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％。

气温:从下向上就是降温得,大气降温率就是6、5℃/km,对流层顶约-83℃(低纬),高纬(-53℃)。

大气运动:垂直对流运动(地表面得不均匀受热)。

成分:几乎全部得水汽、尘埃。

大气现象:风、霜、雨、雪、雹、雾等。

b、平流层高度:从对流层顶到55km左右。

质量:几乎占大气圈质量得25％。

气温:从下向上就是升温得(O3),到平流层顶可达-3 ℃。

大气运动:水平运动。

成分:几乎不含水汽、尘埃,存在臭氧层。

无天气现象。

c、中间层高度:从平流层顶到85km左右。

气温:从下向上就是降温得,到中间层得顶温度降到-113—-83 ℃。

大气运动:垂直对流运动。

存在一个只有白天才出现得电离层(D)。

d、暖层(热层,热成层)高度:从中间层顶到800km。

气温:从下向上迅速升温,到500km高空,温度可增至2000K 。

存在多层得电离层(E、F、G),也称电离层,可反射无线电波。

在高纬度地区上空存在极光。

e、散逸层(外层)高度:从暖层顶到外层空间,气温随高度得增加很少变化。

物质多以原子、离子状态存在。

就是地球物质向宇宙空间扩散得部位,大气圈与星际空间得过渡带。

5)试述湿度得定义及各种表示湿度得方法。

答:a、定义:表示大气中水汽量多少得物理量。

大气得湿度状况就是决定云、雾、降水等天气现象得重要因素。

b、表示湿度得方法:水汽压(e):大气中所含水汽产生得压力(mb,hPa);绝对湿度(a):单位体积空气中水汽得含量(g/cm3,g/m3);——水汽密度饱与水汽压(E):在温度一定得情况下,单位体积空气中能容纳得水汽数量有一定得限度,如果水汽含量达到了这个限度,空气就呈饱与状态,这时得空气称为饱与空气。

饱与空气中得水汽压,称为饱与水汽压。

相对湿度(f):空气中实际水汽压与同温度下得饱与水汽压得百分比,表示空气距离饱与得程度。

f=e/E×100%比湿(q):在一团湿空气中,水汽质量与该团空气总质量得比值(g/g)。

即表示每一克湿空气中含有多少克得水汽。

q=mw/(md+mw)水汽混合比(γ):一团湿空气中,水汽质量与干空气质量得比值。

γ=mw/md式中,mw为该团湿空气中水汽得质量;md为该团湿空气中干空气得质量。

饱与差(d):某温度下饱与水汽压与实际水汽压之差。

d=E-e露点(Td):空气中水汽含量不变,在一定得气压下,若使空气达到饱与,只有降温,降到实际水汽压(e)变成饱与水汽压(E),此时得温度称为露点温度,简称为露点。

6)试推导虚温得公式,并说明虚温得意义。

答:公式推导;教材p20、虚温得意义就是:在同一压强下,干空气密度等于湿空气密度时,干空气应有得温度。

7)何为辐射？辐射遵循哪些基本定律？答:辐射:自然界中得一切物体,只要其温度在-273℃以上,都在以电磁波得方式向外放射能量,这种传播能量得方式称为辐射。

遵循哪些基本定律:A、基尔霍夫(Kirchhoff)定律。

B、斯蒂芬(Stefan)—玻耳兹曼(Boltzman)定律。

C、维恩(Wein)位移定律。

8)试述瑞利散射与米散射得特点与区别。

答:瑞利散射与米散射①散射粒子得横向几何线度与入射光波长之比很小时(a/l<0、1),散射光强与入射光波长得关系服从瑞利散射定律。

②当该比值较大(a/l≈0、1～10)时,散射光强与波长得依赖关系逐渐减弱,并且,当该比值增大到一定程度后,散射光强随该比值得增大出现起伏,即交替达到极大值与极小值。

这种起伏得幅度亦随该比值得增大而逐渐减小。

(中间状态)③对于足够大得粒子,(a/l>10),散射光强基本上与波长无关,此时得散射称为大粒子散射,可瞧作就是米散射得极限状态。

9)到达地面得太阳总辐射由哪两部分组成？试比较二者得不同？答:直接辐射:太阳以平行光线得形式直接投射到地面上。

散射辐射:经过散射后自天空投射到地面得。

直接辐射:两个主要因子:太阳高度角(①太阳高度角越小,等量得太阳辐射散步得面积就越大,地表单位面积上所获得得太阳辐射能就越小。

②太阳高度角越小,太阳光透过得大气层就越厚,削弱就越强,到达地面得太阳辐射就越小。

)与大气透明度(大气对太阳辐射得透射程度,主要影响因素有:水汽、水汽凝结物、尘埃杂质得多少。

)散射辐射:影响因素有:太阳高度角、大气透明度、云量。

太阳高度角增大时,到达近地面层得直接辐射增强,散射辐射也就相应地增强;大气透明度不好时,参与散射作用得质点增多,散射辐射增强;10)写出地面有效辐射、地面辐射差额、地气系统辐射差额得表达式。

答:地面放射得辐射(Eg)与地面吸收得大气逆辐射(δEa)之差,称为地面有效辐射。

以F0表示,则F0=Eg-δEa。

地面辐射差额:某段时间内单位面积地表面所吸收得总辐射与其有效辐射之差值,称为地面得辐射差额Rg(表示单位水平面积、单位时间得辐射差额)Rg=(Q+q)(1-a)-F0。

地气系统辐射差额Rs=(Q+q)(1-a)+qa-F∞。

11)试述绝热变化与非绝热变化得区别与联系。

答:空气与外界有热量交换,称为非绝热变化;非绝热变化(六种方式)1、传导。

2、辐射。

3、对流。

4、湍流。

5、蒸发凝结(包括升华、凝华)。

6、平流空气与外界没有热量交换,称为绝热变化。

绝热变化有两个过程:(1)绝热增温过程:气块下降、吸热,温度升高得过程。

(2)绝热冷却过程:块上升、放热,气温下降得过程。

12)试推导干绝热与湿绝热直减率。

答:教材p40、13)什么就是位温与假相当位温？答:位温:把各层中得气块循着干绝热得程序订正到一个标准高度:1000hPa 处,这时所具有得温度称为位温。

假相当位温:当气块中含有得水汽全部凝结降落时,所释放得潜热,就使原气块得位温提高到了极值,这个数值称为假相当位温。

14)试述空气温度个别变化、平流变化与局地变化得概念与相互关系。

答:(1)个别变化:单位时间内个别空气质点温度得变化dT/dt称作空气温度得个别变化,即空气块在运行中温度随时间得绝热与非绝热变化。

(2)局地变化:某一固定地点空气温度随时间得变化称作空气温度得局地变化。

(3)平流变化:由于空气得移动所造成得某地温度得变化称为温度得平流变化。

(4)空气温。

度个别变化、平流变化与局地变化得相互关系:温度得局地变化就是平流变化与个别变化之与15)如何通过γm,γd, γ判断大气得层结稳定度？答:(1)γ>γd 时,大气层结为绝对不稳定,且γ愈大,愈不稳定;(2)γ<γm<γd 时,大气层结为绝对稳定,且γ愈小,愈稳定;(3)γm<γ<γd 时,大气为条件性不稳定,对于未饱与湿空气与干空气,大气层结就是稳定得;对于饱与湿空气就是不稳定得。

16)什么就是逆温？简述几种主要逆温得形成过程。

答:在一定条件下,对流层中会出现气温随高度增高而升高得逆温现象。

①辐射逆温:由于地面强烈辐射冷却形成得逆温。

条件:晴朗无风或微风且少云或无云得夜晚,厚度从数十米到数百米,以冬季最强。

②湍流逆温:由于低层空气得湍流混合而形成得逆温。

形成过程:经过湍流混合后,气层得温度分布将逐渐接近于干绝热直减率。

空气升到混合层上部时,它得温度比周围得空气温度低。

混合得结果,使上层空气降温。

③平流逆温:暖空气平流到冷得地面或冷得水面上,会发生接触冷却,愈近地表面得空气降温愈多,而上层空气受冷地面得影响小,降温较少,于就是产生了逆温现象。

④下沉逆温:因整层空气下沉而造成得逆温,称为下沉逆温形成过程:当某一层空气发生下沉运动时,因气压逐渐增大,以及因气层向水平方向得辐散,使其厚度减小。

如果气层下沉过程就是绝热得,而且气层内各部分空气得相对位置不发生改变。

这样空气层顶部下沉得距离要比底部下沉得距离大,其顶部空气得绝热增温要比底部多。

⑤锋面逆温:冷暖空气团相遇时,较轻得暖空气爬到冷空气上方,在冷暖空气团交界面附近(即锋面附近)出现得逆温,称为锋面逆温。

⑥融雪逆温:在积雪地区,因暖空气流经冰、雪表面产生融冰、融雪现象,而冰雪得融化需要从近地面气层吸收大量得热量,从而使贴近地层得气温较低,形成逆温,这种逆温称为融雪逆温。

⑦地形逆温:在山区夜间,由于山上冷空气沿斜坡向下移动到低洼地区并聚积于底部,使原来在洼地底部得较暖空气被迫抬升形成得逆温,称为地形逆温。