普通气象学
《普通气象学》
1. 课程名称：普通气象学（3学分）
2. 总学时：51学时（讲课51）
3. 适用专业：地理类本科
4. 先行课程：高等数学，普通物理，热力学
5. 课程简介：本课程主要面向大学地理类本科生，在教学中向学生讲解有关气象学、气候学中的基础知识，基本概念，特别是与地理结合较为紧密的地理气候学。通过本课程的学习，学生能够掌握大气的基本状况，太阳辐射基本概念、大气辐射过程，大气环流的知识、大气中的水分输送主要途径，主要天气系统，气候的形成因子，气候分类及主要气候带，地质时期、历史时期和当代气候变化，人类活动对气候影响的途径和后果。
6. 重点：太阳辐射和大气辐射，大气环流，地气系统的水分循环，天气系统和气候的形成，气候分类和气候带。
7. 难点：大气辐射过程，主要天气系统，气候的形成。
8. 总学时：51学时，讲课51学时。
9. 教材：气象学与气候学，周淑贞主编，高等教育出版社
10. 主要参考书：《大气科学概论》南京大学出版社，1999年，徐玉貌，刘红年，徐桂玉。
《天气学教程》第三版，朱乾根，2000年
《大气物理学基础》，气象出版社，1993年，许绍祖。
《气候学教程》气象出版社，1996年，高国栋。
《气候学》气像出版社，1995年，缪启龙。
《物理气象学》南京大学出版社，1993年，王明康
主要章节
第一章引论4学时
重点：空气状态方程，主要气象要素，大气的垂直结构，气压场
难点：讲解空气状态方程需要由热力学的初步知识；
第一节气象学的研究对象和任务
第二节气候系统概述大气的物理性状
第二章大气的热能和温度6学时
重点：辐射的基本定律，太阳辐射及其在大气中衰减，地球辐射，地面辐射差额和能量平衡。难点：辐射的基本定律，太阳辐射在大气中的衰减
第一节太阳辐射
第二节地面和大气的辐射
第三节大气增温和冷却
第四节大气温度随时间的变化
第五节大气温度的空间变化
第三章大气中的水分8学时
重点：水分循环、相变，云的形成，雾的形成和分类，降水的形成过程，云雾的微观过程难点：云雾的微观过程，云的形成
第一节蒸发和凝结
第二节地表面和大气中的凝结现象
第三节绝热过程和绝热温度变化
第四节大气静力稳定度
第四章大气的运动8学时
重点：大气运动方程，自由大气的平衡运动，地转偏差和垂直运动，大气环流
难点：大气运动方程，地转偏差和垂直运动，环流与涡度等基本知识。
第一节气压水高度和随时间的变化
第二节气压场
第三节大气的水平运动和垂直运动
第四节大气运动方程
第五节环流与涡度
第六节大气环流
第五章天气系统8学时
重点：天气图，温带地区天气系统，热带和副热带地区天气系统，中小尺度对流系统难点：热带和副热带地区天气系统，中小尺度天气系统
第一节气团和锋
第二节中高纬度天气系统
第三节低纬度天气系统
第四节对流性天气系统
第六章气候的形成7学时
重点：气候形成主要因子，及相应的物理过程
难点：气候形成的环流因子，特别是“三风四带”对气候的作用
第一节气候形成的辐射因子
第二节气候形成的环流因子
第三节海陆分布对气候的影响
第四节地形对气候的影响
第五节冰雪覆盖与气候
第七章气候带和气候型6学时
重点：气候带的分类标准，及其含义
难点：气候带形成的气象学意义，及地带性的特点。
第一节气候带与气候型的划分
第二节低纬度气候
第三节中纬度气候
第四节高纬度气候
第五节高山气候
第八章气候变化和人类活动4学时
重点：气候变化的可能因素，以及这些因素影响的途径
难点：不同时间尺度的气候变化，人类对气候变化的影响方式
第一节气候变化
第二节影响气候变化的因素
第三节人类活动对气候的影响
《气象学与气候学》教案(DOC)
《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
气象学与气候学要点及试题-仅知识点
《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。
气象学测试题(做)
第一章地球大气 第一节大气的组成 1.大气由干洁大气、水汽和大气杂质所构成 2.大气中的臭氧主要集中在10~50 km高度，称为大气臭氧层，其最大浓度层出现在20~30 km高度处。 3.大气臭氧层能够强烈吸收太阳紫外线辐射，形成平流层逆温，并对地球生物形成重要的保护作用。 4.大气中的二氧化碳、甲烷等能够强烈吸收地面辐射并放射大气辐射，对地面形成温室效应。 第二节大气的铅直结构 1.根据大气温度随高度的分布特点和大气铅直运动的状况，可将地球大气层分为对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。 2.对流层中存在着强烈的平流、对流和乱流运动。 3.对流层分为下层（摩擦层、行星边界层）、中层、上层和对流层顶。 4.贴地层是指距地面2 m的气层。 5.对流层和中间层大气的温度随高度的增加而降低，对流运动强烈。 6.平流层和热成层大气的温度随高度的增加而升高。 7.习惯上将极光出现的最大高度（1000~1200 km）作为大气上界。 第三节气象要素 1.气象要素包括日照、辐射、温度、湿度、气压、风、云、降水、蒸发、能见度、天气现象等。 2. 天气现象是指大气中或地面上产生的降水、水汽凝结物（云除外）冻结物、干质悬浮物和光、电现象，也包括一些风的特征。 第二章辐射 第一节辐射的基本知识 1.太阳短波辐射：l mm，lM＝ mm 0.1~4微米 8 地面长波红外辐射：l 3～80mm，lM＝10mm 大气长波红外辐射：l 4～120mm，lM＝15mm 2.辐射通量密度：单位时间通过单位面积的辐射能。单位J/(s^m2) 或 W/m2。 3.光通量密度（照度）：单位面积上接收的光通量。单位： lm/m2（流明）。 第二节太阳辐射 1. 太阳高度角（h）：太阳光线与地平面之间的夹角。 2.正午时刻的太阳高度角h＝90。 - φ + δ（φ观测点纬度，δ观测时间的太阳 倾角即赤纬，太阳直射点纬度） 春秋分δ＝ 0。 ，夏至δ＝ 23.5 。 ，冬至δ＝-23.5 。 3. 太阳方位角：阳光在地平面上的投影与当地子午线之间的夹角。 4. 可照时数（昼长）：一天中从日出到日落所经历的时间数。 5.可照时数北半球冬至→夏至加长，夏至→冬至缩短。 6.可照时数随纬度增加而加长，夏季尤为显著。 7. 光照时间＝可照时数＋曙幕光时间。 8.曙幕光时间夏长冬短，随纬度增加而加长。 9.大气对太阳辐射的减弱方式：吸收作用、散射作用、反射作用。
气象学习题(有答案)
.学习帮手 . 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
气象学与气候学电子教材
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
大气科学概论知识梳理大气基础知识
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：
气象学试题
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)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1C，所需要的热量。 13.农耕期：通常把日平均温度稳定在0 C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：最高温度岀现在(1)时，最低温度岀现(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)岀现的时间，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(入)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 . 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 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 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 以下各题中未注明单位的各物理量均为标准国际单位制。 1．C 2．C 3．A 4．B 5．D 6．C 7．C 8．C 9．B 10．B 11．A 12．B 13．D 14．C 15．C 16．C 17．B 18．A 19．B 20．B 一、单项选择题：(本大题20小题,共20分) 1．长江中下游地区，（）入梅对农业生产最有利。 A、5月下旬 B、6月上旬 C、6月中旬 D、6月下旬 2．露点温度表示（）。 A、潮湿地面温度 B、空气湿度 C、饱和湿空气温度 D、未饱和湿空气温度 3．一团饱和的湿空气作升降运动时，大气处于稳定状态的判定条件是（）。 A、γ<γm B、γ=γm C、γ>γm D、γ≤γm 4．低层大气能量的主要来源于（）。 A、太阳辐射 B、地面辐射 C、大气辐射 D、大气逆辐射 5．切变线是指（）急剧变化的界线 A、温度 B、湿度 C、气压 D、风 6．在三圈环流中，南、北半球各形成（）个气压带。 A、2 B、3 C、4 D、5 7．下面霜冻最轻的是（）。 A、谷地 B、洼地 C、山顶 D、坡地 8．温度愈高物体放射能力的波长愈向短波方向移动。已知太阳辐射最大放射能力的波长为0.475微米，由此计算得太阳表面的温度约为（）。 A、5780 K B、6500 K C、6000 K D、6300 K 9．大气中臭氧主要集中在（）。 A、散逸层，因该层紫外线辐射强，O与O2易合成O3 B、平流层，因该层紫外线辐射强，易形成O3 C、对流层，因该层温度低，O3不易分解 D、近地层，因该层温度高，O与O2易合成O3 10．在北球，冬半年，随着纬度的升高（）。 A、昼弧增长 B、夜弧增长 C、昼弧夜弧相等 D、昼弧变短 11．以下作物中属于长日照植物的是（）。 A、油菜 B、玉米 C、烟草 D、水稻 12．积雨云属于（）云系。 A、滑升云 B、积状云 C、波状云 D、层状云 任课教师：系（教研室）主任签字： 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 南京农业大学试题纸 学年第学期课程类型：试卷类型： 课程：农业气象学班级：学 号：姓名：成绩： E、露点温度 F、大气压强 随着雷暴的来临，气压、温度和湿度会出现显著的变化，表现为。 B、温度升高 C、湿度升高 E、温度降低 F、湿度降低 根据大陆度指标，下列城市位于海洋性气候区的有。 B、南京 C、北京 E、成都 F、西安 三、单选题：（每小题1分，共20分） 光照强度是指单位面积上接收的光通量，其单位为。 B、lm C、J/s D、W/m2夏季，下列城市中光照时间最长的是。 B、上海 C、成都 D、海口 到达地面的太阳总辐射与地面反射辐射之差称为。 B、有效辐射 C、天光漫射 D、地面辐射差额 通常将高于生物学下限温度的日平均气温称为。 B、活动温度 C、有效温度 D、净效温度 土壤温度铅直分布呈时，随着深度增加，土壤温度逐渐升高。 B、辐射型 C、上午转变型 D、傍晚转变型 水面蒸发速率随而减小。 B、饱和差增大 C、气压升高 D、风速加大 地面上的霜和露是通过冷却降温而形成的。 B、接触 C、辐射 D、混合 ，按降水强度的等级划分，属于。 B、中雨 C、大雨 D、暴雨 目前气象上常用的气压及水汽压的标准单位是。 B、mb C、Pa D、hPa 在自由大气层中，水平气压梯度力与平衡时的风称为地转风。 B、惯性离心力 C、摩擦力 D、水平地转偏向力 地面行星风带在北半球低纬度地区为。 D、雷暴 D、12 D、初冬 D、黑灾 D、22 南半球的大气活动中心已标明，请直接在图中标出北半 7月11日）低空和地面的天气形势简图，请根据此图分析江淮梅雨低 20°02′N，110°21′E）在春分、夏至、秋分、冬至时正午时刻的太阳高度角。 复习思考题 第一章 1.名词解释：气温垂直递减率P12 ，饱和水汽压P16，相对湿度P16 ，露点（温度）P17，饱和差P17 2.气候与天气有哪些不同？P2 3.平流层和对流层的主要特点有哪些？P11-13 4.臭氧，二氧化碳，水汽和气溶胶的气候效应。P7-8 5.如何用饱和差（d）、露点温度（td）来判断空气距离饱和的程度？P17 饱和差当空气饱和时，d=0； 当未饱和时，d>0； 当过饱和时，d<0。 6.已知气温和相对湿度以后，如何得出饱和水汽压、水汽压、饱和差、露点温度。 饱和水汽压与温度的关系P16 水面：a=7.45 b=235 冰面: a=9.5 b=265 露点温度 第二章第三章 1.名词解释 太阳常数P36 、大气透明系数（P）P40 、太阳高度P32 、太阳直接辐射P39 、总辐射P42 、大气逆辐射P47 、地面有效辐射P47、地面净辐射P48、逆温平流逆温辐射逆温P78、活动积温有效积温P85 大气之窗（8~12um处大气对长波吸收率最小，透明度最大，因此称此波段为“大 气窗口”。这一波段内的辐射，正好位于地面辐射能力最强处，所以地面辐射有20%的能量透过这一窗口射向宇宙空间。）、 2.太阳高度角计算公式中都包括哪些要素？P32 3.太阳辐射在大气中减弱的一般规律是什么？贝尔减弱定律的公式。P41 4. 到达地面的太阳总辐射由哪两部分组成？试比较二者的异同及影响因子。P39-42 5. 地面有效辐射的公式。有哪些影响因子？P47 6. 地面净辐射公式和各项的意义。P48 7. 画图并说明土壤温度的铅直变化类型。P69 8. 写出地面（土壤）热量平衡方程和解释各项的意义。P67 9. 常见的逆温有哪几种？P78 辐射逆温形成的条件是什么？ 天气:晴朗而有微风的夜晚，无云或云层很薄很高。 地形:在山谷或凹地、干燥地区有利于辐射逆温的形成。 10. 什么叫土壤日较差P68、气温日较差P74？影响土壤日较差、气温日较差的因子有哪些？P68 P75 11. 如何计算活动积温、有效积温？P85积温在林业生产中有何意义？P87 第四章大气中的水分 1. 影响蒸发的气象因子有哪些？P89 道尔顿定律。 蒸散的概念是什么？P91 2. 大气中水气的凝结条件是什么？其达到凝结的途径有哪些？P92云P93、露P94、霜P94、雾P93分别是在哪些冷却方式下产生的？ 3. 辐射雾、平流雾的定义和形成条件有哪些？P95 4. 降水量、降水强度、降水相对变率、降水绝对变率的定义。降水相对变率和绝对变率分别可用来表示什么？P103 5. 形成降水的原因和种类有哪四种？P104 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％。 气象科普知识集锦 1、什么气象条件使春雷响彻天际？ 在惊蛰以后，明显增强的暖湿空气与负隅顽抗的冷空气激烈对峙，引发了强烈的空气垂直对流运动，当潮湿的暖空气上升到一定高度时就会形成高大的积雨云，云中强烈的电场使正负电荷发生碰撞而放电，从而使万钧雷霆骤然发生。可见此时雷电的发生不仅与近地面层气温回升有关，与冷空气活动有关，与此时空中的水汽明显增多更加有关。 所以，人们总结出：冬季大气干冷，则无雷；春季水汽渐起，则 初雷；夏季高温潮湿，则雷盛；秋季水汽渐去，则雷潜。春季到了，伴随着暖湿空气势力的增强，有了充沛的水汽，高耸的雷雨云系得以发展，春雷才得以响彻天际。 2、“春捂秋冻”有益健康 冬去春来，万物复苏，随着气温的回暖，人们也将脱下冬装，换 上春服。在此之际，年轻爱美的人们迫不及待的穿上裙装和西服衬衫，然而，年长的中老人们还要穿的多一些，暖一些。这就是人们常说的“春捂秋冻”。那么，春季到了，天气转暖了，人们为何要“春捂”呢？大家都知道，春天和秋天都是过度季节，但它们却有着很大的区别。我国一般以3—5月为春季，9—11月为秋季。根据多年气候资料统计，春季最高温度的平均值高于秋季，而春季的最低气温平均值却反而低于秋季。北京地区气候资料显示，春季的平均最高气温为18.9?，秋季则为18.2?，春季高于秋季0.7?；春季平均最低 气温为6.1?，秋季平均最低气温为6. 7?，春季比秋季反而低 0. 6?。这说明：虽然在春季白天温度高一些，但一早一晚温度还是 比较低的。屋里的温度有一定的保守性，春季是回暖期，屋里的温度回暖不如屋外，所以在屋外感觉很热，一进入屋里就感觉很凉；秋季则相反，是一个降温季节，屋外气温虽然下降了，但屋里却是温暖的。因此，如果春季不注意保暖，天一热就急忙脱衣服，就会不能完 全适应早晚与屋外的温度，稍不注意就会着凉感冒发烧。还有，虽然春季天气已回暖，但冷空气活动次数仍多于秋季，还时常有寒潮入侵，往往出现倒春寒天气，很容易让人们不适应。为此，春季一定不要轻易减少衣服，多注意保暖，多“捂一点”比较好，搞好春季保健才能有益于人们的身心健康。 3、看风识天气 久晴西风雨，久雨西风晴。 日落西风住，不住刮倒树。 常刮西北风，近日天气晴。 半夜东风起，明日好天气。 雨后刮东风，未来雨不停。 南风吹到底，北风来还礼。 南风怕日落，北风怕天明。 南风多雾露，北风多寒霜。 夜夜刮大风，雨雪不相逢。 4、春季养生重在防“肝火” 发表时间：2009年2月12日 春季是由冬寒向夏热过渡时期，气候变化多端，时有风寒温湿交 替侵袭人体。这一季节以肝气为令，冬天蓄积体内的阳气随着春暖转为向上外发，若藏阳气过多会化成热邪外攻，如果遇到阳气骤升，内外两阳碰撞，易引动内热而生肝火，继而诱发多种疾病，此时需调养气象学习题(有答案)
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