大气物理学题库~_答案内容.docx
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一、 选择题
大气物理学题库答案
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二、 填空题
1.氮气、氧气、氩气（或N2、O2、Ar）
2.原始大气、次生大气、现代大气
3.基尔霍夫定律、普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩定律。
4.核化（或填异质核化）、凝结、碰并、连锁；
5.水云、冰云、混合云；
6.色；
7.爱根核，大核，巨核；
8.增加空气中的水汽、降温。
9.CO2、O3；
10.瑞利散射，米散射，几何光学散射；
11.宇宙射线 地壳αβγ射线作用 大气中放射性元素
12.低气压、高气压、低压槽、高压脊、鞍型气压场
13.Kirchhoff（或基尔霍夫）
14.紫外光、红外光
15.辐射平衡、热量平衡，潜热、感热，太阳辐射，大气。
16.高压、低压
17.冷却、增湿、冷却、增湿
18.日地平均距离大气上界
19.比湿、混合比 、水汽密度、 露点、 相对湿度 。
20.状态（变化）、层结 。
21.对流层 、平流层 、中层、热层、外层。
22.绝热上升膨胀冷却、辐射冷却、平流冷却、混合冷却。
（降温过程很多，写出其中四种即可）
23.
¶q>0、
¶z
¶qse<0 。
¶z
24.大气温度直减率，干绝热递减率，湿绝热递减率。
25.TSP 、 降尘 、PM10 。
（任意写出其中的三种）（可在TSP、降尘、
PM10、PM2.5、尘粒、粉尘、灰、飞灰、总灰等中任选三个）
26.虚温。
27.8， 等温 。
a=2pr
28.长波辐射。
l
29.、分子散射（或瑞利散射）。
30.波长、红外光、紫外光。
31.太阳散射辐射，瓦/米2。
32.行星反照率。
33.热流量。
34.1000
35.大气压力是指单位面积上 直至大气上界 整个空气柱的重量，是气象学中极其重要的一个物理量。
常用的单位有：
Pa 、hPa 、毫巴（标准大气压） 等。
标准大气状态下，我们假设海平面气压为 1000hPa，1.5km高度气压为850hPa
，5.5km高度气压为500hPa 。
36.水汽混合比是指水汽 的质量与干空气 的质量比，比湿是指水汽 的质量与湿空气 的质量比。
37.绝热过程指系统与外界没有热量交换 的过程。
干绝热过程指没有相变发生的的绝热过程。
位温指把空气块干绝热膨胀 或压缩 到标准气压时应有的温度。
38.大气窗区是指8-12μm 波段的 长波 辐射。
39.光学厚度是指沿辐射传输路径上，单位截面积上所有吸收和散射物质产生的总
削弱。
40.大气按照温度随高度的变化分为 对流层 、 平流层 、 中间层 、 热和外层,其中极光出现在热 层。
41.气象要素是表征大气状态和现象的物理量。
例如温度 、湿度 、气压 、
风 都是常规气象要素。
42.大气静力学方程的导数形式是 dp/dz=-ρg ，该方程适用于静止大气 大气，和一般 大气，不适用于垂直运动强的 大气。
43.地面天气图是等高面图，在地图上绘制等压线图；高空天气图是等压面，其上绘制等高线。
（填空选项：
等高面，等压面，等高线，等压线）
44.位温是气块经过干绝热 过程，气压变为1000 时，气块所具有的温度。
45.由于大气对8-12微米 的辐射的吸收很弱，因此地面发出的该波段范围的长波辐射可顺利地被发送到宇宙空间。
46.地球表面的辐射差额（净辐射）就是地面所吸收的太阳短波辐射和地面放出的有效辐射之差。
在夜间，表面的辐射差额是负值，则地面降温。
47.谱线增宽的因素有自然增宽、压力增宽、多普勒增宽,其中在实际大气中增宽中压力增宽和多普勒增宽同时存在，在大气低层，谱线的增宽主要由压力增宽决定。
高层的谱线增宽由多普勒增宽。
48.使空气达到饱和的途径有降温 、增湿。
在自然界中形成云雾的主要降温过程主要以绝热膨胀降温为主。
49.在讨论大气的压强随高度的变化关系时，根据应用的需要将温度和密度作了一些假设，进而产生了三种具有广泛应用的大气模式，分别为等温大气模式 、多元大气模式、均质大气模式 。
50.世界气象组织对标准大气的定义是，能够粗略地反映出周年、中纬度状况，得到国际上承认的，假定的大气温度、密度和气压的垂直分布。
51.大气对辐射的吸收具有选择性 ，吸收长波辐射的主要气体是 水汽
，其次是 二氧化碳 和 臭氧 。
52.按照尺度数可以将散射分为三类，分别是瑞利散射 、米散射和几何光学散射，其中气溶胶粒子对可见光的散射属于米散射 。
53.在Ｔ－ｌｎＰ中，气块温度随高度的变化曲线称为 状态 曲线，周围大气温度随高度的变化曲线称为 层结 曲线。
三、 名词解释
1.大气气溶胶：
含有分散、悬浮的固态和液态粒子的大气称为大气气溶胶。
2.大气窗：
大气中主要吸收气体对长波辐射的吸收有明显的选择性，在某些波段有
强的或较强的吸收带，二者这些吸收带之间有些很弱的准透明区，称为“大气窗”，为8-12微米波段。
地面发生的长波辐射可以透过大气射向太空。
3.位温：
位于任意温压状态（P，T）下的空气，干绝热移动到P=1000hpa处具有的温度称为位温。
4.梯度风：
在水平面上沿曲线运动的空气，在水平气压梯度力、科里奥利力和离心力的平衡下的风称为梯度风。
5.峨眉宝光：
在多雾的山上早晨或傍晚，当观测者站在山上，日光从他背后射向他前面的密云或浓雾时，他可能看到云雾幕上出现一个人影，且围绕在人影四周有
S0,l
一圈的彩色光环。
这种光象常出现在四川峨眉山，故称为峨眉宝光。
6. 以 表示大气上界在日地平均距离d0时，与日光垂直平面上的太阳分光辐照度，此时的太阳积分辐照度S0称为太阳常数。
7.辐射通量密度：
单位时间内通过单位面积的辐射能，单位为W.m-2。
8.由于云和气溶胶（特别是火山灰）对太阳辐射的强散射作用，导致到达地面的太阳辐射能减少，称为阳伞效应或反射效应。
9.焚风效应：
潮湿的气流经过山脉时被强迫抬升，达到凝结高度后水汽就凝结而形成云。
气流继续上升后其温度将按假绝热减温率变化，凝结出的水分部分或甚至全部降落。
气流越过山顶以后，由于水分已全部降落或部分降落，将干绝热下沉或先湿绝热下沉待剩余水分蒸发完后再干绝热下沉。
因此，在山前山后的同一高度上，气流的温度、湿度都不同，背风面出现了温度高、湿度小的干热风。
10.假相当位温：
空气由原来的状态沿干绝热过程上升，到达抬升凝结高度LCL后再沿假绝热过程上升到水汽全部凝结脱离，再按干绝热过程下降到1000hPa处所具有的温度。
11.大气透明窗：
在地气辐射中的8~12um波段，大气的吸收作用很弱，地面长波辐射可以透过此窗口发送到宇宙空间。
12.光学厚度：
沿辐射传输路径，单位截面上所有吸收和散射物质产生的总削弱。
是
无因次量。
d=
lk'rdl=lkdl
ò0ex ò0ex
13.GPS测湿原理：
如果GPS接收机所在位置是事先测定的，只要知道各颗GPS星的轨道参数，地面接收机和各卫星之间的直线距离L是可以算出的，通过计算L和所测伪距之差即可得到由于大气影响所带来的延迟。
延迟的大小包含有大气结构的信息，可用来作为大气探测的一种方法，尤其是用于测量大气水汽含量。
14.抬升凝结高度：
未饱和湿空气块被外力强迫抬升时，因为上升速度快，可以认为是绝热的。
此时气块内的水汽压随着环境气压的减小而减小，与此对应，露点也降低。
气块上升时的干绝热减温率远大于它的露点递减率，气块的温度和露点将逐渐接近，在某一高度达到饱和并发生凝结。
这个湿空气块因绝热抬升而达到饱和的高度称为抬升凝结高度。
15.在绝热过程中，若讨论的是未饱和湿空气（无相变），这样的过程称为干绝热过程。
干绝热过程是可逆过程。
如果在饱和气块上升过程中，凝结物一旦形成便全部从气块中降落，并带走一些热量（不过此热量极少），在气块下沉时必然会沿着干绝热过程变化，无法再回到原来的状态。
这是一个开放系的不可逆过程，严格来说也不是绝热的，所以称为假绝热过程。
16.湿球温度是在等压绝热蒸发过程中，系统内的液态水蒸发使空气降温，达到饱和时空气所具有的温度，是这个过程中的最低温度。
这是理论上的湿球温度，也称等压湿球温度。
17.低层大气是一个干绝热气层，此时只要低层有一点扰动，空气就能上升，若水汽含量较大，上升到某一高度就会发生凝结。
这个凝结高度称为对流凝结高度。
18.维恩位移定律：
1893年维恩从热力学理论推导出黑体辐射光谱极大值对应的波长
λmax和温度的乘积为一常数。
由此可知，若黑体温度越高，则λmax愈小，故称维恩位移定律。
19.相对大气质量的准确定义，是指日光自角倾斜入射时与自天顶入射时的光学厚度之比。
20.若要把漫射辐射当作平行辐射处理，应当将其光学厚度加大1.66倍。
其原理是清
楚的，因为（ 0 ） 是这一层大气的垂直光学厚度，垂直方向辐射的光学路径最短，而其它方向的路径都要加长，其吸收当然也增加了。
作为对各个方向的积分，其最终效果是加大1.66倍，因此也有人把β称为漫射因子。
21.空中如有薄云存在，而且这种云主要由冰晶组成，由于冰晶对日光或月光的折射，就会引起一系列光学现象，统称为晕。
22.散射效率因子是粒子的散射截面与粒子几何截面之比。
23.辐射差额：
系统或物体收入辐射能与支出辐射能的差值。
24.湿空气定压降温达到饱和时的温度称为露点Td。
25.气层的温度直减率小于干绝热直减率而大于湿绝热直减率时的状态（gd>G>gs）。
即对未饱和空气，大气层结是稳定的。
26.根据正负面积的大小，可将潜在不稳定型再分成真潜不稳定和假潜不稳定两种。
若大气低层的湿度大，则气块能很快达到凝结高度，并容易被抬升到自由对流高度LFC以上，此时LFC以上的正面积大于LFC以下的负面积，即对流有效位能
CAPE大于对流抑制能量CIN，有利于对流发展甚至雷暴的形成，这是真潜不稳定型。
27.LFC高度以下的负面积区称为对流抑制能量CIN。
CIN的物理意义是：
处于大气底部的气块要能到达自由对流高度，至少需从其它途径获得能量的下限。
28.异质核化：
水汽在气溶胶粒子和离子上的汽—粒转化。
29.假绝热过程：
如果在饱和气块上升过程中，凝结物一旦形成便全部从气块中降落，在气块下沉时必然会沿着干绝热过程变化，无法再回到原来的状态。
这是一个开放系的不可逆过程，称为假绝热过程。
30.水汽同质核化：
在纯净的空气中，靠水汽分子随机碰撞、相互结合而生成云的胚胎， 这种过程称为水汽同质核化。
31.大气压强：
某高度的大气压强是指在该高度单位截面积的垂直空气柱的重量；
32.露点温度：
在水汽含量不变的条件下，使湿空气等压冷却到相对于平的纯水面为饱和时的温度。
33.假湿球位温:
空气由原来的状态A沿干绝热线上升，到达抬升凝结高度C后再沿假绝热线下降到原来的气压处B，则B处的温度即为假湿球温度,从假湿球温度Tsw沿着假绝热线降到1000hPa处所具有的温度。
34.静力能：
气快的焓与重力位势之和。
即静力能=h+Φ=CpT+gz。
35.播种云—供应云降水机制：
高层播种的云，一般是卷层云，在气旋云系中，高空对流泡是一种典型的播种云。
供应云，一般指浓密的层状云，如高层云、雨层云、层积云或层云。
当供应云受到冰雪晶粒子的播种后，云内会通过云水碰冻→云冰碰连→雪晶的有效转化以及碰并等过程，使其降水强度明显增加。
36.干洁大气：
不含水汽和悬浮颗粒物的大气称为干洁大气
37.标准大气：
所谓标准大气，就是能够粗略地反映出周年、中纬度状况的，得到国际上承认的，假定的大气温度、压力和密度的垂直分布。
38.净辐射：
系统或物体收入辐射能与支出辐射能的差值
39.比湿：
水汽与湿空气的质量比。
40.比辐射率：
物体的放射能力Fλ,T和黑体的辐射能力FB（l,T）之比为比辐射率 λ,
T。
41.逆温层：
某些气层的温度会随高度而增加，即Γ<0，这些气层称为逆温层。
42.多元大气：
气温随高度线性变化的大气。
43.瑞利（Rayleigh）散射：
分子散射的光的强度（决定于体积散射系数）与波长的4
次方成反比。
波长短的光散射多，波长长的波散射少。
44.混合比：
水汽与干空气的质量比。
45.辐亮度：
单位立体角、单位时间、单位面积所通过的辐射能量，单位为W/m2sr。
46.大气电导率：
在单位电场作用下，因大气离子运动而形成的大气电流密度值。
47.霜点：
湿空气在水汽含量不变的条件下，等压降温达到相对于纯冰平面饱和的温度。
48.光学质量：
辐射传输路径上单位截面气柱内所包含吸收或散射气体的质量。
49.行星反照率：
地球-大气系统的反照率称为行星反照率，它表示射入地球的太阳辐射被大气、云及地面反射回宇宙空间的总百分数。
50.海陆风：
在晴朗小风的气象条件下，海岸边界层内常观测到向岸风和离岸风的交替变化。
白天边界层下部的气流来自海面，称为海风；夜间则风向相反，称为陆风。
51.辐射通量：
是指单位时间内通过某曲面的辐射能，单位为W
52.大气逆辐射：
大气辐射一部分向上进入太空，一部分向下到达地面，向下到达地面的大气辐射称为大气逆辐射
53.蒸发雾：
冷空气流经暖水面上，由于暖水面的蒸发，使冷空气达到饱和，产生凝结而形成的雾。
54.水汽的均质凝结核化：
在纯净的空气中，靠水汽分子随机碰撞、相互结合而生成云滴的胚胎，这种过程称为水汽同质凝结核化。
55.散射：
是指微粒把入射到其上的辐射重新向各方向辐射出去的一种现象。
56.地面有效辐射：
地面辐射和地面所吸收的大气逆辐射之差。
57.平流雾：
由暖湿空气平流到冷的下垫面上，经冷却而形成的雾
58.冰晶的异质冻结核化：
以气溶胶粒子为核心，过冷水滴冻结成冰晶的过程。
59.虚温：
虚温是关于温度、水汽压和压强的函数。
为了能在湿空气状态方程中使用
Rd，并且使其与干空气状态方程具有类似的简单形式所引入的参量。
定义式为
eTV=T（1+0.378p）
60.不稳定能量：
如果气块在不稳定气层里做垂直运动，那么其垂直速度会不断增大，也就是气块的垂直运动动能会不断增加，气块所增加的这部分动能可看作由不稳定大气对气块作功而来。
转化为气块运动动能的那部分能量称为气块的不稳定能量。
61.位势高度：
重力位势与标准重力加速度的比值。
62.干绝热温度直减率：
气块在干绝热升降过程中，其温度随高度的变化率-dT/dz称为干绝热递减率。
63.辐射平衡：
物体的辐射收入与支出相等。
64.湿绝热过程：
有相变发生的绝热过程。
65.地面总辐射：
到达地面的太阳直接辐射与散射辐射之和称为地面总辐射。
66.均质大气：
密度不随高度变化的大气。
67.假绝热递减率：
气块在假绝热升降过程中，其温度随高度的变化率-dT/dz称为假绝热递减率。
68.酸雨：
pH值小于5.6的降水
69.超绝热减温率：
超过干绝热减温率的大气温度随高度的降低率。
70.光化学烟雾：
由汽车、工厂等排放的碳氢化合物和氮氧化合物等一次污染物在阳
光的作用下发生复杂的光化学反应，生成臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等二次污染物，这些一次污染物和二次污染物混合形成有害的光化学烟雾。
71.大气可降水量：
单位面积空气柱中所有水汽都凝结成液态水时所具有的厚度。
72.大气匀和层（均质层）：
86~90km高度以下，包括对流层、平流层、中层在内，由于湍流扩散作用使大气均匀混合，大气中各种成份所占的比例，除臭氧等可变成份外，在垂直方向和水平方向保持不变。
73.大气混合层：
大气边界层中，湍流受热对流控制的近地面层以上部分。
特点是层结不稳定，对流旺盛，位温和风向风速都变化甚小，常发生于晴朗的白天，其高度较层结稳定的边界层高，一般为1~2km，主要由热对流的高度决定，与地面的垂直湍流热通量和大气层结稳定度有关，边界层以下的大尺度下沉运动和平流作用对其高度也有所影响。
74.大气流体静力平衡：
大气处于静止时垂直气压梯度力与重力相平衡。
75.大气边界层：
又称摩擦层。
是指从地面至离地500~2000m以下的气层。
（本层气流受地面摩擦作用的影响大，故风速随高度增加而变大。
空气受地面的冷热影响大，故气温具有较明显的日变化。
摩擦层内的对流运动与乱流运动都很强烈。
低云、雾、霾出现在这一层中。
）
76.PM10：
悬浮在空气中，空气动力学直径≤10微米的颗粒物，又称为可吸入颗粒物或飘尘）。
77.热岛效应：
城市地区由于人口稠密，工业集中，造成温度高于周围地区的现象。
78.绝对不稳定大气：
环境温度递减率大于干绝热减温率的大气状态，此时气块抬升后温度高于环境空气温度。
79.辐射雾：
由于地面辐射冷却，致使贴近地面的空气层中水汽达到饱和而凝结形成的雾。
一般发生在晴朗无云有微风水汽较充沛的夜间。
80.贝吉隆过程：
在有冰晶和过冷却水滴共存的云中，由于冰面的饱和水汽压比过冷却水面的饱和水汽压小，当空气中的实有水汽压介于两者之间时，过冷却水滴会因蒸发而减小，水分子不断由水滴向冰晶上转移，冰晶则因凝华而增大。
81.大气保温效应：
简称“大气效应”。
大气具有允许太阳短波辐射透入大气低层，并吸收地面和低层大气的长波辐射，从而阻止地面和低层大气长波辐射逸出大气层，使大气温度保持较高的水平。
82.日周光:
当散射过程以米散射为主时，在太阳周围的天空表现出很强的散射光强
83.自由对流高度:
起始高度以上状态曲线和层结曲线第一次交点，该高度以下，空气块只能在冲击力的作用下作强迫抬升,超过此高度，空气块就可以在大气
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