《气象学》章节知识点

第一章 大气一、名词解释：大气科学：大气科学是研究地球大气状态的演变和发生在大气的动力、物理、化学的各种现 象的形成原因及其随时间和空间的演变规律，以及研究如何采用这些规律为人类服务和人类 活动对大气影响等方面的一门科学。天气：某一地区，在某一瞬时或短时间内各种气象要素的综合表现。是大气中的大气状态和 天气现象的综合。气候：是指在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动长时间相互作用下，在某一时段 内大量天气过程的综合。干洁大气：不含水汽、液体和固体杂质的大气。 气象要素：表示大气中物理现象和物理变化过程的物理量，统称为气象要素。酸雨：酸雨是指PH5.6时的降水气温直减率：描述大气温度在垂直方向的变化（的物理量） 或（实际气层中高度每变化单位高度时气温的降低值） 二、填空题1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是：氮气、氧气、氩和二氧化碳。2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外辐射。3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收长波辐射辐射。4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上低，夏天比冬天低低。5. 水汽是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角 色。6. 在对流层中，温度一般随高度升高而降低。三、判断题：（说明：正确的打“厂，错误的打“X”）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。 （X）2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。（X）3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。（X）4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬,下层多于上层，夏季多于冬季。（V）5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热层、中间层、平流层和散逸层。（X）（对流层、平流层、中间层、热层、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。（V）7. 热层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。（V）四、问答题：1. 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？水汽有很重要的作用：1。是大气中最活跃的成分。不稳定，进行三态变化，是天气变 化的主要角色。2。水汽在相变过程重要吸收或放出潜热，水汽含量的多少直接影响到 地面和空气的温度，影响天气的变化。3。水汽能强烈吸收地面长波辐射，它和二氧化 碳一起对地面保温起着重要作用。2. 大气在铅直方向上分层的依据是什么？根据温度、空气运动方向和光解程度等现象统一将大气在垂直方向上分为对流层、平 流层、中间层、热层、散逸层。3. 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？大气在垂直方向上分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层。对流层特点：1。气温随高度升高而降低。2。空气具有强烈的对流、乱流运动。3。气 象要素水平分布不均匀。4. 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？作用：（1）阻挡强紫外辐射到达地面，保护了地球上的生命。大气中臭氧的浓度很低，但它可吸收太阳紫外辐射中紫外C（波长0.200.28um）的全部和紫外B（0.280.32um） 绝大部分。臭氧不能吸收的紫外A （大于0.32um）恰恰对人类有好处：可起到杀菌治病、 促进人体对钙的吸收、加快植物细胞和纤维素的合成等作用（2）臭氧层吸收的太阳紫 外辐射能量使平流层大气增温，对平流层的温度场和大气环流起着决定性作用。“温 室气体”。（3）是一种强氧化剂，能促进二氧化硫的氧化及氮氧化物的转化，这些过 程是酸雨和光化学烟雾的主要成因之一；因为臭氧主要集中在平流层，臭氧吸收太阳短波紫外线辐射，使平流层顶部具有较高 的温度，温度从上往下传导，所以温度随高度升高而升高。第二章 辐射一、名词解释题： 辐射：物体以电磁波或粒子的形式向外放射能量的方式叫做辐射，放射的能量叫做辐射能 也简称辐射。辐射通量密度：单位时间、单位面积上通过的辐射能量（W/m2； J/s.m2） 太阳高度角:太阳光线与地平面的夹角（h） 可照时数：指一地从日出之日落的时间长度； 太阳常数：日地平均距离时，在大气上界垂直于太阳光线的平面上，单位时间、单位面积接 受的太阳辐射量；（Rsc）大气质量数:太阳辐射路径上单位截面积空气柱的质量（m） 大气透明度:太阳辐射透过一个大气质量数后的辐射强度与透过前的辐射强度之比。 地球辐射:大气天窗：大气在整个长波段，除8-12um 段外，其余的透射率近于零，即吸收率为1,。 8-12um处吸收率最小，透明度最大 地面有效辐射；地面净辐射；光合有效辐射；光照时间；光饱和点：在一定的光照强度范围内，光合作用随光照强度的增加而增加，但超过一定的光 照强度以后，光合作用便保持一定的水平而不再增加了，这个光照强度就是临界点，称为光 饱和点；光补偿点：在光饱和点以下，当光照强度降低时，光合作用也随之降低，当植物通过光合作 用制造的有机物质与呼吸作用消耗的物质相平衡时的光照强度称为光补偿点；光能利用率：单位面积上作物收获物中包含的能量与投射该单位面积上的光合有效辐射能量 的比值；光周期现象：昼夜交替时间及其延续时间长度不仅影响植物开花，也影响落叶、休眠和地下 块茎等营养贮藏器官的形成。植物对昼夜长短的这些反应称为光周期现象； 大气逆辐射：大气辐射指向地面的部分称为大气逆辐射；太阳直接辐射：以平行光的形式直接投射到地面的直接辐射； 温室效应：大气逆辐射使地面获得部分能量，因而大气对地面有保暖作用，这种作用即温室 效应二、填空题：1. 常用的辐射通量密度的单位是W/m2。2. 不透明物体的吸收率与反射率之和为丄。3. 对任何波长的辐射，吸收率都是1的物体称为绝对黑体。4. 太阳赤纬在春秋分时为0 ，冬至时为 南纬23 27。5. 冬半年，在北半球随纬度的升高，正午的太阳高度角_减小。6. 由冬至到夏至，北半球可照时间逐渐 增长。7. 光照时间延长，短日照植物的发育速度就会减缓。&地面有效辐射随空气湿度的增大而减小，随地面与空气温度之差的增大而增大，随风 速的增大而减小。9. 地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差称为地面净辐射Rn。10. 太阳辐射辐射光谱分三个区，有（紫外线区）（可见光区）、（红外线区）。其中太阳辐射 能量最多的是（可见光区），其次是（红外线区），再其次是（紫外线区）。11. 大气上界的太阳常数是（ 1370W/m2）。12. 进入大气的太阳辐射有三种被削弱的方式（吸收 、散射 、反射 ）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。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_B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_C中。A.红外线；B.紫外线； C.可见光；D.长波辐射。4. 当地面有效辐射增大时，夜间地面降温速度将_A_。A.加快； B.减慢； C.不变； D.取决于气温。四、判断题：(V)(X)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. 白天气温升高主要是因为空气吸收太阳辐射的缘故。4. 地面辐射和大气辐射均为长波辐射。5. 在地面有效辐射中，地温高于气温，则有效辐射是正值 .6. 维恩位移定律表明黑体辐射最大值所对应的波长与温度成反比。7. 斯蒂芬-波尔兹曼定律表明物体的辐射能力与物体的温度成反比。五、计算题1. 任意时刻太阳高度角的计算根据公式 Sinh=sin sin+cos cos 6 cos 3大致分三步进行：(1) 计算时角3，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3 = (t 12)X15。其中t为以小时为单位的时间；(2) 计算sinh值(所需的6值可从气象常用表中查到，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：3 = ( t 12)X15=(1012)X15=30 冬至日：6=2327武汉纬度：=30.sinh = sin30 sin（23 27）+cos30 cos（ 23 27）cos（30 ）=0.48908 h=29172. 正午太阳高度角的计算根据公式：h=90+6进行计算；特别应注意当计算结果h90。时，应取补角（即用180h作为太阳高度角）。也可根据h=90 | 8 |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应取负值；在北半球为冬半年（秋分至春分）时，8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= 40 （在南半球） 8=20 .h=90（40）+（20）=110 计算结果大于90，故取补角， 太阳高度角为：h=180110 =70 也可用上述后一公式直接得 h=90|8| = 90|40（20 ）|=703. 分别计算北京（40。N）冬至、夏至和春秋分的正午12点的太阳高度角。4. 计算可照时间 大致分三步：（1）根据公式：COS3。= tg tg8计算cos0的值。 计算反余弦函数值30，得日出时角为一3，日落时角为+3（3）计算可照时间230 /15 （其中30必须以角度为单位）。0例 计算武汉（纬度=30）夏至日的可照时间。 解：夏至日8=23.5，cos3 =tgtg8=tg30tg（23.5）=-0.253 = 104.5可照时间=2 | | /15 =13.9小时05. 计算水平面上的太阳直接辐射通量密度根据公式： R =R am sinhsb sc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计算Rbsb例1计算北京（取=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=40,8=2327（冬至日），3=30 sinh=sin40sin（2327） + cos40cos（2327） cos（30）=0.352825 m=1/sinh=1/0.352825=2.83R =R am sinh=1367X0.82.8343X0.352825=256.25 （瓦米sb sc-2 ）例2计算武汉（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=30，8=2327，正午太阳高度角为 h=905=903023 27=83 27m=1/sinh=1.00657R =R am sinh=1367XO.8i.00657 X sin83 27=1084.87 （瓦米-2）sb sc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 =42S=18a=0.7正午时：h=90+6=904218 =30m=1/sinh=1/sin30=2R =R am sinh=1367X（0.7）2 sin30 =334.9 （瓦米-2 ）sb sc六、问答题：1. 可照时间长短随纬度和季节是如何变化的？春、秋分日（6=0），地球各地昼夜平分，昼长不随纬度而变化。从春分到秋 分的夏半年（60），北半球各地白昼长于黑夜，且纬度越高，白昼越长，夏至日 白昼达一年中的最长，在北极圈可出现有昼无夜的现象，称为极昼。冬半年（6V 0），北半球各地昼短于夜，而且愈到高纬度，白昼愈短，冬至日白昼达这一年中的 最短，在北极圈内，可出现有夜无昼现象，称为极夜。赤道上，终年昼夜平分。中 高纬度地区，随纬度增高，一年中昼长变化越大；低纬度地区终年昼长变化较小。南 北半球只是冬夏相反，春秋相反，昼长随纬度变化的规律不变。2. 什么是地面有效辐射？它的强弱受哪些因子的影响？ 地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，叫做地面有效辐射。影响因子：地面温度、空气温度、空气湿度、云、地表性质、风、海拔高度3. 写出地面净辐射公式并说明各项所代表的意义。Rn=（Rsb+Rsd）（l-a）+Rld-Rlu第三章一、名词解释 热容量：某物体温度每升高或降低1摄氏度所吸收或放出的热量；导热率：当物体的垂直温度梯度为1 C/m,单位时间通过单位水平截面积的热量； 逆温：对流层温度随高度升高而升高的现象； 温度日较差：一天中最高温与最低温的差值； 温度年较差：一年中月平均温最高值与最低值之差； 三基点温度：作物生长的最适温度、最低温度、最高温度； 农业界限温度:标志某些重要物候现象或农事活动的开始、终止或转折的温度，简界限温度； 温周期现象：（在自然条件下，环境温度呈昼夜和季节的周期性变化，植物适应这种变化而 呈现有节奏的生长）.通常将植物对季节或昼夜温度变化的反应称为温周期现象； 积温：是某一时段内逐日平均气温累计之和，是衡量作物生长发育对热量条件要求和评价热 量资源的重要指标，单位0Cd；活动温度：高于生长下限温度B的日平均温度；活动积温：生物在某一发育期中活动温度的总和；有效温度：高于生长下限温度B的日平均温度与生长下限温度之差；有效积温：生物在某一发育期中有效温度的总和；大气稳定度：空气在铅直方向上位置稳定的程度；二、填空题；3、大气减弱太阳辐射的方式有（吸收）、（散射）、（反射）、2、当y = Y时，对作干绝热升降运动的空气团而言，大气是（中性的 ）;对作湿绝热升d降运动的空气团而言，大气是（ 不稳定的 ）。3、当y=Y时，对作湿绝热升降运动的空气团而言，大气是（中性的 ）;对作干绝热升m降运动的空气团而言，大气是（ 稳定的 ）。4、当（yY ）时的气层是绝对不稳定的；当（Ym YYd）时，气层为条件性不稳d定。5、暖而轻的空气上升，冷而重的空气下沉，这种空气的升降运动称为（对流；）空气的不规 则运动称为（湍流或乱流）；大规模空气的水平运动称为（平流）。6、干空气或未饱和的湿空气团的绝热变化称为（干绝热变化）；其温度随高度的变化率称为 （干绝热直减率）：常用（Yd ）表示，其值为（1.0C/100m）。7、饱和湿空气团的绝热变化称为（湿绝热变化）；其温度随高度的变化率称为（湿绝热直减 率）：常用（Ym ）表示，其值平均为（0.5C/100m）。8、影响气温日较差的因素有（纬度）、季节、地形、（天气）、（下垫面性质）。9、土壤温度随深度的增加而增加的类型称为（ 辐射型 ），土壤温度随深度的增加而降 低的类型称为（ 日射型 ）。10、一天中，太阳辐射的最大值出现在（12点），空气温度的最大值出现在（14-15时 ）。11、土壤温度的垂直分布类型为（日射型）、（辐射型）、（过渡型）。12、植物的三基点温度是：（最适温度）、（最低温度）、（最高温度）。13、某地某月16日的日均温分别是10.2, 10.1，9.9，10.5，10.0，10.2C，若某一生 物的生物学下限温度为10C，则其活动积温为51.0 C，有效积温为1.0 C。14、空气温度日变化规律是：最高温度出现在 14-14时，最低温度出现日出前后时。年变化是最热月在 7月，最冷月在月。15、土温日较差，随深度增加而 减小，极值（即最高，最低值）出现的时间，随着深度的增加而滞后 。16、水的热容量（C）比空气的热容量 大 。水的导热率（入）比空气 大。粘土的 热容量比沙土的要大，粘土的导热率比沙土 大 。17、我国气温日较差，高纬度地区 较小，低纬度地区 较大：年较差随纬度的升高而 增大 。三、判断题：（V）（X）1. 对流层中气温随高度升高而升高。（X）2. 我国气温的日较差，年较差都是随纬度升高而升高。（X）3. 寒冷时期，灌水保温，是因为水的热容量大。（V）4. 紧湿土壤，春季升温和秋季降温均比干松土壤要慢。（V）5. 干绝热直减率：r=0.5C/100米；湿绝热直减率：r=1.0C/100米。（X）dm6. 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。（X）7. 气温随高度升高而升高的气层，称为逆温层。（X）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（ ）。清晨转换型正午受热（日射）型夜间放热（辐射）型傍晚转换型2. 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（ ）。白天升咼慢，夜间降温快白天升咼快，夜间降温慢白天和夜间，升温、降温都快白天升高慢，夜间降温慢3. 气温的日较差和年较差随着纬度的升高是（ ）。日较差，年较差均减小日较差、年较差均增大年较差增大，日较差减小日较差增大，年较差减小五、简答题：1 .地面最高温度为什么出现在午后（ 1 3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35C,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。4. 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。5、在对流层中，气温随高度的增加而降低的原因是什么？一方面，地面是大气增温的主要和直接热源，对流层增温主要依靠吸收地面长波辐射， 因而离地面越远获得的地面长波辐射的热能越少，气温越低;另一方面，距离地面越近 对地面吸收辐射吸收能力较强的水汽和气溶胶粒子也就越多，气温也就越高，越远离 地面，水汽和气溶胶粒子越少，则温度越低。六、计算题：1、某地在200米处气温为19.9C,在1300米处气温为7.8C。试求2001300米气层中干 空气块的大气稳定度。解：据题意先求出 Y： Y=(19.97.8)/(1300200)=1.1/100 米再进行比较判断：Y =1C/100米YYdd.在2001300米的气层中，对干空气块是不稳定状态。2、某地五天的日平均温度分别是：10.5C; 11.7C; 9.5C; 10.0C ;12.0C。该地五天210.0C的活动积温是多少？3、某地五天的日平均温度分别是：10.5C; 11.7C; 9.5C; 10.0C;12.0C。该地五天三10.0C的有效积温是多少？第四章 水分一、名词解释：饱和水汽压：空气中水汽达到饱和状态时的水气压； 露点温度：在大气压力和水汽压不变的情况下，通过降低温度使未饱和的空气达到饱和时的 温度；饱和差：在某一温度下，空气饱和水气压与实际水汽压之差； 相对湿度:空气中实际水气压与当时气温下的饱和水气压的百分比； 降水量：指从大气中降落到地面未经蒸发、渗漏和流失而在水平面上积聚的水层厚度(固态 降水至融化后的厚度)，单位为毫米；干燥度：一个地区某时期的水面可能蒸发量与同期的降水量的比值； 农田蒸散：植物蒸腾和农田植被下土壤表面蒸发是同时发生的，将农田表面水分输送到大气 中去的总过程称为农田蒸散； 降水距平：又叫绝对变率，指某地某一时段的实际降水量与多年同期平均降水量之差； 降水变率：一段时间内的降水距平与多年平均降水量的百分比； 降水强度：单位时间内的降水量（常取10分钟，1小时或1日）； 作物水分临界期：（不同的作物生长时期需要水的量是不同的，对水分的敏感程度也不同） 在作物生长发育的整个过程中，对水分最敏感的时期称为作物的水分临界期；植物蒸腾系数：是指植物形成单位重量干物质所消耗的水量（Kt）； 水分利用率：是作物蒸散消耗单位重量的水分所合成干物质的重量；二、填空1、空气湿度的表示方法有：（水汽压）、（露点温度）、（饱和差）、（相对湿度）、（绝对湿度）。2、水汽压的日变化的两种类型分别是：（单峰型）和（双峰型）。3、一天中相对湿度的最高值出现在（清晨）时，最低值出现在（14-15 ）时4、水汽凝结的条件为：（空气中水汽达到饱和或过饱和状态）、（空气中具有吸湿性的凝结核）5、云的存在和发展必须具备的条件是空气中（水汽达到过饱和状态）、（ 需要有凝结核）， 还必须有（水汽的不断输送和补充）。6、云滴增大主要是通过（ 凝结增长 ）、（ 碰并增长 ）两种过程完成的。7、降水量的单位是（mm ），降水强度的单位是（mm/d或mm/h ）。8、产生于地表或地物上的水汽凝结物主要有（露）、（霜）、雾凇和雨凇等，产生于空气中的 水汽凝结物主要有（云）和（雾）。9若大气中的水汽凝结时的露点温度（高于O0C ），则凝结为露；若露点（低于O0C ）， 则水汽凝华为霜。形成露和霜的有利条件是（晴朗微风的夜晚 ）。三、简答题1、什么是蒸发通量密度（或蒸发速率）？影响水面蒸发的因子有哪些？如何作用？ 定义：单位时间内单位面积上蒸发出水的质量。影响因子：1。水面温度：温度越高，蒸发越快。2。水汽压：空气中水汽压越小，蒸发越 快。3。气压：气压越小，蒸发量越大。4。风速：风速越大，蒸发量也越大。5。溶质浓度： 浓度越大，蒸发量越小。2、自然界中有哪些途径和方式使空气中的水汽达到过饱和状态？四、计算题：1.当饱和差为1 hPa，相对湿度为80%，求饱和水汽压是多少？解：已知 d=Ee =1hpaU = e / E=0.8贝9： e = E-1又（E1）/E=0.8AE= 5 （hPa）答：饱和水汽压为5hPa。2. 温度为20C，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r =1C/100米，r=0.5C/100米，且温度为10C, 15C，20C，25C时 dm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 =15C时，则水汽饱和：E =17.1hPa15凝结高度为：Z =（t t ）/r =（2015 ） /（IC/100 米）=（2015）X100=500d o d d米T =20（1.0X500/100）0.5（1500500）/100=10C1500米 t=10+1X 1500/100=25C e=E =12.3hpa山背脚 10U = e/EX100 =12.3/31.7X100=39答：背风坡海平面上的气温为25C，相对湿度为39%。第五章气压和空气运动一、名词解释 低气压：是中心气压低、向四周气压逐渐升高的闭合等压线区； 高气压：是中心气压高、向四周气压逐渐降低的闭合等压线区； 地转风：在自由大气等压线平直的气压场中，水平气压梯度力和水平地转偏向力相互平衡时 所形成的风； 梯度风：在自由大气中，空气做曲线运动时，水平气压梯度力、水平地转偏向力和惯性离心 力达到平衡时的风； 季风：大范围地区的盛行风相随季节有显著改变的大气寒流； 海陆风：在沿海地区形成的昼夜间有风向转换现象的风； 焚风：气流翻越高山大岭时，在背风坡形成的又干又热的风； 大气活动中心：由于海陆热力差异等原因使纬向气压带分裂成范围较大的闭合高、低压区； 气压场:气压在三维空间上的分布；二、填空题：1. 按照三圈环流理论，北半球有赤道低压带、副热带高压带、副极低气压带、极地高压 四 个气压带和东北信风、盛行西风、极地东风一三个风带。2. 季风以一年 为周期，海陆风以 一天为周期，且海风 强于 陆风。3. 作用干空气运动的力有 水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力和 摩擦力； 其中在高层大气中，摩擦力力可以忽略:而空气作直线运动时，惯性离心力力可以忽略。4. 白天，由山谷吹向山坡的风是谷风，夜晚，由陆地吹向海洋的风是陆风。5. 气压场的基本型式有（高气压）、（ 低气压 ）、（ 高压脊）、（ 低压槽）和鞍形场。6. 水平气压梯度力是产生风的（原动力），其表达式为（）。7、在空气运动中，地转偏向力的作用是（ 使运动空气发生偏转）。8、地转偏向力只改变空气运动的（ 方向 ），不改变运动（ 速度 ）。三、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：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。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。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。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。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. 何谓大气活动中心？其中，北半球半永久性活动中心和季节性活动中心都有那些？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。四、综合论述题：1. 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。五、计算题：1. 一登山运动员，从海拔500m，气温为25C处开始登山。当他到达高度Z处时， 气压比出发时减少了 1/5,气温为13C。他继续往上走，到Z处时，气压比Z处又减少了 211/5，气温为-1C。试问Z、Z处的海拔高度各为多少？12解：已知开始登山时Z =500m， t =25C，00到 Z 高度 t1 =13C，Z 处 t =-1C1 2 2设开始登山时的气压为P0， 则 Z 处气压 P =（1-1/5）P=4/5P ,1 1 0 oZ处气压为P =4/5P2 2 1由拉普拉斯压高公式得：Z -Z =18400（1+a t）1gP /P1 om 01Z =500+184001+1/273X （25+3）/21gP /（4/5P ）=2407mZ =2407+184001+1/273X（13-1）/21gP /（4/5P ）=4229m答：Z、Z处的海拔高度分别为2407m和4229m。122. 在某山脚处测得气压为1013hPa，气温为19C,山顶处气压为880hPa,气温为12C，求 山的高度。第六章天气一、名词解释 天气:一地短时间内的大气状况及其变化的总称； 天气过程：各种天气系统相互配合，随着时间和空间的变化过程； 气团：如果某一大团空气的温度、湿度和稳定度等物理属性基本均匀一致，就称这一大团空 气为一个气团； 暖锋：当后面赶上来的暖气团追上了前面的冷气团，推动气团前进，暖气团将沿锋面爬升， 并逐渐取代冷气团位置，称为暖锋； 冷锋：冷气团在锋面移动中占主导地位，冷气团推动锋面向暖气团一侧移动，并逐渐取代暖 气团位置，称为冷锋； 静止锋：冷暖气团力量相当或地形原因，使锋面基本停留在某一地区所形成的锋叫做静止锋； 气旋:在北半球，大气中水平气流呈逆时针旋转的大型涡旋（在南半球大气中水平其流程顺 时针旋转的大气涡旋； 反气旋：在北半球，大气中水平气流呈顺势针旋转的大型涡旋； 霜冻：；寒潮；干热风二、填空题：1、根据热力分类法可将气团分为（ 冷气团 ）和（ 热气团）；2、？气团形成的必要条件是：一、（ 空气物理属性在水平方向上比较均匀）二、（空气物理 属性在垂直方向变化也比较一致）；3、根据锋的移动情况，可将锋分为（冷锋）、（暖锋）、（ 准静止锋）和（锢囚锋）；4、按气旋内部热力结构可分为（锋面）气旋和（无锋面 ）气旋；5、根据气团形成的源地可把气团分成四类：即冰洋气团、（赤道气团）（热带气团）（极地气 团）。6、春天最后一次出现的霜冻称为（晚霜冻），秋天第一次出现的霜冻称为（初霜冻）。7、温带地区最常见的天气系统是（ ），热带地区最重要的天气系统是（ ）。 &在 高压 系统长期稳定控制下易发生干旱。9. 静止锋的形成是因 暖气团 和 冷气团 相遇时势均力敌，或受 高大山脉 阻滞，而使锋面在原地少动或来回摆动，产生降水的时间长 ，范围更广 。10. 台风的天气区由 外围区，最大风速区，台风眼区 三部分组成,其中 最大风速区 天气最恶劣。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。（X）5. 切变线是指在850hPa或700hPa高空，温度出现的不连续线。（X）四、选择题：1. 霜期是指_C_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. _D_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. 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0C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0C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0C以上，后者在0C以下。4. 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。5. 影响我国的气团主要有哪些？(1) 极地大陆气团(变性西伯利亚气团)：来自西伯利亚、蒙古等地，冬季影响我国各地， 夏季影响仅能达到我国北方与西北地区，偶尔亦能达到黄淮流域。在其控制下，一般辐射 冷却强烈，气温低，天气晴朗。(2) 热带海洋气团(热带太平洋气团)：来自热带太平洋和南海。在夏季，除西北部分地区 外，全国其它各地均可受其影响；冬季则仅影响华南与西南地区，有时也可影响到华东、 长江以南地区。其低层一般不稳定，中层常有逆温层，天气一般晴朗少云。但在夏季，当 有垂直运动发展时，其上的逆温层常被破坏，可出现对流性天气。(3) 热带大陆气团：来自欧洲大陆、西亚等副热带地区。在夏季影响我国西部地区，有时也 可影响到华北，其天气一般炎热而干燥，地面气温高，气层不稳定，但因其水汽含量少， 故天气晴朗少云。(4) 赤道气团：来自印度洋上赤道附近地区。夏季可影响到我国华南地区直至长江流域 ,并 造成长江流域及其以南地区大量的降水。6. 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？ 气旋：在北半球，大气中水平气流呈逆时针旋转的大型涡旋。气旋是一般与低压相联系的。 气旋中空气逆时针由外向内旋转，气旋中空气辐合上升，绝热冷却，水气凝结，成云致雨， 因而气旋一般为阴雨天气。反气旋：在北半球，大气中水平气流呈顺势针旋转的大型涡旋。反气旋一般是与高压相联 系的。北半球反气旋中空气顺时针由内向外旋转，中间空气下沉，绝热增温。因而反气旋 中一般为晴朗少云天气六、综合论述题：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：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。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 用第七章 气候和农业气候一、名词解释 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。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。气候系统； 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。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。气候生产潜力：二、填空题；1、影响气候形成因素有（ 太阳辐射） （大气环流 ） （人类活动） （下垫面性质 ）。2、下垫面对气候的影响包括（ 海陆分布） 、（洋流）、（地形） 。地表性质 2、北半球的气候带有赤道气候带、热带气候带、（副热带气候带）、（暖温带气候带）、 （冷温带气候带）、极地气候带。3、中国气候特征为（季风气候显著） 、（大陆性气候强烈）、（气候类型多样性） 。3、中国可分为（东部季风区） 、（西部干旱区）、（青藏高寒区） 三大气候区。4、气候四季是：候平均温度（低于10 C ）为冬季，候平均温（高于22。C）为夏季。5、根据天文季节的划分，（ 冬至之春分）为冬季， （夏至至秋分）为夏季。6、根据天文季节的划分，（春分至夏至）为春季， （秋分至冬至）为秋季。三、简答题：1. 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。2. 简述季风气候的特点。3. 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：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；表土疏 松，孔隙度加大，空气含量增多，热容量和导热率变小；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。4. 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。四、论述题1.简述气候变化的原因及其在全球气候变化背景下的农业应对策略？ 答：气候变化的原因：1）太阳辐射。是地球气候系统的能量来源和气候形成的最主要因素。 大气运动的最根本能源。气候的变化与到达地表的太阳辐射能变化至为密切。2）环流因子。 3）下垫面因子。是大气直接的热源和水源。4）宇宙地球物理因子。5）人类活动影响。 对策：1）合理利用农业自然资源，加强生态环境的保护与建设。 2）调整农业种植结构和 种植制度。3）改进现有的农耕措施和经营管理。4）利用短期气候预报和互联网向农民进行 咨询服务2.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。