《环境气象学》学习要求及练习题绪论、大气1.名词解释:天气、气候、气象要素、干洁大气。
2.叙述农业气象学的定义。
3.叙述气象要素与农业气象要素的异同。
4. 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?5. 大气在铅直方向上分层的依据是什么?6. 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?7. 低层大气的主要成分有哪些?第二章辐射[学习要求]1.了解:昼夜与四季的形成。
2.熟悉:太阳高度角及其变化规律;辐射的基本知识;太阳辐射在大气中的减弱及其影响因子。
3.掌握:大气逆辐射、地面有效辐射、地面辐射差额、光照强度、太阳常数、散射等知识。
练习题:1.名词解释: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。
太阳高度角:是太阳光线与地球表面切线所组成的夹角。
方位角:是太阳光线在水平面上的投影和当地子午线的夹角。
可照时间:从日出到日没的时间间隔,称为可照时数(昼长)光照时间:可照时数+署暮光时间太阳常数:在地球大气上界,日平均距离上投射到垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度。
、大气透明系数、大气量、大气逆辐射、温室效应、光合辐射、地面有效辐射、地面辐射差额。
2. 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?3. 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。
4. 计算武汉(30°N)二分、二至日出、日落时间和可照时间。
5. 试分析正午太阳高度角随纬度和季节的变化规律。
6. 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。
7. 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?8. 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)。
9.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)?10. 何谓地面有效辐射?它受哪些因素的影响?11. 为何在对流层中,气温随高度的升高而降低?12. 何谓地面辐射差额?其日变化和年变化特征如何?第二章温度[学习要求]1.了解:地面热量平衡方程及各项意义;积温应用时应注意的问题。
2.熟悉:土温、气温周期性变化(日变化、年变化)和随空间变化特点;土壤温度垂直分布的类型。
3.掌握:土壤热容量、土壤导热率、土壤导温率、较差、逆温、活动积温、有效积温等概念;改善土壤温度的措施;积温的计算和应用。
练习题:1.名词解释:土壤热容量土壤导热率土壤导温率较差逆温活动积温有效积温过干绝热直减率、湿绝热直减率。
2.土壤的热容量、导热率、导温率各有什么物理意义?其大小随土壤湿度如何变化?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。
4.一天中地面温度、气温极值各出现在什么时候?5.土中温度的日变化有什么特征?6.纬度对气温日较差和年较差有什么影响?为什么?7.何谓绝热变化?大气中在什么情况下的状态变化可看作绝热变化?8.为何气块作上升运动时温度会下降?为何饱和湿空气上升时降温比干空气慢?9.何谓温度的铅直梯度?它和干绝热直减率、湿绝热直减率有什么不同?10.何谓逆温?在什么条件下可出现逆温?逆温在农业上有什么意义?11.温带山区山体的什么部位最易引种亚热带作物?为什么?12.何谓大气稳定度?如何判断大气的稳定度?13.试分析晴天条件下大气稳定度的日变化情况,由分析结果解释夏天雷阵雨常出现在午后的原因。
14.已知500m、1000m和2000m高处的气温分别为12.0℃,8.0℃和2.0℃,试判断500m~1000m和1000m~2000m这两层空气的稳定度。
15.某种植物从出苗到开花所需的有效积温是一定的,它在日均温恒为20℃的条件下从出苗到开花时间为100天,而在18℃时为125天。
如果让这种植物在25℃条件下生长50天,然后转移至20℃的条件下栽培,问该植物从出苗到开花共需多少天?其生物学零度为多少?16.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℃。
17.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?第三章水分[学习要求]1.了解:不同高度上的水汽凝结物及其形成。
2.熟悉:水面蒸发、植物蒸腾的影响因素;土壤蒸发过程。
3.掌握:空气湿度的表示方法和变化规律;成云致雨的条件。
练习题:1.解释名词:水汽压、比湿、相对湿度、饱和差、露点温度、平流雾、降水量、降水距平、降水相对变率、干燥度。
2.简述各种湿度特征量的定义和表示的意义。
3.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?4.在气温为15.0℃时,测得水汽压为13.4hPa,气压为1010.0 hPa,试求相对湿度、饱和差和露点温度。
5.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。
6.简述水汽压、相对湿度的日变化、年变化特征和原因。
8.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。
9.在什么条件下容易形成露和霜?为什么?10.某日晨最低气温t m=10℃,露点t d=9℃,据预报次日晨t m=8℃,t d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?11.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?12.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?13.空气湿度的表示方法有哪些?哪些是直接反映空气含水量的?哪些是间接反映空气含水量的?14.影响水面蒸发快慢的因素有哪些?15.十雾九晴”、“十雾九雨”各指什么雾?16.一团温度为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。
17.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?18.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)。
第四章气压与风[学习要求]1.了解:气压场的基本形式;三圈环流的形成过程。
2.熟悉:作用于空气上的四个力;地方性风、季风;风对农业生产的影响。
3.掌握:气压的概念及其随高度的变化;风压定律;形成大气环流的主要因素;焚风的概念、成因及其影响。
练习题:1.解释名词:等压线、地转偏向力、地转风、风压定律、季风、山谷风、海陆风、焚风。
2.在某山脚处测得气压为1013hPa,气温为19℃,山顶处气压为880hPa,气温为12℃,求山的高度。
3.空气主要受哪些力的影响?这些力的大小和方向由什么决定?4.大气环流形成的根本原因是什么?为什么说太阳辐射是大气环流的唯一能源?5.自由大气层、摩擦层中风与气压之间的关系如何?6.三圈环流是如何形成的?7.季风是如何形成的?为何我国东部为典型的季风区?8.试比较季风、海陆风和山谷风形成过程的异同点。
9.一团气温为30℃,露点温度为25℃的气块从海平面开始翻越一座3000m的高山,凝结产生的水滴都降落在迎风坡,试计算翻山后气块到达海平面时的气温和相对湿度(忽略未饱和空气作垂直运动时水汽压的变化)。
10.一块温度为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)。
11.形成焚风的条件是什么?形成焚风时气温升高所需的能量是从哪里来的?第五章天气学基本知识[学习要求]1.了解:影响我国冬、夏两季的气团;锋的分类和锋面天气;副高的季节变化对我国天气的影响;天气预报。
2.熟悉:低压(气旋)、高压(反气旋)的天气表现;。
3.掌握:影响我国气团、锋、气旋、反气旋及对应的天气。
练习题:1.什么是气团?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.何谓锋?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.副高的季节变化和短期变化对我国天气有何影响?正常年份副高在我国有何活动规律7.何谓蒙古高压?它的天气特点及其对我国的影响如何?8.如何划分槽(脊)的前后?槽(脊)前后天气有什么不同?为什么?9.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?第六章 大气污染的气象过程[学习要求]1.了解:大气污染的概况;大气湍流扩散理论;大气污染物浓度分布的计算模式;2.熟悉:大气污染种类、来源及危害;3.掌握:城市大气污染的扩散,为防治大气污染打下坚实的基础。
练习题:1.名词解释:(1) 空气污染:指人类生活和生产活动向大气排放各种污染物,超过了环境所能允许的极限,使大气的质量发生恶化,从而对人们的生活、工作、身体健康和生态环境等方面,直接或间接地产生恶劣影响和破坏的现象。
(2) 光化学烟雾: 含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在阳光的照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾。
(3) 风:空气相对于地面的水平运动成为风,它有方向和大小,是矢量。
(4) 湍流:是空气的不规则运动,其特征是时空随机变量。
(5) 大气温度:指1.5米的百叶箱温度。
(6) 烟气抬升高度:烟囱高度He 为烟囱的有效高度.这个高度就是烟流中心线完全变成水平时的高度.它等于烟囱的实际高度Hs 和烟气的抬升高度△H 之和.(7) 风向频率:是指一定时间内(年或月),某风向出现次数占各风向出现总次数的百分率。