(7) 。空气中的水汽达到饱和时，则相对湿度是(8) 。 答案：(1)减少，(2)水层厚度，(3)相反，(4)辐射， (5)混合，(6)绝热，(7)高，(8)100％。 三、判断题： 1. 当气温高于露点温度时，饱和差则等于零。 2. 相对湿度在一天中，中午最大，早上最小。 3. 甲地降水相对变率较乙地同时期的相对变率大，说明甲地降水量比乙地多。 4. 形成露时的露点温度在零上，出现霜时的露点温度在零下。 5. 当干燥度小于0.99时，为湿润，大于4为干燥。 答案：1. 错， 2. 错， 3. 错， 4. 对， 5. 对。 四、选择题： 1. 当饱和水汽压为8hPa，相对湿度为80％，则水汽压为( )。 ①6.4hPa，②4.6hPa，③8.0hPa，④4.0hPa 2. 当相对湿度为100％时，则( )。 ①气温高于露点，饱和差=0； ②气温=露点，饱和差大于零； ③气温=露点，饱和差=0； ④气温低于露点，饱和差小于零。 3. 中午相对湿度变小,主要因为气温升高，从而使( )。 ①e增大，E不变；②E比e更快增大 ③E减小，e更快减小；④蒸发量增大，E降低。 答案：1.①；2.③； 3.②。 五、简答题： 1. 何谓降水变率？它与旱涝关系如何？ 答：降水变率=降水距平/多年平均降水量×100％。它表示降水量变动情况，变率大，说明该地降水量距平均值的差异大，即降水量有时远远超过多年的平均值，这样就会出现洪涝灾害；相反，有时降水量远远少于平均降水量， 则相应会出现严重缺水干旱。 2. 相对湿度的日、年变化规律如何？ 答：相对湿度的日变化与气温日变化相反。最大值出现在凌晨，最小值出现在14～15时。年变化一般是冬季最大，夏季最小。但若受海陆风及季风影响的地方，其日、年变化，有可能与气温相一致。 3. 影响农田蒸散的主要因子是什么？ 答：有三方面：(1)气象因子。包括辐射差额、温度、湿度和风等；(2)植物因子。包括植物覆盖度、植物种类、生育状况等；(3)土壤因子。包括土壤通气状况、土壤含水量、土壤水的流动情况等。 六、论述题： 1. 试述雾的种类及成因，并分析雾在农业生产中的意义 答：雾的种类：辐射雾：夜间地面和近地面气层，因辐射冷却，使空气温度降低至露点温度以下而形成的雾。平流雾：当暖湿空气流经冷的下垫面而逐渐冷却，使空气温度降低到露点温度以下而形成的雾。雾在农业生产中的意义：不利方面：雾削弱了到达地面的太阳辐射，使日照时间减少，改变光质成分；雾影响土温和气温日较差，使日较差变小；雾使空气湿度增大，减弱农田蒸散。对作物生长发育、光合作用、产量和品质等均产生不利影响。此外，雾为病虫害提供滋生和发展条件。有利方面：在寒冷季节，雾可减弱地面有效辐射，减轻或避免作物的冻害；雾对于以茎、叶为主要经济价值的作物有利，如茶、麻等，可还延长营养生长期而提高产量。 七、计算题： 1. 当饱和差为1hPa，相对湿度为80％，求饱和水汽压是多少？ 解：已知d=E－e =1hpa U = e / E=0.8 则：e = E－1 又(E－1)/E=0.8 ∴E= 5 (hPa) 答：饱和水汽压为5hPa。 2. 当气温为15.0℃时，饱和水汽压为17.1hPa，在气温为26.3℃时，饱和水汽压为34.2hPa，现测得气温为26.3℃，水汽压为17.1hPa，试求相对湿度和露点是多少？ 解：∵U = e / E×100％，据题意当t =26.3℃， 则：E=34.2hPa，e =17.1hPa ∴U =17.1 / 34.2×100％=50％ 又当t=15.0，则E=17.1hPa，此时t=td (露点温度) 答：相对湿度为50％，露点温度为15℃。 3. 温度为20℃，水汽压为17.1hPa的一未饱和气块，从山脚海平处抬升翻越1500m的高山，凝结产生的水滴均降在迎风坡，求该气块到达山背风坡海平面处的温度和相对湿度(已知rd =1℃/100米，rm=0.5℃/100米，且温度 为10℃，15℃，20℃，25℃时的饱和水汽压分别为12.3，17.1，23.4，31.7hPa，忽略未饱和气块升降时露点的变化)。 解：∵e=17.1hPa 当t =15℃时， 则水汽饱和：E15 =17.1hPa 凝结高度为：Zd =(20－15)×100=500米 t2000米=20－(1.0×500/100)－0.5(1500－500)/100=10℃ ∴t山背脚=10+1×1500/100=25℃ U = e/E×100％=12.3/31.7×100％=39％ 答：背风坡海平面上的气温为25℃，相对湿度为39%。 4. 温度为25℃，水汽压为22hPa的空气块，从迎风坡 山脚处向上爬升，已知山高1500米，凝结产生的水滴均 降在迎风坡。试求空气块的凝结高度、山顶处的温度和 相对湿度。气温为19℃和25℃的饱和水汽压依次是22.0hPa和31.7hPa，忽略空气上升时露点的变化。 解：（1）to =25℃td =19℃rd =1℃/100米(td － to )/Zd =－rd 凝结高度为：Zd =(to －td )/rd =(25°－19°) /(1℃ /100米)=600米 (2) 已知rm =0.5℃/100米 (t山顶－td )/(Z－Zd )=－rm t山顶=td －rm (Z－Zd ) =19°－0.5°/100米×(1500－600) =19°－0.5°/100米×900米 =14.5℃ （3）因气块到达山顶时水汽是饱和的，所以相对湿度 r=100% 5. 某地夏季(6－8月)各月降水量及平均温度资料如下表： 月份 6 7 8降水量(毫米) 209.5 156.2 1平均温度(℃) 25.7 28.8 2试求夏季干燥度，并说明其干湿状况。 解：K=0.16∑T≥10 / R =0.16(30×25.7+31×28.8+31×28.3)÷(209.5+156.2+119.4) =0.16×(771+892.8+877.3)/(209.5+156.2+119.4) =(0.16×2541.1) / 485.1=0.84 K<0.99 故为湿润状态。 八、复习思考题： 1. 试推导用水汽压计算露点温度的公式。 2. 简述各种湿度特征量的定义和表示的意义。 3. 总结归纳各种湿度特征量的换算方法。 4. 水分子数一定的空气块作绝热上升运动时，各湿度特 征量如何变化？为什么？ 5. 在气温为15.0℃时，测得水汽压为13.4hPa，气压为1010.0 hPa，试求比湿、相对湿度、饱和差和露点温度。 6. 开水杯上和夏天冰块周围均可出现水汽凝结成的水雾，试分析这两种现象形成的原因并比较其形成过程的异同点。 7. 简述水汽压、相对湿度的日变化、年变化特征和原因。 8. 某日气温为20.0℃，水温为18.0℃，相对湿度为70%，水面蒸发速率为2.1mm/日，如果次日水温升为20.0℃，其它条件不变，则水面蒸发速率变为多少？ 9. 土壤中的水分是通过哪些方式蒸发的？试针对这些方式提出保墒措施。 10. 在什么条件下容易形成露和霜？为什么？ 11. 某日晨最低气温tm ＝10℃，露点td ＝9℃，据预报次日晨tm ＝8℃，td 不变，试估计次日晨是否有雾？如有的话可能是什么雾？为什么？ 12. 降水是如何形成的？为什么在云中，冰水共存或大小水滴共存时有利于降水的形成？ 13. 简述人工降水的原理和方法。 14. 降水变率的意义是什么？为什么降水变率大的地区易发生旱涝？ 15. 一团温度为15℃，相对湿度为80%的空气块，从海平面处开始翻越一座2000米高的山脉，忽略饱和前水汽压的变化，求迎风坡的云高和山顶处的水汽压。 16. 解释名词：水汽压、比湿、相对湿度、饱和差、露点温度、农田蒸散、平流雾、降水量、降水距平、降水相对变率、干燥度、水分利用率、蒸腾系数。 第五章 一、名词解释题： 低气压：又称气旋，是中心气压低，四周气压高的闭合气压系统。 高气压：又称反气旋，是中心气压高，四周气压低的闭合气压系统。 地转风：当地转偏向力与气压梯度力大小相等，方向相反达到平衡时，空气沿等压线作直线运动所形成的风。 季风：大范围地区的盛行风向随季节而改变的风，其中1月和7月风向变换需在120°以上。 海陆风：在沿海地区，由于海陆热力差异，形成白天由海洋吹向陆地，夜间风由陆地吹向海洋，这样一种昼夜风向转变的现象。 山谷风：在山区，白天风从谷地吹向山坡，夜间由山坡吹向山谷这样一种以日为周期的地方性风。 焚风：气流越山后在山的背风坡绝热下沉而形成的干而热的风。 标准大气压：温度为0℃，在纬度45°的海平面上的大气压力，其值为1013.2hPa。 二、填空题： 1. 按照三圈环流理论，北半球有(1) 、(2) 、(3) 、(4) 四个气压带和(5) 、(6) 、(7) 三个风带。 2. 季风以(8) 为周期，海陆风以(9) 为周期，且海风(10) 陆风。 3. 作用于空气运动的力有(11) 、(12) 、(13) 和(14) ；其中在高层大气中，(15) 力可以忽略；而空气作直线运动时，(16) 力可以忽略。 4. 白天，由山谷吹向山坡的风是(17) 风，夜晚，由陆地吹向海洋的风是(18) 风。 5. 风向规定为风的(19) 向，由南向北运动的空气，风向为(20) 。 答案：(1)赤道低压带，(2)副热带高压带，(3)副极地低压带，(4)极地高压带，(5)东北信风带，(6)盛行西风带，(7)极地东风带，(8)年，(9)日，(10)强于，(11)水平气压梯度力，(12)地转偏向力，(13)摩擦力，(14)惯性离心力，(15)摩擦力，(16)惯性离心力，(17)谷，(18)陆，(19)来，(20)南 三、判断题： 1. 在赤道和极地都存在有地转偏向力，但赤道上没有惯性离心力。 2. 顾名思义，季风就是季节性的风，如春季为春季风，夏季为夏季风等。 3. 高大山体的迎风坡，云雾往往比背风坡多。 4. 当空气作绝热上升运动时，气温要逐渐升高，气流越过山后，在山的背风坡下沉，气温将下降。 5. 在山区的山谷风，夜间由山坡吹向山谷。 6. 一团湿空气从海平面沿一山坡上升，其温度必然会升高。 7. 海陆风以日为周期，白天风由海洋吹向陆地，晚上相反。 8. 夏季影响我国大部分地区的大气活动中心是太平洋高压和阿留申低压。 答案：1.错，2.错，3.对，4.错，5.对，6.错，7.对，8.错 四、简答题： 1. 海平面气压场有哪几种基本类型？各自所对应的天气如何？ 答：按照气压的分布，海平面气压场有五种基本类型：①低气压，即等压线封闭的中心气压低四周气压高的区 域，常常带来阴雨天气。②高气压，即等压线封闭的中心气压高，四周气压低的区域，常常对应晴好天气。③低压槽，即由低气压向高气压延伸的狭长区域，它的天气与低压天气类似。④高压脊，即由高气压向低气压延伸的狭长区域，天气与高气压天气类似。⑤鞍形气压区，即两个高压和两个低压交错相对的中间区域，这个区域的天气一般无明显规律，常常取决于是偏于高压还是低压，从而具有相应的天气。 2. 海陆风的成因。 答：由于海陆热力差异，白天陆地增温比海洋快，使陆地上空气温度高，密度小，气流上升，近地形成低压区；海洋上空气温度低，密度大而下沉，形成高压区。气压梯度由海洋指向陆地，使空气自海洋流向陆地，即海风。夜间陆地降温比海洋快。于是情况与白天相反，空气自陆地流向海洋，即陆风。 3. 为什么高大山体的迎风坡多云雨？ 答：由于空气受高大山体阻碍，沿着迎风坡绝热上升，按干绝热规律降温；到一定高度(凝结高度)时，空气达到饱和状态，然后按湿绝热规律上升降温，空气中水汽凝结，成云致雨。故迎风坡多云雨。 4. 比较季风与海陆风的异同。 答：季风与海陆风的比较可从下表中得到明显反映。 成因范围周 期 强度关系 季风①冬夏海陆 热特性的差 异 ②行星风带 的季节性位 移 距沿海几 百至上千 公里 年东亚季风 是冬季风 强于夏季 风 夏季风类 似于海风 冬季风类 似于陆风 海陆风日夜海陆热 特性的差异 仅距沿海 几十公里 日海风强于 陆风 5. 分析焚风成因及其对农业生产有何影响？ 答：焚风是由于气流遇到高大山脉阻挡被迫爬坡时，在山的迎风坡水汽凝结成云和雨，而在背风坡绝热下沉，温度升高，湿度下降而形成的一种干热风。初春的焚风可使积雪融化，利于灌溉，也可提早春耕，有利作物生长。夏末秋季的焚风可使谷物和水果早熟，提早收获。另一方面，焚风出现时，由于短时间内气温急剧升高，相对湿度迅速下降，使作物蒸腾加快，引起作物脱水枯萎，甚至死亡，造成作物减产或无收。强大的焚风还能引起森林火灾、旱灾、高山雪崩等。 6. 何谓大气活动中心？影响我国的有哪些？ 答：由三圈环流模式所导出的地球表面的气压带和行星风带的分布均未考虑地表物理状况的影响。由于地球表面海陆性质的差异，气压带和风带发生断裂，形成性质各异的一个个气压中心，这些中心统称为大气活动中心。影响我国的大气活动中心夏半年有北太平洋高压和印度低压，冬半年有蒙古高压和阿留申低压。 五、综合论述题： 1. 试述东亚季风和南亚季风的形成过程和成因。 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。 2. 实际大气中的风是在哪几种力作用下产生的？各自所起的作用如何？ 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。 六、计算题： 1. 一登山运动员，从海拔500m，气温为25℃处开始登山。当他到达高度Z1 处时，气压比出发时减少了1/5，气温为13℃。他继续往上走，到Z2 处时，气压比Z1 处又减少了1/5，气温为-1℃。试问Z1 、Z2 处的海拔高度各为多少？ 解：已知开始登山时Z0 =500m，t0 =25℃， 到Z1 高度t1 =13℃，Z2 处t2 =-1℃ 设开始登山时的气压为P0， 则Z1 处气压P1 =(1-1/5)P0=4/5Po， Z2 处气压为P2 =4/5P1 由拉普拉斯压高公式得： Z1 -Zo =18400(1+αtm)1gP0 /P1 Z1 =500+18400[1+1/273×(25+3)/2]1g[P0 /(4/5P0 )] =2407m Z2 =2407+18400[1+1/273×(13-1)/2]1g[P1 /(4/5P1 )] =4229m 答：Z1 、Z2 处的海拔高度分别为2407m和4229m。 2. 一块温度为20℃、露点温度为15℃的空气从海平面开始翻越一座2500m的高山，忽略空气作绝热变化时露点温度的变化，试计算该空气块翻山后到达背风坡海平面时的温度、露点温度和相对湿度(取湿绝热直减率rm=0.5℃/100m)。 解：已知山脚时t=20℃，td=15℃，山高2500m 当空气块刚开始越山时，按rd上升， 到500m高度处下降了5℃，气温为15℃。此时空气达到饱和，即凝结高度为500m。 由500m向上，按rm上升， 到山顶时的气温为t=15-(2500-500)×0.5/100=5℃， 此时空气仍为饱和状态，水汽压等于5℃下的饱和水汽压，查表得：e =Et=5 =8.7hPa 空气块下降时，气温按rd增加，到山脚时的气温为 t=5+2500×1/100=30℃ 若设下降过程中没有水汽的损失，到山脚时的水汽压仍为山顶时的水汽压。 e=8.7hPa，td=5℃ U=e/E×100%=8.7/42.5×100%=20.5% 答：到山脚时的温度、露点温度、相对湿度分别为30℃，5℃和20.5%。 3.某时刻在武汉（30°N）高空500hPa的高度上气温为-3.0℃，气压从南向北每1km降低0.01hPa，若不考虑摩擦力的影响，试求风向风速（已知干空气的比气体常数为287J·K-1 ·kg-1 ，地球自转角速度为7.2921×10-5 s-1 ）。 解：已知φ=30°,P=500hPa, T=-3.0℃=(273-3)K=270K, dp/dn=0.01hPa/km=0.001Pa/m, R=287J·K-1 ·kg-1 ，ω=7.2921×10-5 s-1 空气密度ρ=P/(RT)=500×100/(287×270)=0.64524kg/m3 气压梯度力的大小为|G|=dp/dn/ρ=0.0015498N/kg 高空风为气压梯度力与地转偏向力达平衡时的地转风，即|G|=2ωVsinφ 所以风速为V=|G|/(2ωsinφ)=0.0015498/(2×7.2921×10-5×sin30°)=21.3m/s 根据风压定律，风速为西风（即自西吹向东）。 4.某时刻在武汉（30°N）海平面高度上气压为1000hPa，气温为7.0℃，气压从南向北每1km降低0.01hPa，空气与地面之间外摩擦力的摩擦系数k=5×10-5N/(m·s-1)，试求风向风速（已知干空气的比气体常数为287J·K-1 ·kg-1 ，地球自转角速度为7.2921×10-5 s-1 ）。 解：请参照教材P130的图5.15理解此题的求解过程。 已知φ=30°,P=1000hPa, T=7.0℃=(273+7)K=280K, dp/dn=0.01hPa/km=0.001Pa/m, R=287J·K-1 ·kg-1 ，ω=7.2921×10-5 s-1 , k=5×10-5N/(m·s-1) 空气密度ρ=P/(RT)=1000×100/(287×280)=1.2444kg/m3 水平气压梯度力的大小为|G|=dp/dn/ρ=0.0008036N/kg 因为在摩擦层，地转偏向力与外摩擦力的合力与水平气压梯度力达平衡。 由题意，外摩擦力为R=-kV 因为地转偏向力与风速方向垂直，而外摩擦力与风速的方向相反，因此地转偏向力与外摩擦力的方向垂直。设地转偏向力与外摩擦力的合力为F，根据力的合成的平行四边形法则，应有 F2=R2+A2=(-kV)2+(2ωVsinφ)2 因地转偏向力与外摩擦力的合力与水平气压梯度力达平衡，即 |G|=|F| 也即 因此可解得风速为 求风向：设风与等压线之间的交角为α，由前述分析可知，sinα=|R|/|F|=kV/|F| 所以α=arcsin0.565505=34.4° 即风向为西偏南34.4°，也就是风向着东偏北34.4°的方向吹。 对照3、4两题可知，与高空自由大气相比较，摩擦层中风向与等压线之间有一交角，向着低压的方向偏转，且在相同的气压梯度的条件下，风速也比自由大气中要小。 第六章 一、名词解释题： 1. 天气：一定地区短时间内各种气象要素的综合所决定的大气状态。 2. 天气过程：各种天气系统随时间和空间的变化过程。 3. 气团：大范围内水平方向上各种物理属性比较均匀，铅直方向上变化比较一致的大块空气。 4. 暖锋：由暖气团推动冷气团并向冷气团一方移动的锋。 5. 冷锋：由冷气团推动暖气团并向暖气团一方移动的锋。 6. 静止锋：当冷暖气团相遇时，势均力敌，或由于地形的阻滞作用，移动缓慢或在原地来回摆动的锋。 7. 气旋：又称低压，是一个中心气压低，四周气压高的空气涡旋。在北半球，气旋内气流反时针自外向内辐合。 8. 反气旋：又称高压，是一个中心气压高，四周气压低的空气涡旋。在北半球，反气旋内气流顺时针自内向外辐散。 9. 霜冻：在作物生长季节里，由于土壤表面、植物表面以及近地表气层的温度降低到0℃以下，引起作物遭受的冻害。 10. 平流霜冻：由于寒潮或较强冷空气入侵而出现的霜冻。 11. 寒露风：我国南方双季晚稻抽穗开花时所遇到的低温冷害天气。 12. 寒潮：是指势力强大的冷高压南下，使所到之处产生剧烈降温、冻害和偏北大风的天气过程。国家气象局对寒潮的一般定量标准：一次冷空气入侵，使该地气温在24小时内下降10℃以上，同时最低温度在5℃以下。 13. 干旱：是指在农业技术水平不高的条件下，作物需水量与土壤供水量在相当长时间内失去平衡，使作物生长发育受到危害，造成产量下降的灾害性天气。 14. 干热风：是指高温、低湿，并伴有一定风力的大气干旱。 15. 梅雨：平均每年6月上旬至7月中旬，我国宜昌以东的江淮地区，出现的阴雨连绵天气，此时正值江淮梅子成熟，故称这时期的降水为梅雨。二、填空题： 1. 一气团移往某地后，本身温度逐渐升高，这个气团被称为(1) 气团。冬季影响我国的主要气团是(2) 、(3) ，夏季除此之外还有(4) 、(5) 。 2. 在(6) 系统长期稳定控制下易发生干旱。按季节划分，长江中下游的干旱主要有(7) 和(8) 。 3. 我国寒潮的标准是：一次冷空气入侵，使当地气温在24小时内下降(9) 以上，同时最低温度在(10) 以下。寒潮的主要特点是(11) 和(12) 。 4. 按成因，霜冻分为(13) 、(14) 和(15) 三类，每年的终霜冻是(16) 季的(17) 次霜冻。 5. 影响我国东南沿海的台风，主要取(18) 、(19) 和(20) 路径。 6. 长江中下游(或湖北省)梅雨出现时间一般在(21) ，副高脊线位于(22) °N附近，梅雨区出现在副高的(23) 。 7. 干热风的主要特征是(24) ，(25) 并伴有(26) 的大气干旱。危害华中地区的主要是(27) ，危害华北的是(28) 。 8. 静止锋的形成是因(29) 和(30) 相遇时势均力敌，或受(31) 阻滞，而使锋面在原地少动或来回摆动，产生降水的时间(32) ，范围(33) 。 9. 在北半球中纬度地区，高空槽、脊移动方向是自(34) 向(35) ，槽前脊后盛吹(36) 风，附近有(37) 气流，天气多(38) 。 10. 台风的天气区由(39) ，(40) ，(41) 三部分组成，其中(42) 天气最恶劣。 答案：(1)冷，(2)极地大陆气团，(3)热带海洋气团，(4)热带大陆气团，(5)赤道气团，(6)高压，(7)伏旱，(8)秋旱，(9)10℃，(10)5℃，(11)大风，(12)降温，(13)辐射霜冻，(14)平流霜冻，(15)混合霜冻，(16)春，(17)末，(18)西移路径，(19)西北路径，(20)抛物线，(21)6月上旬-7月上旬，(22)25，(23)西北侧，(24)高温，(25)低湿，(26)一定风力，(27)盛夏干热风，(28)初夏干热风，(29)暖气团，(30)冷气团，(31)地形，(32)长，(33)广，(34)西，(35)东，(36)西南，(37)上升，(38)阴雨，(39)台风眼区，(40)涡旋区，(41)外围大风区，(42)涡旋区 三、判断题： 1. 在北半球，高气压系统中的气流是逆时针辐散的，对应为晴好天气。 2. 出现霜时必定有霜冻，而出现霜冻时不一定有霜。 3. 低压与气旋是同一种天气系统的不同名称。 4. 气团是在气旋、反气旋等天气系统长期控制下形成的。 5. 切变线是指在850hPa或700hPa高空，温度出现的不连续线。 答案：1.错，2.错，3.对，4.错，5.错 四、选择题： 1. 霜期是指____这一阶段之间的日期。 A.秋季第一次出现霜到年内的最后一次出现霜， B.春季最后一次出现霜到秋季第一次出现霜 C.秋季第一次出现霜到第二年春季最后一次出现霜 D.上半年第一次出现霜到下半年最后一次出现霜 2. 冬季影响我国大部分地区的主要气压系统是____。 A. 蒙古高压和印度低压 B. 蒙古高压和阿留申低压； C. 太平洋副热带高压和阿留申低压； D. 太平洋副热带高压和印度低压； 3. 下列地区中，____是既多秋雨又多梅雨的地区。 A. 四川盆地 B. 华南沿海 C. 两湖地区 D. 长江下游 4. 湖北省秋季出现秋高气爽天气时，地面和高空分别受____控制。 A. 极地大陆气团和热带大陆气团 B. 极地大陆气团和热带海洋气团 C. 赤道海洋气团和热带海洋气团 D. 热带海洋气团和极地大陆气团 5. ____的天气有利于夜间辐射霜冻的形成。 A. 晴朗、大风 B.微风、多云 C. 土壤潮湿、多云 D.晴朗、微风 6. ____这组农业天气影响我省的中稻、晚稻生产。 A. 倒春寒、盛夏干热风 B.南洋风、寒露风 C. 寒潮、寒露风 D.梅雨、倒春寒 答案：1. C， 2. B， 3. D，4 .B，5. D，6. B 五、简答题： 1. 为什么锋面附近常常是阴雨天气？ 答：(1)锋面两侧是不同的气团，温、湿、压、风等气象要素水平差异较大，锋面过境时常引起气象要素的急剧变化。(2)锋面移动时，暖空气沿锋面向上爬升，绝热冷却，水汽达饱和后，易凝结成云，产生降水，因而锋面附近常常是大风、降水天气。 2. 何谓天气、天气系统、天气过程？彼此有什么关系？ 答：天气是一定地区短时间内各种气象要素的综合所决定的大气状况，而气象要素的空间分布上，具有一定结构特征的大气运动系统，称之为天气系统。天气系统随时间和空间的变化过程，称为天气过程。因此三者的关系是：天气系统是各种天气现象的制造者和携带者，它的有规律的移动，造成一定地区一系列的天气过程，反映在每个时刻就是天气的变化。 3. 为何“槽前脊后”是阴雨天气，而“槽后脊前”是晴好天气？ 答：在北半球中纬度地区，高空槽脊自西向东移动，槽前脊后盛行西南气流，引导暖湿空气北上。由于暖空气轻，因此作上升运动，在地面对应为一暖低压，常常是阴雨天气。槽后脊前盛行西北气流，引导冷空气南下，由于冷空气重，作下沉运动，对应地面为一冷高压，常常是晴好的天气。 4. 霜与霜冻、冻害与冷害有何联系与异同？ 答：在作物生长季节，当土壤表面，植物表面以及近地面气层的温度降至0℃以下时，作物遭受冻害，即为霜冻。它是一种生物学现象。出现霜冻时，若近地面空气层中水汽达饱和，在地面就会有白色晶体状凝结物出现，这就是霜，所以霜是一种天气现象。出现霜时不一定有霜冻，出现霜冻时也不一定有霜。当温度低于植物生长发育阶段的生物学温度，而高于0℃时，就会出现冷害(又称寒害)，所以冷害与冻害都是由于低温对作物引起的危害，不同的是前者温度在0℃以上，后者在0℃以下。 5. 简述副高不同部位的天气特点。 答：副高(全称为西北太平洋副热带高压)的内部和其外围南北侧的天气是不同的。在副高内部有强烈的下沉气流，气压梯度很小，多是晴朗少云，炎热微风的天气。若长期控制，会造成严重干旱和高温酷署。副高外围的西北侧，盛行西南暖湿气流，又与西风带相邻，水汽充沛，上升气温强烈，在地面上常是一条东西向的宽广雨带所在地，梅雨就出现在这个区域。副高南侧与赤道低压带相邻，盛行东风，多台风和热带低压活动，时有大风、暴雨天气。 6. 寒露风的含义及类型 答：寒露风是指我国南方地区双季晚稻抽穗开花期所遇到的秋季冷空气造成的低温冷害天气。可分干湿两种类型：干型寒露风的特点是晴朗、干燥、低温，气温日较差大，相对湿度小。湿型寒露风是低温多雨，气温日较差小，相对湿度大。 7. 暴雨形成的条件 答：形成暴雨需具备三个条件：①要有充足的水汽供应，一来提供足够水汽，二来提供能量；②具有强烈的上升气流，以维持暴雨的强度；③要有湿空气的不稳定层存在，以促使和维持对流的发展。 8. 台风的结构及无气特征 答：台风结构：从内向外为台风眼区、涡旋区和外围大风区。天气特征：①台风眼区，中心有下沉气流，产生逆温，层结稳定，风平浪静，为晴好天气。②涡旋区，具有强烈的上升气流，狂风暴雨，为最恶劣的天气区；③外围大风区，以大风为主的天气 六、综合论述题： 1. 分析我省一年四季所出现的主要农业天气。 答：春季的主要农业天气是寒潮、霜冻、倒春寒和春季连阴雨。我省一年中寒潮以初春最多，主要特点是大风、降温可使小麦、油菜、果树等遭受冻害。霜冻常与寒潮相伴，小麦拔节后再遇霜冻则危害较重。入春以后，若前期气温偏暖，越冬小麦较早拔节，油菜提前抽苔，抵抗低温能力减弱，这时若出现倒春寒，危害很大，同时春播棉花，水稻等喜温作物，苗期也怕冻。我省的春季连阴雨多为低温阴雨，多出现在寒潮冷空气活动后期。低温阴雨过长影响到棉花、水稻的播种，因此春季需利用天气过程中的“冷尾暖头”，抢晴播种。夏季的农业天气主要是初夏梅雨和盛夏伏旱。梅雨是6月上旬至7月上旬出现在长江中下游的大型降水过程，梅雨期间，雨量充沛，空气湿度大，云多，日照少，风小。由于此时正值作物生长旺盛时期，需水较多，梅雨带来的较多雨水对农业生产有好处。但梅雨量的多少，入梅、出梅时间等年际间变化很大，有时会出现大范围的水涝和干旱，对农业生产危害很大。梅雨结束后，伏旱开始。伏旱时期高温酷署、干旱少雨、并常出现南洋风，危害早稻、中稻并使之减产。秋季的农业天气主要是秋旱与寒露风。秋旱是由于入秋后地面为冷高压，高空仍为副热带高压，天气晴朗少雨，持续秋高气爽天气阶段。它虽然有利于棉花、晚稻的后期生长，但对小麦、油菜播种不利。在后季稻抽穗开花时期，也常遇寒露风，使晚稻的空壳率、秕粒增多。少数年份我省也有秋风秋雨现象，影响棉花的收获。冬季主要是寒潮和霜冻，对作物影响较小，主要是强寒潮带来的低温冻害对亚热带果树，尤其是对柑桔有一定影响。 2. 试述副高脊线位置的季节变化与我国东部雨带的关系。 答：我国东部雨带位置与副高脊线位置有密切的关系。冬季，副高偏东、偏南、脊线位于15°N附近，雨带在南海、南亚一带。春季，脊线缓慢移至20°N附近，雨带中心在南岭，华南雨季开始。6月上旬副高脊线第一次北跳至25°N附近，雨带移至江淮流域，这里梅雨开始。7月上中旬，副高脊线第二次北跳至30°N附近，江淮梅雨结束，出现伏旱天气，雨带中心移至黄淮流域。7月底8月初，脊线第三次北跳稳定在35°N，华北，东北雨季开始，并持续到8月底。9月上旬脊线开始第一次南撤至25°N附近，华西和长江下游出现秋风秋雨，华中出现秋高气爽天气。10月上旬第二次南撤至20°N以南，全国雨季随之基本结束。 3. 试述霜冻的种类及其成因，并说明可能采取的防御措施 答：霜冻有三种类型，平流霜冻：因寒潮或较强冷空气平流入侵而出现的霜冻。辐射霜冻：因冷季夜间或凌晨地面和植物表面辐射冷却作用而出现的霜冻。混合霜冻：是在冷空气平流入侵和辐射冷却双重作用下的霜冻。可能采取的防御措施：①农业技术措施，从霜冻发生的规律和特点采用诸如选育抗冻品种，合理配置作物种类和种植比例，调整播种期和移栽期，避开冻害，增施磷钾肥提高抗冻能力等。②物理化学措施，人工施放烟幕，以减弱地面有效辐射；露天加温，即人工直接对近地气层加热；人工喷雾法，即向大气中喷水，利用水的热容量大等性质延缓降温；此外通过灌水或覆盖等措施均可起到防冻害作用。复习思考题 1. 影响我国的气团主要有哪些？它们对我国各季的天气有什么影响？ 2. 锋面附近为何常为大风，阴雨天气？ 3. 锋如何分类？各类锋的天气有什么异同点？ 4. 气旋和反气旋中的气流有何不同？为何形成截然不同的天气？ 5. 太平洋副高内部和周围天气有什么不同？为什么？ 6. 试解释谚语“南风吹到底，北风来还礼”。 7. 如何划分槽(脊)的前后？槽(脊)前后天气有什么不同？为什么？ 8. 何谓切变线？其附近天气有什么特征？ 9. 简述影响我国的冷空气源地和路径。 10. 何谓寒潮？它对工农业生产有什么影响？ 11. 霜冻如何分类？如何防御？ 12. 中国东部大雨带是如何形成的？其活动有什么规律？ 13. 简述春季连阴雨的形成原因。 14. 何谓梅雨？它是如何形成的？梅雨锋和一般天气学上的锋有何异同点？ 15. 干旱是如何形成的？长江流域的伏旱和秋旱的成因是什么？ 16. 产生暴雨的条件是什么？ 17. 台风内的气流是什么样的？从台风中心向外围天气是如何变化的？ 18. 解释名词：气团锋气旋反气旋槽脊切变线西南涡天气天气系统寒潮霜冻梅雨 一、名词解释： 1. 气候：是指一地多年时期内的大气统计状况。大气统计状况是用气候要素(温度、降水、风等)的平均值或统计量来表示。 2. 气候相似：是德国学者马依尔为了充分利用气候资源提出的学说，即将植物从一地区移植到另一地区，需要严格遵守地区之间的气候相似。 3. 天文四季：是根据地球环绕太阳公转的位置而划分的四季。如农历以“四立”为四季之始，“两分两至”为四季之中。阳历以“两分两至”为四季之始，春分～夏至 为春季，夏至～秋分为夏季，秋分～冬至为秋季，冬至～ 春分为冬季。 4. 气候四季：又称温度四季。是以候平均温度为划分指标，候均温低于10℃为冬季，高于22℃为夏季，介于10～22℃之间为春季或秋季。 5. 气候异常：是指某些气候要素偏离气候常年平均而出现的极端值。如某年的某时段内降水量超出多年同期内平均降水量，出现降水量异常，而发生水涝灾害。 6."农业气候相似”原则：是指将作物(或牲畜)从一地区引进到另一地区，必须考虑满足其生长发育和产量形成的气候条件相似。 二、填空题： 1. 我国气候的形成因素是(1) 、(2) 、(3) 。 2. 我国年辐射总量的地理分布是自沿海向内陆(4) 。 3. 我国气温日较差随纬度增高而(5) 。年较差随纬度增高而(6) 。 4. 我国降水变率自沿海向内陆(7) ；全国而言，降水变率冬季(8) 。 5. (9) 毫米年平均等雨量线将我国划分东南半壁湿润区和西北半壁干旱区。 6. 1月份平均温度的0℃、3℃和8℃等温线分别通过我国的(10) 、(11) 和(12) 等地区。 7. 我国气候的显著特点是(13) 和(14) 。 8. 农业气候资源中最主要的有(15) 、(16) 、(17) 。 9. 高山气候特点之一，是在一定高度范围内降水量随高度增加而(18) 。 10. 立夏和芒种之间是(19) ，日期是(20) 。 答案：(1)辐射因素；(2)下垫面因素；(3)大气环流； (4).增加；(5)增大；(6)增大；(7)增大；(8)最大；(9)400； (10)秦岭(淮河)；(11)长江流域；(12)南岭(桂林)；(13)季风性显著；(14)大陆性强；(15)太阳辐射；(16)温度；(17)降水；(18)增加；(19)小满；(20)5月21日。 三、判断题 1. 我国年辐射差额高值区分布在四川、云南一带。 2. 我国温度年较差东部地区大于西部地区。 3. 山地气温高于同高度上的自由大气温度。 4. 我国气温年较差比世界同纬度的地区小。 5. 我国年降水量的地理分布是南方多于北方，西部多于东部。 6. 海南岛东北部是我国年雨量最多的地区。 7. 典型季风气候区在亚洲大陆东岸的副热带和暖温带地区。 8. 季风气候的特点是夏季高温多雨、冬季寒冷干燥。 9. 鄂东南和鄂西南之所以年雨量较多是因受地形影响的缘故。 10. 24节气中，惊蛰在3月21日。 答案：1.×；2.×；3. √；4.×；5.×；6.×；7. √；8. √；9.√；10.×。 四、选择题 1. 我国大陆高低纬度地区，春季增温和秋季降温的快慢不同，其特点是__。 A. 高纬度地区慢，低纬度地区快 B. 高纬度地区慢，低纬度地区慢 C. 高纬度地区快，低纬度地区快 D. 高纬度地区快，低纬度地区慢 2. 我国内陆地区降水特点之一是__。 A. 变率大，集中在春季 B. 变率大，集中在夏季 C. 变率小，集中在秋季 D. 变率小，集中在冬季 3. 海陆的热力差异是产生季风的原因之一，夏季风的形成是因为__。 A. 夏季大陆温度高，气压低；海洋温度低，气压高 B. 夏季大陆温度高，气压高；海洋温度低，气压低 C. 夏季大陆温度低，气压高；海洋温度高，气压低 D. 夏季大陆温度低，气压低；海洋温度高，气压高 4. 我国西北地区发展种植业受限制的主要原因是__。 A. 太阳辐射年总量小 B. 生长季热量不足 C. 年降水量稀少 D. 地形复杂 5. 24节气中既反映降水，又反映温度的节气有__。 A. 清明、白露、霜降 B.白露、寒露、霜降 C. 谷雨、寒露、霜降 D.惊蛰、白露、寒露 答案：1.(D)；2.(B)；3.(A)；4.(C)；5.(B)。 五、简答题： 1. 气候异常与气候变迁有何不同？ 答：是两个不同而又有联系的概念。气候异常是指某些气候要素偏离气候常年平均而出现的极端值。而气候变迁则是指在较长的年代中，一个或几个气候要素值在时间的变化上具有某种规律性。 2. 大陆性气候与海洋性气候的差异。 答：大陆性气候：夏季炎热，冬季严寒；春季增温快，秋季降温也快，春温高于秋温；7月最热，1月最冷，温度日、年较差大；日照丰富，空气相对湿度小，云雾少；降水量少且集中在夏季，降水变率大，多对流性雨。海洋性气候：夏季凉爽，冬季温和；春季增温慢，秋季降温也慢，春温低于秋温；最热月和最冷月分别是8月和2月，温度日、年较差小；云雾多，日照少且强度弱，相对湿度大；降水量大，季节分配较均匀，变率小，多气旋雨。 3. 季风气候的主要特点及典型区域。 答：季风气候的特点是风向具有明显的季节变化；夏季高温多雨，具有海洋性；冬季寒冷干燥，具有大陆性。 典型气候区在副热带和暖温带的大陆东岸，尤以亚洲东南部为显著。 4. 垂直气候及其农业特征。 答：又称立体气候。在高大山体的垂直方向上，气候分带明显。其垂直分布状况好比水平方向上，由低纬度到高纬度依次出现各种气候类型。如地处热带的山地，由谷地到山顶，先后出现热带、亚热带、温带和寒带等。与各种气候带相适应的农业，自下而上依次为热带作物、亚热带作物、温带作物、寒带农业等。 5. 我国夏季为何南坡为多雨坡？ 答：我国夏季盛行偏南季风，属海洋暖湿气流，不稳定，湿度大，受山体南坡的阻碍作用，被迫沿山坡抬升，发生绝热冷却，温度降低，当降到露点温度时，水汽达到饱和状态，气流继续抬升，水汽达到过饱和状态，发生凝结，成云致雨，降落在迎风的南坡上。如鄂西南和鄂东南山区为本省的多雨区，便是一例。这种降水也称为地形雨。 6. 我国南北温差夏季小，冬季大的原因。 答：一地温度高低决定于该地区获得热量的多少，而获得热量的多少又决定于太阳高度角和日照长短。夏季，从南到北，二者对太阳辐射量的增减是互抵作用：即南方太阳高度角虽大，但日照时间短；北方太阳高度角虽小，但日照时间长。冬季二者对太阳辐射量的增减则是叠加作用。即南方太阳高度角大，日照时间也长；北方太阳高度角小，日照时间也短。此外，冬夏季风也有影响，冬季北方首当其冲受冬季风的侵袭，夏季南方多云雨。 六、综合分析题： 1. "农业气候相似”原则及其在农业上的意义。 答："农业气候相似”原则，是指将农作物(或牲畜)从一地区引进到另一地区，必须考虑满足其生长发育和产量形成的气候条件相似。这个原则强调了对农业来说，地区间气候的相似不能是一般的气候相似，而是对农作物(或牲畜)的生长发育和产量有决定性意义的气候条件，即生命活动和产量形成过程中所必须的、不可代替的气候因子。 根据农业气候相似原则进行引种、扩种、作物布局等，就可以提高气候资源的利用率和农业经济效益。例如：我国南北跨越四个不同气候带，南北大于10℃的积温分别为8000℃以上和2000℃左右；年降水量为1500毫米以上和600毫米以下。尽管热量和降水相差悬殊，但在水稻要求热量和水分较多的生长季里，即使我国最北的黑龙江地区也能满足水稻生育和产量形成的要求，因而可以种植。若忽视了作物本身的生物学特性及生态的适应性，违背了“农业气候相似”原则，在农业生产实践中就会遭受失败。 2. 我国季风气候的成因及其在农业生产中的意义。 答：根据我国季风成因可分为两类：一类为东亚季风，此类季风的形成是由于海陆之间热力差异引起的。我国位于世界上最大的欧亚大陆东南部，濒临世界上最大的太平洋，南隔中南半岛与印度洋相距不远，海陆差异的对比最为显著，冬夏热力差异极为显著。夏季受太平洋副热带高压和印度低压的操纵盛行东南季风；冬季受蒙古高压和阿留申低压及赤道低压的操纵，盛行偏北季风；另一类为南亚季风，这类季风的形成是由于行星风带季节性南北移动所致。夏季吹西南季风，冬季吹东北季风。此类季风主要在两广及西南地区。我国东南半壁在夏季风的控制下，70-80%年雨量集中在作物活跃生长期内，雨热同季，是我国农业气候资源潜力最大的地区。由于季风进退、强弱年际变化较大，因此降水和温度年际波动大，旱涝和冻害等灾害频繁。 3. 论述我国温度的时空分布特征 答：全国绝大部分地区最热月在7月，最冷月在1月。以秦岭为界，春季增温和秋季降温，北方快于南方，北方春温高于秋温，南方秋温高于春温。日较差和年较差北方大于南方，内陆大于沿海，且年较差大于世界同纬度地区。1月份等温线大致与纬度相平行，南北温差大；7月份出现许多高温中心，西部山区等温线与等高线平行，南北温差小。一月主要温度特征线的分布：-8℃线通过燕山、长城等地，0℃线通过秦岭、准河等地，8℃线通过南岭、桂林等地。 4. 论述我国降水的时空分布特征 答：我国大陆地区，降水集中在夏季(6-8月)，夏季降水在秦岭淮河以北地区占全年降水量的60%，以南地区占40%；华西山地、华东沿海地区多秋雨；台湾东北端基隆附近多冬雨。年降水量南方多于北方，沿海多于内陆，山地多于平原，迎风坡多于背风坡。在一定高度以下，山地降水量随高度增高而增加。年降水变率内陆大于沿海，北方大于南方，冬季最大，夏季最小。年雨量与世界各地相比，33°N以北，我国降水量比同纬度地区偏少，以南则偏多。主要年降水特征量：400毫米年雨量线为夏季风影响的北界，此线将我国分成西北半壁干旱区和东南半壁湿润区；800毫米年雨量线通过秦岭淮河；1200毫米年雨量通过长江流域地区；1600毫米年雨量线以南以东地区为夏季风影响时间最长的地带。 复习思考题 1. 何谓“气候”？它与“天气”一词有什么不同？ 2. 形成气候的主要因素是什么？这些因素是如何决定一地的气候的？ 3. 中国气候在下垫面因素方面有哪些重要特征？这些特征对气候有什么影响？ 4. 气候带如何划分？各气候带有什么特征？ 5. 从海陆热特性的差异分析大陆性气候和海洋性气候的差异及其成因。 6. 季风气候和地中海气候的主要特点是什么？各对农业有何利弊？ 7. "气候相似”学说与“农业气候相似”原则有何不同？在农业上如何应用“农业气象相似”原则？ 8. 中国气候的主要特点是什么？各表现在哪些方面？ 9. 根据中国的地理特征，分析中国东部典型的季风气候的成因。 10. 简述中国温度的分布特征。 11. 为何中国冬季南北温差远大于夏季？ 12. 简述中国降水的分布特征。 13. 季节的划分有哪些方法？简述各方法的优缺点。 14. 中国农业气候资源的分布有什么特点？ 第八章 、名词解释： 1. 小气候：在局部地区内，由于下垫面性质和状况的不同而引起近地气层与土壤上层小范围的特殊气候。 2. 农田小气候：是以农作物为下垫面的小气候。它是农田贴地气层、土壤耕作层同作物群体之间物理与生物过程相互作用的结果。 3. 坡地小气候：由于坡向坡度的不同，坡地上的可照时间和太阳辐射强度差别很大，因而获得太阳辐射总量也不同所形成的小气候。 4. 非独立小气候：既受到本身下垫面影响又受到周围下垫面条件影响的小气候。 二、填空题： 1. 农田小气候群体中光照强度自上而下是按(1) 规律分布。 2. 作物生长盛期,温度分布特征白天外活动面上方为 (2) 型；下方为(3) 型。 3. 作物生长盛期，空气湿度分布特征是白天外活动面上方为(4) 型；下方为(5) 型。 4. 作物生长盛期，温度日变化中最高和最低值出现的部位是(6) 。 5. 作物种植行向的不同，其主要气象效应是(7) 和(8) 的差异。 6. 农田中二氧化碳浓度日变化浓度最大值出现在(9) ，最小值出现在(10) 。 7. 冬季水域对邻近陆地小气候的影响是(11) 作用。 8. 垄作使土壤层疏松且增厚，土表面积增大，其气象效应之一是土温日较差(12) 。 9. 在山区冬季夜间因辐射冷却，使山岗和谷地之间(山腰)形成一(13) 。 10. 本省某地(纬度为32.5)冬季欲盖一向南的玻璃温室，要使冬至日正午时太阳直射光线垂直于玻璃面，则玻璃面与地平面的夹角应为(14) 。 答案：(1)指数衰减；(2)日射型；(3)辐射型；(4)湿；(5)干；(6)外活动面上方附近；(7)实照时间；(8)太阳辐射量； (9)日出前；(10)中午前后；(11)保温；(12)增大；(13)暖带； (14)56°。 三、判断题 1. 农田小气候活动面不随作物生育期而变化。 2. 在密度相同条件下，采用宽窄行种植方式，可以提高光能利用率，同时可改善通风条件。 3. 在种有作物的农田邻近地区，由于农田获得的热量主要用于农田蒸散耗热，所以白天空气温度较低，湿度较大。 4. 覆盖形成的温室小气候效应，其特征是温度增高，空气湿度降低。 5. 南坡上辐射日总量随坡度而变化。当坡度增加1°所得辐射日总量，相当于原坡度北移纬度1°的辐射日总量。 答案：1.错；2.对；3.对；4.错，5.错 四、简答题： 1. 分析耕翻措施的气象效应。 答：经耕翻后的土壤，其物理特性发生了变化：①表土粗糙度加大，反射率降低，表面积相对增大。白天表土吸收太阳辐射量增大，夜间地面有效辐射加强，失热增多； ②表土疏松，孔隙度加大，空气含量增多，热容量和导热率变小；③切断土壤浅层毛细管，减少上升水，降低蒸发耗热。产生气象效应之一：白天或暖季土壤表层温度较高，底层温度相对较低；夜间或冷季，表层温度较低，底层温度相对较高。因此，表层土温日、年较差较大，故有“锄头底上三把火”之说。效应之二：土壤上升毛管水大为减弱，底层土壤保持较大湿度，起保墒作用。故有“锄头底下三分水”之说。 2. 分析灌溉对改善农田温湿度的效应，并举例说明在生产上的意义。 答：灌溉后的农田，土壤表层颜色变深，反射率降低，使灌溉地一方面获得的净辐射能较多，同时潜热交换热通量也显著增大。另一方面，土壤热容量和导热率明显增大，使得土温升降缓和。在上述的综合作用下，使得灌溉地昼夜温度升降都较未灌溉地缓和；白天或夏季有降温效应，夜间或冬季有保温效应；温度日、年较差小。由于灌溉直接增加了农田土壤水分，使农田蒸散加强，田间白天气温又较低，所以株间水汽压和相对湿度都显著增大。在农业生产中，灌溉措施普遍用于改善和调节农田温湿度。如灌溉除可以直接增加水分解除干旱灾害之外，冬季可防越冬作物冻害，早春适时灌溉可调节早稻秧田温湿度，防止烂秧死苗。 复习思考题： 1. 什么叫小气候？小气候与大气候有哪些显著差异？ 2. 进行农田小气候观测时，为什么要选择天气型？ 3. 农田作物层中，短波和长波的辐射交换是怎样进行的？在作物层中，净辐射的铅直分布在白天与夜间是怎样转变的？ 4. 表征农田乱流运动的乱流交换系数，具体受到哪些因子的影响？农田在一天中的什么时间最适合喷洒农药与化学制剂？为什么？ 5. 分别阐述作物层中光、风速、温度、绝对湿度、CO2 浓度铅直分布的基本特征。 6. 农田中CO2 浓度随时间和高度如何变化？一天中在什么时间进行CO2 施肥效果最好？ 7. 冬半年，南坡与北坡的坡度，对可能直接辐射日总量有什么影响？为什么暖坡会随季节而变？ 8. 分别就耕翻、密植、灌溉三种农田措施，阐明各自改变农田小气候的根本原因。 9. 在冷季，夜间采取哪些措施可以对农田起保温作用？ 10. 在山岗和谷地这两种小地形中，当同受辐射型天气控制时，何种地形的温度偏低？为什么？若有强冷平流同时侵袭两地时，温度情况又将是怎样？为什么？ 11. 水域对邻近陆地的小气候有何影响？其原因何在？ 12. 温室改善小气候环境的主要原理是什么？怎样才能提高温室的保温性能 编号：0324411 农业气象学模拟试卷 校名华中农业大学系名专业 姓名学号成绩 请考生注意：本试卷为16开纸共4页，有七大题。 一、填空题（每小题１分，共１5分）： 1.大气中的臭氧主要吸收太阳辐射中的_____________。 2.武汉的可照时间在芒种节气时_____ 于北京。 3.一绝对黑体的表面温度由绝对温度200K升到400K，升温后的总辐射能力是升温前的__________倍 4.在_______节气，北纬45°正午时太阳高度角为21.5°。 5._____mm等雨量线和冬季_____等温线大致沿秦岭淮河一线。 6.北半球地面行星风带自北向南依次是__________、_____________、______________ 和赤道无风带。 7.地面有效辐射是地面辐射与__________________________ 的差值。 8.锋面按其移动方向可分为_____________________________________。 9.在其它条件相同时，气候越干燥的地区，气温年较差越_____。 10.当饱和差等于零时，相对湿度等于_____。 11.一般情况下，气压随着高度增加是按______________规律降低。 12.地面反气旋的气流方向是_________、中心气压比周围气压______、垂直气流的方向是______。 13.施放烟幕可以防御霜冻，是因为烟幕可________地面有效辐射。 14.导致华南静止锋形成的山系是________________。 15.夏季影响我国的大气活动中心主要是______________________________。 二、选择题（从下列各题的四个备选答案中选出一至四个正确答案，并将其代号写在题干后面的括号中。答案未选或未选全或未选全对者，该题不得分。每小题1分，共15分） 1.大气中CO2浓度的最大值在一年中和一日中分别出现在（）。 A.冬季和晚上 B.春季和日出前 C.冬季和午夜 D.夏季和正午 2.（）山脉是我国亚热带与暖温带气候带的天然分界。 A.昆仑山 B.天山 C.太行山 D.秦岭 3.暖区气压随高度升高降低的速度比冷区（）。 A.快 B.慢 C.相同 D.无规律 4.季风形成的原因有（）。 A.行星风带与气压带的季节性位移 B.气候冷暖的季节性变化 C.海陆热力条件的季节性差异 D.气旋与反气旋的季节性交替 5.蓝光波长为0.45微米,红光波长为0.7微米,大气对蓝光的散射能力大约是对红光散射能力的（）。 A.4倍 B.1.5倍 C.0.2倍 D.6倍 6.只有在（）条件下，露或霜才能形成。 A.露点温度低于0°C B.地物表面温度低于0°C C.气温温度低于0°C D.地物表面温度低于露点温度 7.地面辐射差额是指（）之差。 A.地面辐射和地面所吸收的大气逆辐射 C.地面有效辐射与太阳辐射 B.地面吸收的太阳辐射与地面有效辐射 D.太阳总辐射与地面反射辐射 8.在裸地上,活动层是指（）。 A.土壤表层 B.从地面到20cm深的土层 C.贴地气层 D.包括地下20cm至地上1.5cm的土层与气层 9.大气中绝对不稳定层满足（）。 A.ｒ〈ｒm〈ｒd B.ｒm〈ｒ〈ｒd C.ｒm〈ｒd〈ｒ D.ｒm〈ｒd＝ｒ 10.已知气温为12.4℃和15.8℃时的饱和水汽压分别为14.4hPa和18.0hPa,当气温为15.8°C,水汽压为14.4hPa 时相对湿度和露点温度分别是（）。 简答题（上海）： 1、大气运动系统的分类与特征尺度？（p25） 2、我国境内冬夏两季气团活动特点。（p62） 3、影响锋生锋消的因素主要有哪些？（p105-106） 4、我国有利锋生的天气形势有哪些？（p104） 5、东亚气旋再生的形式有哪几种？（p130） 6、简叙北半球对流层中部（500hpa ）夏季与冬季平均环流特点？ 7、简叙青藏高原对大气环流的影响？ 8、简叙经典统计预报法、PP 法、MOS 法及异同点？ 9、简述“p ”坐标中的垂直涡度方程中等号右端三大项的物理意义。 )()()() (y v x u y v x u f p v x p u y dt f d ??+??-??+??-????-????=+ξωωξ 10、简叙横槽转竖前常有的特征？ 11、阐述飑线和锋面的区别。（P415） 12、SR 风暴的特征是什么？（P406） 13、低空西风急流对暴雨的作用如何？（P400） 14、台风移动路径客观预报动力学方法的两类基本模式是什么？（P533） 填空题： 1、高空锋区是（对流层）和（平流层）之间显著的质量交换区。 2、气旋的活动和能量过程主要集中在（行星边界层）和（对流层）上部。 3、大气运动受（质量）守恒、（动量）守恒和（能量）守恒等基本物理定律所支 配。（p1） 4、气压梯度力与（气压梯度）成正比，与（空气密度）成反比。（p2） 5、地转偏向力处在（纬圈）平面内，它只能改变气快的（运动方向）。对于水平 运动而言，在北半球地转偏向力使运动向（右）偏，并且地转偏向力的大小 与（相对速度）的大小成比例。（p9） 5、大气运动系统按水平尺度可分为（行星）尺度、（天气或大）尺度、（中）尺 《气象学与气候学》要点及试题 *教学要点及试题： 绪论 重点： 1.气象学、气候学、天气学的概念及所研究对象 2.本学科与其他部门地理、区域地理学的关系 ●气象（meteor）: ●气象学（meteorology）运用物理学原理和数学物理方法，研究发生于大气中一切物理性质、物理现 象和物理过程的大气学科。 ●气象学主要研究内容是什么?1）大气一般的组成、范围、结构及各种要素等； ●（2）大气现象的发生、发展及能量来源； ●（3）探求大气现象的本质及其变化规律； ●（4）将大气现象中的规律应用于实践。 ● ●气候：某地气候—在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动长时间的相互作用下，某时段内（一 般指30年以上）大量天气过程的综合。 ●。 ●天气与气候简析。某一地区在某一瞬间或某一段时间内大气状况和大气现象的综合 ● 1.气候和天气关系密切，却是既有联系又有区别的二个不同概念： ● a. 天气:一个地区短时间内大气的具体状态。 ●例如：三亚市某日的最高气温30°C，最低气温20°C ，午后有雷阵雨 ● ● b. 气候：指一个地方多年的天气平均状况。 ●例如：在中国，东部地区7月较为闷热；北方地区1月和2月多严寒天气；某市年平均气温为25°C， 昆明四季如春，这些都属于气候现象。 ● ●气候学研究任务: ●气候系统及其组成： ●大气的物质组成：（1）干洁空气、（2）水汽、（3）固态、液态颗粒 ●什么是气溶胶（Aerosols），其分布特征和作用是什么？ ●大气的圈层组成及各圈层特点 ●饱和水汽压（E）与温度（t）按指数规律变化。 ●绝对湿度： ●相对湿度： ●比湿（q） ●混合比（γ） ●露点（T d）当 ●风（wind） ●云： ●降水变率 ●空气状态方程： ●虚温:T v， ●思考题： 1.某气象台站测得某日某时f=40%，t=15℃，p=1000hPa， 求该时段的e、d、a、q、γ值。 2.北纬30°处有一座海拔1000m高的山，试分析该山地坡麓与山顶在上、下午不同时间各气象要素（T、p、 e、E、 f、t d）的分布及山南与山北的差别。 3.简介大气主要成分在大气层中的作用及微量气体（CO2、O3）影响气温垂直分布的原因及机制。 4.人类用什么方法来限制大气系统中二氧化碳含量的增加和 臭氧层遭到破坏？ 5.对流层的三个基本特征是怎样形成的？对人类生存自然环 境有何影响？ 6.对流层顶气温分布为何高纬高,低纬低? 7.说明状态方程物理意义. 8.说明各气象要素定义及单位. 9.干湿空气哪个重,为什么? 10.一块湿空气,P=1000hpa,e=23.4hpa,t=20°, 求该湿空气密度. 一、填空题： １.气象学是研究发生于（）中的一切（）和（）的科学，以（）为研究对象。用（）表示。 2.天气是指在某一地区，（）或（）内大气中的（）和天气现象的综合。 《农业气象学》模拟试题(一) 二.填空题: (每小题 2 分,共 20 分) 1.某一瞬间大气的状态和大气现象的综合称天气; 2.辐射具有波粒二象性_性,即既表现为波动性,又表现为粒子性; 3.在地面辐射差额 R = (S'+ D)(1 - α) - r 公式中, α为反射率 , r 为地面有效辐射 ; 4.土壤温度日较差主要决定于土壤之间的导热率和土壤温度, 同时还受地面和大气间乱流热量交换等因素的影响; 5.在农历廿四个节气中,以立春、立夏、立秋、立冬四个节气作为四季的开始; 6.大陆性气候的地区,降水量主要集中在夏季节,降水变率比其它地区为大; 7.青藏高原把西风环流分为南和北两支,使其范围扩大; 8.大陆度与气温年较差成正比,与地理纬度成反比; 9.农业气候三要素是光、热、水; 10.农田中的外活动面位于植物高度2/3处; 三.选择题: (每小题 2 分,共 20 分) 1.夜间地面温度低于空气温度时,辐射热通量方向由 ____ 指向 ____ ;A A.地面;空气 B.空气;地面 C.一侧空气;另一侧空气 D.地面一侧;地面另一侧 2.农业气象学中通常把大气辐射称为 _____ ;C A.短波辐射 B.中波辐射 C.长波辐射 D.超长波辐射 3.在北半球 0 - 66.5° N 纬度间,一年中白天最长的一天是 ____ 日;B A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至 4.某年或某月的实际降水量与多年平均降水量的差值称为降水 ____ ;A A.距平 B.平均变率 C.极差 D.相对变率 5.地面覆盖后,除阴雨天外,各深度的日平均土温比未覆盖的 ___ ,增降温效应表层比下层 ____ ;A A.高;小 B.低;小 C.高;大 D.低,大 6.疏透结构林带其背风侧的最小风速,大致出现在林高 ____ 倍的地方;B A. 1 B. 3 C. 4 D. 6 7.摩擦层中的风压定律为:在北半球,背风而立,高压在 ____ ,低压在 ____ ;C A.右前方;左前方 B.右前方;左后方 C.右后方;左前方 D.右后方;左后方 8.夏季高温与少雨相结合,冬季寒冷与潮湿相结合,这种气候型属于 ____ 气候型;B A.草原 B.地中海 C.季风 D.高山 9.凹陷地形气温日较差比凸地为 ___ ,干燥土壤气温日较差比湿土为 ____ A A.大;大 B.小;大 C.大;小 D.小;小 10.下述的几种风哪一种不是地方性风 ____ ;C A.海陆风 B.山谷风 C.季风 D.焚风 四.判断题: (每小题 2 分,共 10 分.你认为对的,在题后括号内标"对",不对的标"错") 1.地球大气,按其物理性质的垂直分布,可分为:对流层;平流层;电离层;散逸 天气预报竞赛测试题（二） （天气分析与天气学理论） 姓名得分______________ 单项选择（每题2分，共100分） 1.在对流层中，通常位温是随高度（ A ）。 A 升高的 B 降低的 C 不变的 2.在时间垂直剖面图上，时间坐标的方向通常是（ C ）。 A 从左向右 B 从右向左 C 根据天气系统的移动方向而定 3.地面图上有气压槽的地方（ B ）。 A 一定有锋面存在 B 不一定有锋面存在 C 一定没有锋面存在 4.在我国南方，地面锋线位于高空切变线的（ A ）。 A 南侧 B 北侧 C 正下方 5.由于地形的影响，夏季青藏高原的北缘等压面图上经常有一个等温线 密集带，这种等温线密集带（ B ）。 A 一定是锋区 B 不一定是锋区 C 一定不是锋区 6.在我国，锋生过程多伴随（ B ）而出现。 A 高压脊的加强 B 低压槽的加强 C 有利于湿度增大 7.当等压面图上温度槽落后于高度槽时（ A ）。 A 有利于锋生 B 有利于锋消 C 有利于湿度增大 8.如果与锋面配合的高空槽在减弱，则锋面将（ A ）。 A 随之减弱 B 迅速加强 C 迅速南移 9.一般南支槽带来充沛的水汽和潜热，遇有北支槽携带冷空气侵入南 支扰动，（ C ）。 A 有利于气旋发展 B 不能诱生气旋 C 多能诱生气旋 10.在我国，每一次寒潮过程都是一次（ A ）的重建过程。 A 东亚大槽 B 副热带高压 C 南支西风带 11.如果孟加拉湾有强大而稳定的南支槽，受槽前西南气流阻挡，则向南 爆发的寒潮有可能（ B ）。 A 迅速南移 B 转向东去 C 出现锋消 12.夏季影响我国东部沿海地区的副热带高压脊是（ A ）的一部分。 A 太平洋高压 B 南亚高压 C 南海高压 13.副热带高压是一个行星尺度的高压，它是一个（ B ）。 A 冷性的深厚系统 B 暖性的深厚系统 C 冷性的浅薄系统 D 暖性的浅薄系统 14.对台风移动路径影响最大的天气系统是（ B ）。 A 高空槽 B 副热带高压 C 冷锋 15.江淮流域的梅雨期一般是在（ A ）。 A 6月中旬到7月中旬 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 《天气学原理》理论测试题答案 单位：姓名：分数： 一、填空（每空1分，共40分） 1、冬季北半球的对流层东部环流的最主要特点是在中高纬度以极地低压（或极涡）为中心地环绕纬圈的西风环流。 2、在极地环流圈和哈得来环流圈之间的中高纬度地区存在一个与直接环流方向相反的闭合环流圈称为间接环流圈，亦称为费雷尔环流。 3、在7月份北半球热带对流层高层有明显的反气旋中心，分别在北美、波斯湾和青藏高原。 4、云滴增长的条件，主要取决于云层厚度，而云的厚度，又决定于水汽和垂直运动条件。 5、我国华北及江淮地区有些低压在大陆本来没有很大发展。但是当他们东移入海后，又可再度迅速发展，这一方面因为海上的摩擦力影响比陆地小；另一方面是由于暖海上非绝热加热影响所致。 6、大气环流形成和维持是由影响大气运动的一些基本因子在长期作用下造成的，最主要的因子是太阳辐射、地球自转、地球表面不均匀（海陆和地形）和地面摩擦。 7、寒潮的中期过程是以北大西洋脊和北太平洋脊的发展为开始，而以东亚大槽的重建为结束。 8、对流性天气形成的基本条件：水汽条件、不稳定层结条件和抬升力条件。 9、下图中为T-lnP图，其中A为抬升凝结高度，B为自由对流高度，C为层结曲线，D为状态曲线，E为对流上限。 10、西太平洋副高是由动力因子而形成，属于暖性高压，Hadley环流是最主要的成因贡献者，脊线呈西西南-东东北走向。 11、影响季风形成的基本因子主要是下垫面附近的热力因子，由太阳辐射的经向差异，海陆热力差异，青藏高原和大气之间的热力差异三个基本因子组成。12、所谓的振荡是指大气环流周期性的变化，一般来说东亚季风环流和热带季风环流均具有显著的准双周周期振荡。 13、位势不稳定层结的建立主要取决于高低空水汽平流和热量平流的差异。即高层冷平流，低层是暖平流，或中低层比上层增暖更明显。 二、选择题（每题3分，共30分） 1、1920年前后挪威学派V.J.皮叶克尼斯和伯杰龙等人以为主要特征提出了气团与锋的概念，并运用这些概念从千变万化的天气现象与天气过程中总结了许多天气分析和预报规则。 A、气压场 B、温度场 C、风场 D、湿度场 答案：B 2、大气环流的最终能源来自 A、下垫面 B、水汽相变 C、太阳辐射 D、感热 答案：C 3、寒潮中短期过程的关键系统是 A、北大西洋高压脊 B、北太平洋高压脊 C、极地低压 D、乌拉尔山地区高压脊 答案：D 4、在槽前脊后沿气流方向相对涡度减少，为，等压面高度，在槽后脊前沿气流方向相对涡度增加，为，等压面高度。 A、正涡度平流升高负涡度平流降低 B、负涡度平流降低正涡度平流升高 C、负涡度平流升高负涡度平流降低 D、正涡度平流降低负涡度平流升高 答案：D . 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： (说明：在有底线的数字处填上适当内容) 1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是： (1) 、 (2) 、氩和 (3) 。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4) 。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (5) 辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (6) ，夏天比冬天 (7) 。 5. (8) 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 (9) 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 (10) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (11) 层，这一层上部气温随高度增高而 (12) 。 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 (13) 千米。 答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)温度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判断题： (说明：正确的打“√”，错误的打“×”) 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”。 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。 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。 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。 答案：1.对，2.错，3.错，4.对，5.错，6.对，7.对。 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 《气象学与气候学》复习思考题及答案 一、名词解释 1、天气：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。 2、干洁大气：除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。 3、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。 4、气候系统：由大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈组成的整个系统，以及系统内各子系统间一系列复杂的相互作用过程统称为气候系统。 5、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。 6、黑体：对于投射到该物体上所有波长的辐射都能全部吸收的物体称为绝对黑体。 7、深厚系统：温压场对称的天气系统，如暖高压和冷低压。。 8、大气窗：大气中对地面长波辐射在8－12微米的吸收几乎为零，地面辐射直接透过大气层进入宇宙中。 9、温室效应：大气对太阳短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面，但由于大气中二氧化碳、水汽、氧化亚氮、氯氟烃等温室气体成分的存在，使大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热，并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分，对地表有保温效应，称为大气的温室效应，亦称花房效应。 10、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。 11、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。 12、辐射：物体以电磁波或粒子流形式向周围传递或交换能量的方式。 13、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。 14、大气逆辐射：指向地面的那部分大气辐射称为大气逆辐射。 15、地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。 16、地面辐射差额：在单位时间内，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差，称为地面辐射差额。 17、大气稳定度：处在静力平衡状态中的空气块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。 18、干绝热过程：干空气或未饱和的湿空气作垂直升降运动时，既没有与外界交换热量，又没有发生水相变化的过程。 19、干绝热直减率：干空气或未饱和湿空气绝热上升单位距离时的温度降低值。 20、逆温：对流层中出现的气温随高度升高而递增的反常现象。 21、辐射逆温：在晴朗无风或微风的夜晚，因地面、雪面或冰面、云层顶部等的强烈辐射冷却，使紧贴其上的气层比上层空气有较大的降温而形成的的逆温。 22、阳伞效应：大气中云和气溶胶对太阳辐射的强烈散射和反射作用，减弱了到达地面的太阳辐射，对地面有降温作用。 23、温室效应：大气对太阳短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面，但大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热，并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分，对地表有保温效应。 24、气温年较差：一年中的最冷月的平均温度与最热月的平均温度之差。 25、虚温：在同一压强下，干空气密度等于湿空气密度时，干空气应有的温度。 26、露点：湿空气在水汽含量不变条件下，等压降温达到饱和时的温度。 27、位温：气块循着干绝热过程移动到同一个标准高度1000hPa 处，所具有的温度。 28、相对湿度：空气的实际水汽压与同一温度下的饱和水汽压之比。 29、饱和水汽压：在一定温度下，从水面或冰面进入空气中的水分子数与从空气中进入水面或冰面的水分子数相等时的水汽压。 30、位势高度：是指单位质量的物体从海平面抬升到某一高度克服重力所作的功。 31、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。 第七部分天气分析与天气学原理答案 填空题 1. 基本天气图辅助天气图 2. 气象要素天气和天气系统 3. 地面辅助天气图高空辅助天气图 4. 极射赤面投影麦卡托圆柱型投影兰勃脱正圆锥投影 5. 天气和地面天气系统未来天气变化 6. 高空气压系统空间结构 7. 等值线分析 8. 2.5 4 9. 均匀平滑的 10. 数值相等 11. 风场风向 12. 15 30 摩擦力 13. 气旋性弯曲突增高压 14. 地形等压线 15. 冷平行 16. 天山祁连山长白山台湾 17. 过去3小时内气压的变化情况 18. 风向成正比 19. mm 微量 20. 风的来向 4 2 21. 黑色实线兰色虚线 22. 暖空气冷空气 23. 兰〇红● 24. 兰红 25. 正北方纬线 26. 兰G 红 D 黑 27. 4或8 28. 黑、红 29. 兰Ｌ红N 30. 时间垂直剖面图空间垂直剖面图 31. 时间 32. 加强减弱减弱加强 33. 冷区暖区 34. 矢线相切 35. 定量化动力气象学 36. 正方形网格经纬度网格 37. 系统误差偶然性误差 38. 1-2 39. 暖冷1个纬距 40. 气旋性低压槽 41. 较少较多 42. 低压槽暖 43. 正负负正 44. 冷 45. 锋面逆温 46. 一条巨大的云带 47. 云底云顶 48. 气压场平均温度场 49. 1/4 50. 高空引导气流 51. 爆发 52. 西西伯利亚蒙古 53. 高空冷中心强度 54. 流场 55. 暖性高压下沉运动 56. 588 晴空区 57. 东撤南退西伸北抬 58. 两次向北跃进和一次南退 59. 水汽含量的多少空气饱和程度 60. 水汽垂直运动云滴增长水汽垂直运动 61. 5 62. 外部 63. 南海印度洋太平洋 64. 微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨 65. 充分的水汽供应强烈的上升运动较长的持续时间 66. 天气现象和天气过程 67. 天气现象和天气过程 68. 大气 69. 天气过程 70. 天气图 71. 几百公里至一、二千公里３－４ 72. 10000 1000 100 10 73. 连续分布 74. 标量矢量 75. 不均匀旋转 76. 相反 77. 垂直于相对运动的方向相对速度的大小 78. 气压 79. 右左 第四章大气的运动 [主要内容] 本章主要研究大气运动产生的原因，大气运动的形式、状况和大气环流。大气运动是气压分布的不均匀所造成的气压梯度力和地转偏向力、惯性离心力、重力以及摩擦力共同作用的结果。大范围的大气运动就是大气环流，气压带、全球的行星风带、平均经圈环流、平均纬向环流、平均水平环流、大气活动中心构成了大气环流的平均状况。 [名词解释] 静力方程：gdZ dP ρ=- 气压场：气压的空间分布称为气压场 等压线：等压线是同一水平面上各气压相等点的连线 等压面：指单位质量的物体从海平面（位势取为零）抬升到 Z 高度时，克服重力所作的功，又称重力位势，单位是位势米位势高度 位势米：重力位势的单位，是表示能量的单位，1 位势米定义为1 kg 空气上升1 m 时，克服重力作了9.8 J 的功，也就是获得9.8 J/kg 的位势能，即1位势米= 9.8J/kg 低压槽：是低压向外伸出的狭长部分，或一组未闭合的等压线向气压较高的方突出的部分 高压脊：是高压向外伸出的狭长部分，或一组未闭合的等压线向气压较低的方突出的部分 气压系统：在天气图上，用等压线表示的高、低气压或槽、脊系统 气压梯度力：气压梯度是一个向量，它垂直于等压面，由高压指向低压，数值等于两等压面间的气压差△P 除以其间的垂直距离△N 地转偏向力：空气是在转动着的地球上运动着，当运动的空气质点依其惯性沿着水平气压梯度力方向运动时，对于站在地球表面的观察者看来，空气质点却受着一个使其偏离气压梯度力方向的力的作用，这种因地球绕自身轴转动而产生的非惯性力称为水平地转偏向力或科里奥利力 惯性离心力：是物体在作曲线运动时所产生的，由运动轨迹的曲率中心沿曲率半径向外作用在物体上的力 地转风：地转风是气压梯度力和地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线的水平运动 梯度风：当空气质点作曲线运动时，除受气压梯度力和地转偏向力作用外，还受惯性离心力的作用，当这三个力达到平衡时的风，称为梯度风 旋衡风：在低纬度地区或小尺度低压中，如果气压梯度力和惯性离心力都很大，而地转偏向力很小时，则可出现旋衡风 大气活动中心：冬、夏季在平均气压图上出现的大型高、低压系统，称为大气活动中心。 哈德莱环流圈：低纬环流圈，直接热力环流圈（正环流圈），又称哈得莱环流圈 费雷尔环流圈：中纬环流圈，是间接热力环流圈（逆环流圈），又称费雷尔环流圈 极地环流圈：高纬环流圈，又称极地环流圈，也是一个直接热力环流圈，是三个环流圈中环流强度最弱的一个 沃克环流圈：由于赤道地区存在着大尺度的东西向热力差异引起的 急流：急流是指风速30 m/s 以上的狭窄强风带 环流指数：经向环流型，即500hPa 西风带上发展出深槽大脊，能引起强烈的冷、暖空气活动。纬向型和经向型环流经常交替出现，其交替周期大约2—6周。这种交替演变规律一般用环流指数来表示。环流指数分纬向环流指数（IZ ）和经向环流指数（IM ）两种 1、气象、天气、气候的联系？ 答：气象是大气各种物理、化学状态和现象的统称； 天气是以气象要素值和天气现象表征的瞬时或较短时期的天气状况，是指特定时间、地区气象要素综合状况； 气候则指一个地区多年的大气状况，包括平均状况和极端状况，通过各种气象的统计量来表示，是天气的综合状况。 2、气象学、天气学、气候学的联系？ 答：气象学是关于大气中发生的物理现象和过程的科学； 天气学是关于天气变化规律的科学，包括天气系统、天气形势和天气现象形成演变规律及分析预报方法； 气候学是关于气候形成、分类、变迁的科学。 3、天气、气候与日常生活的关系？ 答：（1）干旱，致使土壤因蒸发而水分亏损，河川流量减少，破坏了正常的作物生长和人类活动，其结果造成农作物、果树减产，人民、牲畜饮水困难，及工业用水缺乏等灾害。 （2）暴雨使得在地势低洼、地形闭塞的地区，雨水不能迅速排泄造成农田积水和土壤水分过度饱和给农业带来灾害；暴雨甚至会引起山洪暴发、江河泛滥、堤坝决口给人民和国家造成重大经济损失。 （3）热带气旋（台风）造成狂风、暴雨、巨浪和风暴潮等恶劣天气，破坏力很强，给人民和国家造成重大经济损失。 （4）冰雹是一种严重的自然灾害，常常砸毁大片农作物、果园，损坏建筑物，威胁人类安全。 （5）雪灾，长时间大量降雪造成大范围积雪成灾，严重影响甚至破坏交通、通讯、输电线路等生命线工程，对人民生产、生活影响巨大。 4、天气、气候与农业生产的关系？ 答：农业生产过程主要是在自然条件下进行的，气候和土壤条件是最基本、最重要的自然环境和资源因素。而土壤的形成、水热状况和微生物活动等，在很大程度上又受气候条件的制约。不仅气象灾害给农业造成巨大损失，全球气候变化对未来农业可持续发展也带来巨大的影响。 （1）大气提供了农业生物的重要生存环境和物质、能量基础。农业生产的对象是植物、动物、微生物等生命有机体，其生长发育和一切生命活动都离不开温度、水分、光照、气体成分、气流等气象要素。特别是绿色植物光合作用的基本原料都来自大气环境，农业动物和农用微生物的物质转换过程又都建立在消耗和分解绿色植物的基础上。 （2）大气提供了可供农业生产利用的气候资源。农业生物顺利完成生长发育或完成预定农事活动都需要一定的物质基础、能量积累或有利环境，其中有利的气象条件可称为农业气候资源。 （3）气象条件还对农业设施和农业生产活动的全过程产生影响。气象条件还对温室、畜舍、仓库等农业设施的小气候及生产性能产生影响，对农机作业、化肥和农药等生产资料的使用效率，以及农产品加工、运输、贮藏等产后活动有很大影响。 （4）大气还影响着农业生产的宏观生态环境和其他自然资源。土壤、植被、水体等其他环境系统的形成演变很大程度上受到大气环境的影响和制约，土地、水资源、生物等其他自然资源的数量、质量及其气候资源的相互配置关系到农业生产类型分布和经济效益，特别是人类活动产生的温室效应导致的全球气候变化及其应对措施直接关系到人类社会、经济的可持续发展。 （5）农业生产活动对大气环境的影响。大规模垦荒、植树造林、水利工程等人类活动对局地大气环境产生各种影响，稻田和饲养的反刍动物是一种温室气体——CH4的主要来源，但种植 一、名词解释： （20分） 1、质量通量散度。 2、冷式锢囚锋。 3、气旋族。 4、大气活动中心。 5、热成风涡度平流。 二、填空：（36分） 1、连续方程根据------------------原理求得，P 坐标中的连续方程------------------------。 2、固定点温度变化由---------------------------------------------------------------------- -------------------------决定。 3、推导马格拉斯锋面坡度公式假设锋为---------------------------面，其动力学边界条件为---------------------------------------------------。 4、一型冷锋与二型冷锋区别是------------------------------------------------------------ 5、在中、高纬大尺度系统运动中，通常固定点涡度增加（减小）和该固定点等压面位势高度降低（升高）是一致的，这种一致性赖以存在的根据是------------------------------------------------------------------。 6、用ω方程诊断上升及下沉运动是由-----------------------------------------------------项决定。 7、控制大气环------------------------------------------------------------ 8．任一层风速可用T v A +=表示，它能成立的条件是------------------------------------------------------------ --------若为地面风速，则A 取---------------------（填：1,0,0-=<>） 9．我国北方气旋活动，一般与-----------急流相对应，南方气旋活动一般与-----------急流相对应。 三、综合题。（44分） 1、从力的平衡观点说明为什么在北半球大尺度系统运动中，高压内空气作顺时针旋转？（8分） 2、解释在稳定大气中，冷锋上山（爬坡），此锋是加强还是减弱？（8分） 3、请写出位势倾向方程： ()g g f v f t p f ζφσ+??-=?????? ????+?2222??? ????-???? ??????-??+dt dQ p R p c f p v p f p g σφσ22右端各项的名称，并用此方程定性解释图中槽的变化（图中波长L<3000KM,，实线为hPa 500图上等高线，虚线为等温线，闭合D G ,为地面高低压中心）（14分） 4、请用高空形势预报方程及地面形势预报方程物理解 释上图中槽及温带气旋变化？（14分） 答案：1、简述干洁空气的概念及其主要成分。(答案) 1、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。 2、虚温含义，它可直接测量吗? (答案) 2、在等压条件下，当干空气具湿空气密度时之温度即称为虚温，由此可知其代表干空气的温度，一般由Tv表示。定义虚温的用意在于，湿空气的分子量会随环境水气量改变而改变，使气体常数(R)成为变数，而较难正确计算出来。为使计算方便，所以利用干空气的气体常数来计算，因此定义虚温来代替湿空气的温度，如此就不用考虑变动的气体常数了，亦即可以处理掉复杂的水气效应，由此可知，虚温为水气的函数。因为实际观测环境大气所得的温度为湿空气温度，而所使用的气体常数为干空气气体常数(R)，所以实际上状态方程（P＝ρRT）(其中R=R*/md) 并不成立（因为其使用干空气气体常数(R)，而温度却用湿空气的），所以为使其成立需使用虚温(即干空气之温度)，如此才可使R与T均为干空气之值。由于虚温与实际观测之温度误差不算大(仍在允许的误差范围内)，因此目前大多数的人仍直接利用实际观测之温度来代替虚温。 Tv=T+W/6。其中T为实际大气温度，W为饱和混合比值。表示虚温与实际温度之差距，等于露点温度所在的饱和混合比数值的六分之一。 6、当气温为25 ℃，气压为 1080hPa，相对湿度f=65％时，求e（水汽压）、E（饱和水汽压）、d （饱和差）、a（绝对湿度）、q（比湿）。 (答案) 6、25℃时，饱和水汽压E=31.668,f=e/E,则e=fE=65%*31.668=20.5842 d=E-e=31.668-20.5834=11.0838, a=289*e/T=289*20.5834/(25+273)=19.9625 q=0.622*e/P=0.0119 7、若相对湿度f，气压p不变，增温时，绝对湿度a和比湿q前后是否相同? (答案) 7、当温度升高时，饱和水汽压E要增大，而f不变，所以水汽压e也要增大，q是比湿，q=0.622e\P，P不变，e增大，所以q要增大。a是绝对湿度。即单位体积空气中所含的水汽量，也是增大的。 8、对流层的特征如何，为什么? (答案) 8、对流层有三个基本特征： (1)气温随高度增加而降低：由于对流层主要是从地面得到热量，因此气温随高度增加而降低。高山常年积雪，高空的云多为冰晶组成，就是这一特征的明显表现。 (2)垂直对流运动：由于地表面的不均匀加热，产生垂直对流运动。对流运动的强度主要随纬度和季节的变化而不同。一般情况是：低纬较强，高纬较弱：夏季较强，冬季较弱。因此对流层的厚度从赤道向两极减小。 (3)气象要素水平分布不均匀：由于对流层受地表的影响很大，而地表面有海陆分异，地形起伏等差异，因此在对流层中，温度、湿度等的水平分布是不均匀的。 9、臭氧层形成过程及其作用怎样? (答案) 9、臭氧层的形成：臭氧层（ozone layer）是指大气中臭氧浓度较高的层次。一般指高度在 10-50km之间的大气层，也有指20－30km之间臭氧浓度最大的大气层。即使在浓度最大处，臭氧对空气的体积比也只有百万分之几，因此它在大气中是痕量成分。将它折算到标准状态（气压为 农业气象学试题（1）及参考答案 一、名词解释： (共16分,每小题2分) 1、辐射的波动性: 辐射以波动的形式发射或传播能量的过程。 2、太阳高度角太阳光线与地平面的交角 3、长日照作物需要经过一段时间长的白天和短的黑夜才能开花结果的植物，称为长日照植物。 4、相对湿度空气中的实际水气压与同温度下饱和水气压的百分比。 5、温度年较差一年中最热月的月平均温度与一年中最冷月的月平均温度之差。 6、季风环流由于海陆热力差异引起的东西方向的垂直环流。 7、副热带高压西太平洋副热带高压是指由于热带环流圈的下沉在30°N附近堆积下沉形成的高压系统。 8、农业气候资源可供农业生产利用的光、热、水等气候资源，称 为农业气候资源。 二、填空(共10分,每空0.5分) 1、广东大部分地区的年降雨量多在 1500mm 到 2000mm 之间,通常把一年的降水分成两大部分，前一部分的降水，称为 前汛期降水，主要是由锋面引起的；后一部分的降水 称为后汛期降水,主要是由台风引起的。 2、由于地球的自转，形成了地球上昼夜交替变化.由于 地轴与地球公转轨道面不垂直 ,且地球在公转时，地轴方 向保持不变，因而形成了地球上的季节交替和各地昼夜长 短不等。 3、地球接收到的太阳辐射，主要是短波辐射，地面和大气 向外发出的辐射，主要是长波辐射。 4、植物在繁育期期对低温的反应比生长期对低温的 反应更为敏感，这一时期往往就是植物的温度临界期期。 5、水面蒸发速度的大小，与风速和饱和差成正比， 与大气压力成反比。 6、台风是指形成在热带海洋上的强烈气旋。当台风在东经180度以西，赤道 以北的西北太平洋海区形成后，我国气象部门将对其进行命名和编 天气学小试题 1. 在对流层中，通常位温是随高度（）。 A升高的 B 降低的 C 不变的 2. 在温度对数压力图上，锋面逆温的特点是逆温层上界面湿度（）下界面湿度。 A 大于 B 小于 C 等于 3. 当等压面图上温度槽落后于高度槽时（）。 A 有利于锋生 B 有利于锋消 C 有利于湿度增大 4. 一般南支槽带来充沛的水汽和潜热，遇有北支槽携带冷空气侵入南支扰动，（）。 A 有利于气旋发展 B 不能诱生气旋 C多能诱生气旋 5. 在我国，每一次寒潮过程都是一次（）的重建过程。 A东亚大槽 B 副热带高压 C 南支西风带 6. 夏季影响我国东部沿海地区的副热带高压脊是（）的一部分。 A 太平洋高压 B 南亚高压 C 南海高压 7. 副热带高压是一个行星尺度的高压，它是一个（）。 A 冷性的深厚系统 B暖性的深厚系统 C 冷性的浅薄系统 D 暖性的浅薄系统 8. 江淮流域的梅雨期一般是在（）。 A 6月中旬到7月中旬 B 5月下旬到7月上旬 C 6月中上旬 9. 在高原天气分析中，常用（）来表示气压系统的活动。 A海平面气压场 B 3小时变压 C 24小时变压 D 天气区 10. 造成我国雨带进退过程中的三个突变期的根本原因是（）。 A 西风带环流的三次突变 B 东亚大槽位置的三次突变 C副热带高压脊线位置的三次突变 11. 产生地转偏向力的原因是（）。 A地球的自转和大气的运动 B 气压水平分布不均匀 C 气压垂直分布不均匀 12. 锋附近常存在着大规模的系统性的（）。 A 水平运动 B垂直运动 C 曲线运动 13. 中国的静止锋一般是由（）演变而成的。 A 锢囚锋 B 暖锋 C冷锋 14. 实践表明，（）层上的气流对地面的锋面移动有引导作用，故称此气流为引导气流。 A 700百帕和500百帕 B 850百帕和700百帕 C 850百帕和900百帕 15. 地面气旋发展，一般表现为其中心处正涡度随时间（）。 A增大 B 减小 C 不变 16. 夏季，青藏高原相对于四周自由大气是个（），它加强了高原上空大气南侧向北 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，而同一高度的风由山谷吹向于是暖空气沿山坡上升，增温慢，山谷上空的空气因距地面较远，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著改变的现象，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，当气压梯度力、地转偏向力和惯性上海天气学原理和方法试题(有答案)
气象学与气候学要点及试题-仅知识点
农业气象学试卷汇总(含答案)
试题--2(天气分析和天气学原理 单项选择答案)
气象学与气候学试题及答案
《天气学原理》理论测试题答案
气象学习题(有答案)
《气象学与气候学》习题集及答案解析
(整理)天气分析和天气学原理答案.
第四章习题-气象学与气候学
气象学复习题
南京信息工程大学天气学原理试题1_3与答案
气象学与气候学题库
农业气象学试题及参考答案
天气学试题
气象学与气候学试题及答案