气象学与气候学考试试题指导与分析湖南文理学院胡志仁Hu Zhiren.docx

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气象学与气候学考试试题指导与分析湖南文理学院胡志仁HuZhiren

《气象学与气候学》考试试题指导与分析

湖南文理学院

胡志仁HuZhiren

第1章：

大气

1.干洁大气：

指的是去除水分及固液态杂质的大气常定成分（大气中除去水汽、液滴、和固体杂质以外的真个混合气体）。

干洁大气主要由氮气和氧气组成，分别占有体积比的78％和21％，而氩约占1％，其它气体所占甚少：

二氧化碳0.03％，其它微量。

2.氮气。

大气中的氮元素进入生物体的途径：

大气放电过程及生物固氮。

3.氧气。

氧气主要起氧化作用，通过有机物的氧化释放能量供生命活动所需。

4.臭氧。

形成条件：

足够的氧气浓度以及紫外线强度。

空间分布：

主要形成于地表上20～50Km大气层内，并随气流向下集中，在20～25Km高度上形成臭氧层；臭氧不稳定，随着温度的增加而分解加速，所以温度高的赤道地区臭氧浓度较低，最高位于副极地地区。

环境中作用：

吸收中短波紫外线；杀菌消毒；降低作物产量和品质。

春季臭氧含量最大，秋季最小。

5.二氧化碳。

大气中的CO2除小部分是原始大气形成火山喷发时释放的以外，绝大部分是有机化合物氧化作用的产物。

在环境中的作用：

温室效应、光合原材料。

6.温室效应：

CO2对以短波辐射为主的太阳辐射吸收很少，但却能强烈的吸收地面的长波辐射，同时又向周围空气和地面放射长波辐射，形成所谓的~。

7.水分。

来源：

地表潮湿物体的蒸发蒸腾，并随气流向周围扩散。

分布：

高温潮湿地区含量高，低温干燥地区含量低；地表含量高，高空含量低。

作用：

1.水汽是大气中常温常压下唯一能发生相态变化的成分；2.水汽是大气中能量传递的重要载体；3.具有强烈的温室效应。

8.杂质。

包括灰尘、烟粒、盐粒、花粉、孢子、微生物、悬浮的液滴、冰晶等。

来源：

自然源与人工源。

作用：

1.吸收、阻挡太阳辐射；2.对地面起保温作用；3.参与水汽凝结，为其凝结核；4.对生物生长发育有较大危害。

9.污染/污染物：

某些物质的增加使得环境中原有的平衡被打破，称造成了环境污染，这些造成污染的物质称污染物。

对环境的影响：

对农业的影响，酸雨和酸雾，温室效应。

10.大气层的厚度：

物理上界：

大气中发生的物理现象（极光）的最高高度，约1200Km；临界高度：

相当于星际物质密度的高度，约3000Km（2000-3000）；

11.大气层的分层：

自下而上分为对流层、平流层、中间层、暖层、外层等五层。

12.对流层。

厚度：

随对流强弱而不同，对流强则厚度大。

物理性质：

1.温度随高度的增加而降低；平均0.65℃/hm；2.对流强烈；3.温湿度等气象要素水平分布不均匀，常发生大规模的平流现象；4.约拥有3/4的大气质量及几乎全部的水汽。

13.平流层。

范围：

对流层顶到约55Km高度空气层。

特点：

1.温度随高度的增加而增加；2.臭氧浓度较高，有一臭氧层存在；3.水汽含量极少，偶尔会凝结成云。

14.中间层。

厚度：

55Km～85Km特点：

1.温度随高度的增加而降低，到顶部可达-100℃；2.顶部在白天出现电离现象，夜晚消失；

15.电离层。

高度：

85Km～800Km特点：

1.空气呈高度电离状态；2.温度随高度急剧增加，到300Km处，温度可达1000℃，再上，温度增加不明显；3.反射无线电波；4.空气非常稀薄。

16.大气外层（散逸层）。

高度：

800Km～3000Km；特点：

1.温度很高，在1000℃以上；2.高度电离；3.粒子不停地向宇宙空间逃逸。

17.大气中二氧化碳的周期性变化。

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CO2浓度也随之不断降低，中午前后，植物上方的CO2浓度达到最低值；午后，随空气温度下降，呼吸速率加快，使CO2消耗减少；日落后，光合作用停止而呼吸作用仍在进行，，故近地层中CO2浓度逐渐增大，到第二天日出时达一天的最大值。

一年中，CO2浓度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CO2浓度秋季最小，春季最大。

第二章：

太阳辐射

1.辐射：

物体以电磁波形式传递能量的一种方式。

辐射是以光子形式存在的，每一光子的能量为：

e＝hν＝hC/λ，h=6.63*10-34J.s

2.辐射强度：

表示辐射强弱的物理量称作~。

按照辐射方向的不同，可以有不同的称呼：

辐出度：

从物体表面向外发送的辐射，单位面积上单位时间内发送的辐射能称辐出度。

辐照度：

某表面单位时间内单位面积上接受周围物体向其发送的辐射能。

辐射通量密度：

单位时间内穿过空间单位面积的辐射能。

*黑体：

能够吸收各波长的辐射能，吸收率为1；白体：

能将辐射全部反射，反射率为1；灰体：

吸收率介于0~1之间。

3.Stefan-Boltzman定律。

E＝σT4，E黑体的辐射强度，T为其表面温度，σ＝5.67*10-8w/m2k4

4.Wein定律。

λmax＝2897/T，T：

物体表面温度，λmax：

最大单色辐射波长。

5.地球的经纬度和时区。

6.太阳辐射光谱：

太阳辐射能量随波长的分布称~。

太阳辐射光谱可以分成三个区域：

紫外线区占总能量的约7％，可见光区占总能量的约50％，红外线区占总能量的约43％。

7.太阳常数：

当处于日地平均距离，地球大气上界、垂直于太阳平行光线，单位时间穿过单位面积的太阳辐射能，数值上约1367±7w/m2。

8.太阳高度角指太阳平行光线与地平面的夹角。

Sinh=sinφsinδ+cosφcosδcosω，h:

太阳高度角

φ：

纬度，δ：

赤纬，ω：

时角。

赤纬：

太阳直射点的地理纬度，北半球为正，南半球为负。

时角：

以角度表示时间，即每小时15°，以正午的时角为0°，下午为正，上午为负。

正午太阳高度角：

由于ω＝0，前太阳高度角表达式可简化为h正午＝90－φ+δ

9.日照时间：

从日出到日落所持续的时间称可照时间。

10.大气对太阳辐射的减弱：

大气对太阳辐射的吸收作用（大气把太阳光谱中0.29μm以下的紫外辐射几乎全部吸收了）、散射作用（当散射粒子的尺度远小于入射光的波长时（a＜0.3λ／2π），称分子散射或瑞利散射，散射光分布均匀且对称）、反射作用（大气中云层和较大颗粒的埃尘能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去）。

11.直接辐射：

自太阳表面发射，未被大气散射而直接到达地表的太阳平行光的辐射强度称~。

影响直接辐射数值大小的主要因素有：

太阳高度角、大气透明度、大气质量数。

12.散射辐射：

大气对太阳辐射的散射作用而使部分部分辐射自天空到达地表的称~。

影响散射辐射数值变化的因素：

太阳高度角、大气透明度。

13.总辐射：

直接辐射和散射辐射之和称~。

14.地面有效辐射/地面辐射差额：

地面一方面通过长波辐射向大气传递热量，同时，接收大气的逆辐射。

地面长波辐射与大气逆辐射被地面所吸收的部分之差称~。

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。

15.地表净辐射：

地面吸收的太阳短波辐射与地面有效辐射的差值，称~（或地表辐射差额）。

影响净辐射大小的主要因素为太阳短波辐射，地面有效辐射由于地温和气温的变化不大，对其影响较小，所以太阳短波辐射强弱的日变化和年变化基本上就决定了净辐射的日、年周期变化。

16.大气逆辐射大气辐射指向地表的部分称为~。

17.光合有效辐射：

太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分。

波长范围0.4～0.7μm。

18.光合光量子通量密度：

单位时间通过单位面积的光合光量子数，数值单位是μmol/m2.s，测量仪器为光量子辐射仪。

19.植物的光补偿点和饱和点：

植物在进行光合作用的同时，也在进行着呼吸作用，当一定光强下的光合积累与呼吸消耗相平衡时，称此光强为植物的光补偿点；在光补偿点以上，随着光照强度的增加，植物的净光合速率逐渐增大，但当光强达到一定程度时，净光合速率达到稳定甚至下降，此时的光强称光的饱和点。

20.光周期现象：

植物的开花时间受到白天与黑夜、光照与黑暗的交替及其时间长度的影响，这种现象称植物的~。

植物光周期类型：

长日照植物-苹果、短日照植物-玉米、日中性植物-西红柿。

短日照作物：

南种北引，生育期延长，后期的低温对于其花芽分化及开花影响很大，可能造成其不能开花结果；北种南引，生育期缩短，影响产量。

长日照作物：

北种南引，延长生育期；南种北引反之。

21.光能利用率：

作物固化的太阳能与生长期间到达田间的太阳能的比值。

提高光能利用率途径：

选择优良品种；合理的种植制度和种植方式：

间作套种、密度、行向行距等；水肥管理：

营养均衡；环境调控。

第三章：

温度（大气热状况）

1.气温是指离地面1.50米气层的平均温度。

2.土壤温度指的是0～20cm土层的温度。

3.体温即生物体表的温度，对于生物体来说，体温是直接反映其生理状态的外在特征。

4.日平均温度：

以每天北京时02h、08h、14h、20h的温度值的算术平均来表示。

5.极端温度：

包括极端最高（低）温度、某时段内最高（低）温度、平均最高（低）温度。

6.日较差：

一天中最高温度和最低温度的差值，或称之为温度日变幅。

影响因素：

纬度、季节、地形、土壤性质、天气。

7.年较差：

一年中，最热月的平均温度和最冷月的平均温度之差。

8.热容量（cv）：

单位容积土壤温度变化1℃所吸收（放出）的热量（J.m-3.℃-1）称作容积热容量。

9.导热率（λ）：

在单位温度梯度的两个界面间，单位时间通过单位面积的热能，称作导热率（J.m-1.s-1.℃-1）。

10.影响土表温度变化的因素。

影响到达地表的总辐射数值大小的因子：

纬度、季节、不同时刻、大气透明度、坡度、坡向。

影响地表反射率的因子：

颜色、植被、土壤含水量。

影响地面有效辐射的因子：

地表温度、空气温度、云状、云量、空气中尘埃。

影响土壤热通量大小的因子：

土壤类型、土壤湿度、空隙度、土层温度垂直梯度。

影响地表蒸发速度的因子：

土壤湿度、空气湿度、地表风速、地形、大气压。

影显热通量大小的因子：

气温垂直梯度、风场、空气湿度。

11.土壤温度的变化。

日变化：

一天中最高温度一般出现于午后13h左右，而最低温度出现于日出前后，一天中温度变幅即日较差，随纬度、地形、季节、离海远近、土壤性质、天气等而不同。

年变化：

一年中最高温度一般出现于七月，最低温度出现于一月，土温的年较差大小主要决定于太阳辐射能的年变化，随着纬度的增加，年较差变大，另外也随着离海远近而有一定的差异，沿海小而内陆较高。

垂直变化：

土温随深度的增加，其振幅减小、位相落后，到某深度后，其日（年）较差为0称为日（年）恒温层。

12.热传导指的是物质系统（气体、液体或固体），由于内部各处温度不均匀而引起的热能（内能）从温度较高处向温度较低处输运的现象。

13.对流：

空气的垂直运动成为对流。

按照成因可以分为自由对流（热力对流）和强迫对流（动力对流）两种。

14.平流：

指空气的水平方向运动或其运动的水平分量。

15.湍流：

空气的不规则运动称为~/乱流。

湍流一般发生于边界层空气与下垫面之间的相对运动。

16.气温垂直梯度：

每升高1hm，空气温度下降的数值。

17.辐射逆温：

由于下垫面夜间强烈辐射而形成的。

18.平流逆温：

暖平流到达冷的下垫面，由于热交换而形成。

19.山地逆温：

山区夜间山顶冷空气下滑迫使谷中暖空气抬升而形成。

20.锋面逆温：

冷暖气团相遇，在其交界面形成。

21.逆温：

在一定条件下，对流层中气温随高度的增加而升高的现象。

对于农业生产的意义：

1利用逆温现象防霜冻（熏烟，逆温层空气层结稳定）；2喷洒农药；3作物种植地块的选择；4昆虫的迁徙与逆温。

22.温度对农作物生长发育的影响：

影响作物的分布界限；影响作物的产量；影响到作物的生长期；影响作物的花芽分化；影响到作物的光合与蒸腾等生理活动。

23.三基点温度：

作物生命活动过程的最适温度、最低温度和最高温度的总称。

其共同特征：

1最高温度、最低温度和最适温度都不是一个具体的温度数值，而有一定的变化范围。

2无论是生存、生长还是发育，其最适温度基本上是同一个变幅范围。

3各种作物的最低温度不同，其温度的最低点之间差异很大，最低温度距最适温度的离差范围较大。

4与最低温度比较，各种作物的最高温度指标彼此差异较小，而且最高温度与最适温度的数值相对比较接近。

24.活动积温：

大于或等于作物生物学下限的日平均温度称为活动温度，活动温度的累积称为~。

25.有效积温：

活动温度和生物学下限温度的差值称为有效温度，有效温度的累积值称为~。

25.积温的意义及应用：

是作物与品种特性的重要指标；作为物候期预测的重要依据；表示一个地区热量资源的重要统计量；安排农作物种植的重要依据；可作为灾害等级预测的参考因子。

26.调控温度的农业生产措施：

塑料大棚、拱棚、网室、阳畦等；灌溉、熏烟；耕作松土；垄作、沟播；施有机肥等。

第四章：

水汽

1.绝对湿度：

单位容积空气中含有的水汽质量数，记做a或ρw。

单位为g/m3。

2.水汽压：

水汽在大气中的分压称作~，以e表示，单位为hPa。

水汽压与绝对湿度之间的关系可以用下式表示：

a＝217×e/T。

T为空气温度（绝对温标），单位为K。

3.饱和水汽压：

空气中能容纳的水汽量是有限的，空气中所能容纳的最大水汽量在大气中的分压称为~。

用E表示。

纯水平面上饱和水汽压可以用下面半经验公式表示：

E＝E0×10^（7.5×t/（237.3+t））

4.饱和差：

表示空气中尚能容纳的水汽量，表达式为：

d＝E－e

5.相对湿度：

表示空气达到饱和的程度，表达式为：

RH＝e/E×100％

6.露点温度：

简称露点（td），指的是当空气中水汽压不变情况下，降低空气温度使空气刚好达到饱和时的温度。

7.水面蒸发的影响因素：

水面的饱和水汽压与空气中水汽压之差；水面上风速；溶液浓度；水面上大气压。

8.土壤蒸发三个阶段：

重力水阶段、毛管水阶段、束缚水阶段。

9.农田水分蒸散：

农作物生长过程中，土壤蒸发与植物蒸腾同时存在，其共同消耗的水分称为~，简称蒸散。

常用的估算办法主要：

水分平衡法、桑斯威特法、彭曼法、鲍恩比法

10.辐射降温：

夜间，地表通过地面有效辐射大量散失热量，温度下降，而接近于地表的空气温度随之而下降，此称之为辐射降温。

11.平流降温：

暖空气流入到冷的下垫面，下层空气由于和地表的热量交换而降低温度，这种方式称为~。

12.混合降温：

两团温度不同的未饱和空气相混合后，温度发生变化，称为~，它有可能使得空气达到饱和状态。

13.绝热降温：

当空气团与外界热量交换达到动态平衡，称为绝热。

绝热的空气团作上升运动时，由于大气压减小，空气膨胀而作功，内能降低，温度下降，称为~。

分干绝热和湿绝热两种形式，区别在于有无水汽凝结，其降温速率分别为每上升1hm，温度下降1℃和约0.5℃。

14.露、霜。

地表凝结面温度大于0℃凝结为露，反之为霜。

形成的降温方式：

辐射冷却。

形成的有利天气条件：

夜晚晴朗微风的天气。

雾淞形成原因：

蒸发雾遇到冷的物体（树枝等）在其表面凝结而形成。

雨淞形成原因：

雨水在冷的凝结面上冻结而成。

15.辐射雾：

由于地面和近地层空气辐射冷却，使空气达到过饱和而凝结形成。

形成的有利天气条件：

晴朗微风潮湿的天气。

16.平流雾：

暖空气流经冷的下垫面，其下部与冷的下垫面接触，逐渐降温而形成。

17.地形雾：

由于地形因素而形成的雾。

主要为夜间山上冷空气下沉，山谷中暖湿空气被抬升降温而形成。

18.蒸发雾：

初冬季节，水面温度较高，蒸发强烈，蒸发的水汽输送到空气中，空气温度较低，饱和水汽压较小，水汽达到过饱和而形成的水汽凝结物。

19.锋面雾：

地面锋线附近，暖空气被抬升而形成。

20.云。

形成方式：

绝热降温。

形成与维持云存在的必要条件：

空气的上升运动。

21.降水量：

从云中降落到地面的水汽凝结物，未经蒸发、渗漏和流失，在水平面上所积聚的水层深度称~，单位:

mm。

22.降水强度：

单位时间的降水量，一般以小时、日为单位，按不同降水强度可将降水分为小雨、中雨、大大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨等级别。

23.降水变率：

表示降水量年际间变动程度的统计量。

24.地球上物体在重力作用下都要向下运动，为什么云滴难以降落地面而形成降水？

夏季降水要比冬季的雨滴大？

降水的形成过程就是云滴增大的过程。

1.温度是物体内能的宏观表现，分子平均平动动能。

采用间接的方法测量物体的温度。

2.温标：

定量描述物体温度高低的数值单位。

3.温度表。

普通温度表：

刻度板最小刻度0.2℃，顶端有塑料套管。

最高温度表：

感应球与毛细管交接处有一玻璃针。

最低温度表：

测温液体为酒精，毛细管内有一蓝色游标。

4.温度测量分为接触式和非接触式两大类。

接触式，优点：

直观可靠。

缺点：

是感温元件影响被测温度场的分布，接触不良等都会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。

非接触式，具有较高的测温上限，热惯性小，便于测量运动物体的温度和快速度变化的温度。

第五章：

气压与风

1.大气压：

单位面积上空气柱的重量，简称气压。

分布特点：

水平方向分布不均匀；垂直方向，随着高度的增加大气压逐渐减小；有日变化和年变化规律。

2.等压面：

空间大气压相等的点构成的面。

形状类似地表，但其为连续的面。

3.等高面：

空间位势高度相等的点构成的面。

4.等压线：

一组等压面与同一等高面形成一组交线，每根交线为一等压线。

5.等高线：

一组等高面与同一等压面形成一组交线，每根交线为一等高线。

6.压高公式：

ΔZ＝Z2－Z1＝18400（1+αt）log（P1/P2），α＝1/273，t＝（td+tu）/2

7.高压系统：

中心气压高，四周气压低，闭合的等压线构成的气压系统。

又称反气旋。

8.高压脊：

高压系统向外延伸的部分，中心气压高，四周气压低，等压线不闭合。

等压线曲率最大的点的连线称作脊线。

9.低压系统：

中心气压低，四周气压高，闭合的等压线构成的气压系统。

又称气旋。

10.低压槽：

低压系统向外延伸的部分，中心气压低，四周气压高，等压线不闭合。

等压线曲率最大的点的连线称作槽线。

11.鞍形场：

两高两低气压系统相对形成的特殊气压系统，等压面形似马鞍，称鞍形场。

12.形成空气运动的根本原因为：

水平方向温度不均匀，而其直接原因为水平方向气压的不均匀。

13.风压定律：

背风而立，高压在右，低压在左。

（高压在右后方，低压在左前方。

）

14.地转风：

等压线平直的气压场中，由水平气压梯度力和水平地转偏向力共同作用而形成的空气运动模式。

15.梯度风：

等压线不平行的气压场中，由水平气压梯度力、水平地转偏向力和惯性离心力三力共同作用下空气的运动模式。

16.大气环流：

地球表面各种规模（尺度）的空气运动总体表现称~。

形成原因：

太阳辐射在地球表面分布的不均匀；地球的自转对运动着的空气的偏转作用；地球表面的不均匀，主要是大尺度的海洋陆地的热力差异；其它因素。

17.海陆高低气压中心形成的原因：

海陆热力性质的差异。

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