作业1.大气的上界有多高？在此高度内分为哪几层？对流层的主要特点有哪些？ 答：由于着眼点不同，大气上界有两种分法（普遍），一是着眼于大气中出现的某些物理现象，按此，大气上界大约为1200km ；二是着眼于大气密度，按此大气上界大约为2000~3000km 。

大气圈可分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。

对流层的特点：①气温随高度升高而降低；②垂直对流运动显著；③气象要素水平分布不均。

2.高山常年积雪、云峰高耸，反映了哪一层的特点？为什么？答：反映了对流层的特点。

在对流层中，气温随高度的增加而递减。

高山常年积雪，是因为其高度已达到或低于积雪存在的温度，云峰耸立是因为随高度的升高，气流中的水汽不断凝结，产生云雾。

3.已知10℃时，E 为12.3hpa ；18℃时，E 为20.6hpa 。

某地上午8时气温为23℃，e 为12.3hpa ；次日8时气温为23℃，e 为20.6hpa 。

求两天8时的Td ，用此说明Td 的高低直接与什么因子有关。

答：d T （露点）是指在空气中水汽含量，气压一定下，使空气冷却达到饱和时的温度。

第一天上午8时e 为12.3hpa,而10时E 为12.3hpa ，所以第一天8时的Td 为10℃。

第二天上午8时e 为20.6hpa,而18时E 为20.6hpa ，所以次日8时的Td 为18℃。

Td 的高低直接与空气中的水汽含量有关，水汽含量越多，露点越高（露点也是反映空气中水汽含量的物理量）。

4.比较干、湿空气状态方程说明: (1)在同温同压下，干、湿空气的密度谁大谁小？(2)在同压下，空气愈潮湿、温度愈高，其密度将会减小还是增大？ 答：干空气状态方程P=ρd R T ，湿空气状态方程为P=ρd R T （1+Pe 0.378） (1)同温同压下，湿空气密度为=)Pe0.378(1+T R Pd干空气密度为=TR Pd ，由于)e 378.01(P T R T R d d +<所以干空气密度大于湿空气密度（2）空气中水汽压愈大，e 越大 P=)e378.01(PT R d +，空气越潮湿，e 越大，其密度越小。

5.大气对太阳辐射的散射有什么规律？用此解释雨后天空呈青蓝色、空中尘粒较多时天空呈灰白色。

答：规律：①散射只改变辐射方向，使太阳辐射以质点为中心向四方传播；②分子散射（蕾利散射）：当质点直径小于波时长，波长愈短，散射能力愈强，该散射具有选择性，大气对长波光线的透明度较好，对短波光线的透明度很差；③粗粒散射（米散射）：当质点直径大于波长时，发生粗粒散射，辐射的各种波长都同样地被散射，该散射无选择性。

原因：①太阳辐射通过大气时，由于空气分子散射的结果，波长较短的先被散射。

由于雨后空气中灰尘少，空气散射以分子散射为主，波长较短的青蓝光先被散射，因此空中呈现青蓝色；②当空气中尘埃较多时散射一般以粗粒散射为主，此时各种波段的阳光均被散射，使天空出现灰白色。

6.太阳高度角是如何影响直接辐射的？答：（1）太阳高度角越小，等量的太阳辐射散布的面积就越大，因而地表单位面积上所获得的太阳辐射就越少；（2）太阳高度角越小，太阳辐射穿过的大气层就越厚，大气对太阳辐射的削弱作用就越强，使到达地面的太阳辐射就越少。

7.名词解释：太阳常数、大气窗口、大气逆辐射、地面有效辐射答：太阳常数：就日地平均距离而言，在大气上界，垂直于太阳光线的亿平方厘米面积内，1min内获得的太阳辐射能量。

大气窗口：在波长为8～12um处，地面长波辐射最强，而大气对此波段的地面辐射吸收率最小，透明度最大，地面辐射有20％通过这一窗口散向宇宙空间，这一窗口叫大气窗口。

大气逆发射：大气辐射指向地面的部分。

地面有效辐射（Fo）：地面放射的辐射（Eg）于地面吸收的大气逆辐射（δEa）之差。

8.海陆增温和冷却过程有何差异？它导致什么重要结果？答：大陆受热快，冷却也快，温度升降变化大，海洋反之。

⑴在同样的太阳辐射强度下，海洋所吸收的太阳能多与陆地所吸收的太阳能（陆面对太阳光的反射率大于水面）；⑵陆地所吸收的太阳能分布在很薄的地表面上，而海水所吸收的太阳能分布在较厚的水层中（陆地增温快的一个原因）；⑶海面有充足的水源供给，以致蒸发量较大，失热较多使得水温不易升高；⑷岩石与土壤的比热小于水的比热。

9.何谓非绝热变化、绝热过程、干绝热过程？答：非绝热变化：气团与外界通过热量交换而引起的空气内能的变化。

绝热过程：气象学上，任一气块与外界之间无热量交换时的状态变化过程。

干绝热过程：当升、降气块内部既没有发生水相变化，有没有与外界交换热量的过程。

10.有一山高1000m ，如果一块含一定水汽尚未饱和的空气在山脚时温度为10℃，升到300m 时开始饱和，到山顶水汽已全部凝结，并离开气块，剩下的干空气块从山顶下沉，问到山脚时温度是多少？（ γ m =0.5℃/100m ） 解：只有达到饱和时才用湿绝热。

上升到饱和时的气温为10℃—1℃/100m ×300m=7℃到山顶时的气温为7℃-（1000m-300m ）×0.5℃/100m=6.5℃ 下降到山脚时的温度为 6.5℃+1000m ×1℃/100m=16.5℃11.γ 、 γd 、 γ m 三者有何不同？为何γ m 总小于γd ？ 答：不同：（1）γd 是干绝热直减率，指气块绝热上升单位距离时的温度降低值。

（适用条件：干空气和未饱和湿空气，γd=1℃/100m ）（2）γm 是湿绝热直减率，指饱和湿空气绝热上升时的减温率（数值由具体情况而定）（3）γ指气温直减率，表示周围大气的温度遂高的的分布情况（多变性）原因：饱和湿空气绝热上升时，如果只是膨胀上升，应每上升100m 减温1℃，但是，水汽饱和后，就要因冷却而发生凝结，释放潜热，加热气块，因此因膨胀而引起的减温率恒比干绝热减温率小，即γm 总小于γd 。

γ=-mi dZ dT ⎪⎭⎫⎝⎛=d γ +Cp L ×dZ dq s ，当饱和空气上升时dZ>0，d s q <0，则dZ dq s <0,下降时，dZ<0，d s q >0,则dZdq s>0，所以γm 总小于γd 。

12.设某饱和湿空气团在200m 高处温度为18℃，且与周围大气温度相同。

当其受力后，向上运动至500m 高处，温度降为16.5℃。

假设周围空气的温度直减率为0.65℃/100m ，对于该空气团而言，大气层结是否稳定？为什么？ 答：大气层结稳定该气团的直减率为γ=（18℃-16.5℃）/(500℃-200℃)×100％=0.5℃/100m 因为γ<γm ，气团处于绝对稳定状态13.已知旧金山海面温度为12℃，温度直减率为0.6℃/100m ，从500m 处转为逆温层，已知逆温层顶为1700m ，20℃，求逆温层的直减率。

解：转折处气温为12℃-0.6℃/100m ×500m=9℃ 逆温层厚度为1700m-500m=1200m逆温层的直减率为γ=（20℃-9℃）/1200m=0.917℃/100m14.何谓冰晶效应、凝结增长？答：冰晶效应指的是在云层中，当时的实际水汽压介于冰晶和过冷却饱和水的饱和 水汽压之间，产生冰水之间的水汽转换，水滴会因不断蒸发而缩小，冰晶会因不断凝华而增大。

凝结增长是指在云雾中，若当时的实际水汽压介于大小水滴的饱和水汽压之间，产 生水汽的蒸发现象，小水滴因蒸发而逐渐变小，大水滴因凝结而不断增大。

15.饱和水汽压的大小决定于哪些因素？答：饱和水汽压和蒸发面的无温度、性质（水面、冰面、溶液面）、形状（平面、凹面、凸面）之间有密切关系。

16.据上升运动的特点，可将云分成哪三类？各类中包括哪些云系？答：1、积状云（淡积云、浓积云、积雨云）2、层状云（卷层云、卷云、高层云、雨层云）3、波状云（卷积云、高积云、层积云）17.简述积状云的形成过程。

答：淡积云、浓积云和积雨云是积状云发展的不同阶段。

贴地气层的气团在内部热力对流作用下，较大的气块上升达到凝结高度以上所形成的单流体再进一步发展成为孤立、分散、底部平坦、顶部凸起的淡积云。

当对流上限超过凝结高度许多时，云体高大，顶部呈花椰菜状，形成浓积云。

如果上升气流更强，浓积云云顶向上延伸，至-15℃以下的高空时，云体顶部结为冰晶，出现丝缕结构，形成积雨云。

积状云是垂直发展的云块包括淡积云、浓积云和积雨云，多形成=于夏季午后，具有孤立分散、云底平坦和顶部凸起的外貌形态。

积状云形成的条件：（1）凝结条件（2）对流上升所能达到的高度。

特点：对流越强，对流上限高于凝结高度的差值就越大，积状云的厚度就越大。

对流上升区的水平范围越广，积状云的水平范围就越大。

18.积状云、层状云、波状云的降水性质有何不同？答：积状云降水性质：对流雨，多阵性降水。

层状云降水性质：连续性降水，持续时间长，降水强度变化小。

波状云的降水性质：降水强度小，具有间歇性。

19.目前人工降水的基本原理和方法是什么答：基本原理：（1）影响冷云降水的基本原理是设法破坏云的物态结构，即在云内制造适量的冰晶，使其产生冰晶效应，使水滴蒸发，冰晶增长；（2）动力催化的依据是在云体的过冷却部分，大量而迅速地引入人工冰核。

方法：（1）在云中投入冷冻剂，如干冰，在1013hpa下，其华氏温度为-79℃。

（2）引入人工冰核（凝华核或冻结核）。

20.两个相邻气团（一冷一暖）近地面气压相等，到距地面同一高度上，哪个气压高？为什么？答：暖气团气压高根据-d P=ρgdz则因为近地面气压相等且距地同一高度，气温越高，ρ越小所以暖气团气压比冷气团气压高，因为暖气团的ρ小，根据气压随高度增加减小的慢，故在距地同一高度上，暖气团气压高。

21.测得山脚气压为1000百帕，温度20度，山顶气压为850百帕，温度8度，求山高（用压高方程）。

解：H=Z1-Z2=18400(1+t/273)lgP1/P2=18400{1+[(20+8)/2]/273}×lg （1000/850） =1365m22.某站海拔83m ，本站气压为1000hpa ，气温为10℃，求单位气压高度差（取一位小数） 和海平面气压（不用压高方程）.解：h=10008000（1+27310）=8.3m/hpa 0p =1p +h 83=hpa 10103.8831000=+,所以单位气压高度差为8.3m/hpa ，海平面气压为1010hpa 。

23.何谓深厚系统、浅薄系统？答：深厚系统是指暖性高压压和冷性低压系统存在于对流层中，延伸到对流层高层且其气压强度随高度增加而逐渐增强；浅薄系统是指暖性低压与冷性高压，主要存在于对流层低空。

24.赤道地区为何不存在高压？ 答：（1）赤道地区常年为太阳辐射盈余区，年均气温高，气流上升，形成低压；（2）地球自转作用：在地球自转中，赤道地区所受到的惯性离心力大，气流外溢，不形成高压。