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大气物理学题库答案

大气物理学题库答案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)23.0>∂∂zθ、0<∂∂z se θ 。

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 。

28.29. 。

30. 31. 太阳散射辐射,瓦/米2 。

32. 行星反照率 。

33. 热流量。

34. 100035. 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 850 hPa ,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 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。

,0S 0S8. 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。

'0llexex kdl k dl δρ==⎰⎰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θ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(δ0-δ) 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(γd>Γ>γ s)。

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。

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