气象学思考题 联系客服

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第一章

1具备水汽、对流运动有利于温度降低水汽凝结、要素分布不均匀有利于锋面产生,而锋面的抬升运动有利于水汽凝结产生云雨等天气现象。

2臭氧能强烈吸收太阳紫外线辐射部分,对大气有增温作用,引起平流层的温度随高度增加。 3粉尘,一氧化碳,二氧化碳,一氧化氮,硫化氢,碳氢化合物和氨。来自工业,交通运输业。

4温度随高度递减、对流旺盛、要素水平分布不均匀、集中了四分之三的大气质量和十分之九的水汽质量。对流层主要是从地面得到热量,通过空气的对流和湍流运动,将热量输送到高层大气。

5平流层中水汽含量极少,透明度好,大多数时间天空晴朗,只是在底部有分散的贝母云。飞机飞行的理想高度。

6平流层中这种温度的分布特征,是和它受地面的影响小,以及该层中的臭氧对太阳紫外辐射的吸收有关。 7干洁空气主要气体的成分比从地面直到90公里高度基本不变,在90km以上,大气的主要成分仍是氮和氧,但随着高度的增加氧的比例减小,氮的比例增大。平均从80km开始,由于太阳紫外辐射的照射,氧和氮已有不同程度的离解,在100km以上氧已全部成为氧原子,在250km以上氮也基本以原子的形式存在。 8近百年来,大量燃烧化石燃料,大气中的二氧化碳含量以每年1×10-12%的量级不断增加。 9压强随高度的变化与温度成反比。 10因为e??p,所以按照式w?mwmd算出的q与按w?0.622ep?e算出的w差别很小

11.与湿空气同气压同密度的干空气的温度。将水汽增加密度减小的效应,用温度升高密度减小来表示,而不考虑水汽多少所引起的空气分子量的变化。

12从物理意义上讲,米反映的是高度的变化,而位势米反映了单位质量的物体当高度变化时其势能的变化。 13单位体积大气所能容纳水汽与温度有关。温度超高,能容纳的水汽,饱和水汽压超高。当温度较高时,饱和水汽压随温度较快;而温度降低,饷水汽压随温度升高增大较慢。

14由单位压强高度差知当T较大,H 较大,所以暖空气中单位气压高度差要比在冷静空气中大。在相信的冷暖空气中,当地面压强相同,在各个高度上暖气层的气压比冷气层内气压大。 15西,北

16单位时间内空气在水平方向流动的距离就是风速。风向是指风的来向。风压是与风运动方向相垂直的单位面积上受风的垂直作用力的大小。

17在空气中气压和水汽含量不变的条件下降温,使水汽相对于水面达到饱和(t>0℃)时的温度,称为露点温度。td?blg(e/6.11)/[a?lg(e/6.11)]由上式可以看出,在气压一定时,露点(或霜点)的高低只与空气中的水汽含量有关,水汽含量愈多,露点(或霜点)愈高,所以露点(或霜点)也是反映空气中水汽含量的物理量。 18绝对湿度,相对温度

19干空气的状态方程为p??RdT;湿空气的状态方程可写成p??RTv;上式表明,在温度一定时,气体的压强与其密度成正比;在密度一定时,气体的压强与其绝对温度成正比。

20

?p?z???g流体静力学方程的物理意义是当单位体积的气块处于静力平衡时,所受的静压力与重力相

等,气压随高度增加而减小,气压随高度变化的快慢与气压成正比。 21f???s?100%?qqs?100%温度不变,饱和水汽压不变,比湿减小,相对湿度减小 。

第二章

1.1367W/M2,太阳辐射主要集中于0.15-4UM,地面集中于3-120UM。

2太阳辐射一部分被大气吸收,一部分被散射到太空中,还有云层对太阳辐射的减弱作用。 3瑞利散射和米散射。瑞利散射光的强度与波长的四次方成正比。米散射强度与波长无关。

4天空呈蓝色因为辐射中青蓝色波长较短,容易被大气散射。蓝烟同前。吸烟者吐出大量水汽,微粒半径大,对白光散射最强。

5到达地面的太阳辐射包括了直接投射到地面上的直接辐射和以散射的形式到达地面的散射辐射两部分。太阳直接辐射的大小主要是由太阳高度角和大气透明度所决定的。散射辐射和空气分子、尘埃和云滴有关。 6地面所放射的辐射量与地面所吸收外资的那部分大气逆辐射之差。影响因子有地面温度,气温,大气湿度,云况,海拔高度,地面性质。

7冬天气温太阳低,夜晚无太阳辐射,而无云使地面有效辐射增大,黎明前温度一直下降。 8夜间地面因强烈的地面有效辐射,冷却降温,使紧贴其上的气层空气有较大的降温而形成逆温。 9太阳高度角随纬度增大而变化减小,所以气温变化也相应由大到小。而气温年变化由地面总辐射决定,辐射变化量随纬度增大而增大,所以赤道气温年变化更小。

10冬夏高低纬间地面接受辐射差不同,夏季因该半球接受太阳直射较多,辐射差小,冬季相反。 11地面辐射收支之差。日变化特征为白天R大于0,夜间R小于0,年变化特征为7-8月R最大,1-2月R最小。

12低纬度辐射差额大于0,有热量盈余,纬度高于30度地区有热量亏损,高低纬 气的湍流,洋流完成,对于便于平均而言,差额为0。

13陆地热量平衡方程(R?LE?P?Bs)的物理含义是地面收支差额靠着潜热输送、感热输送和土壤中热储量的变化保持平衡。

14日变化为最低温出现在日出前后,最高温在14时左右;年变化陆地上空气温1月最低,7月最高,海洋上空2月最低,8月最高,地理分布特征为冬季等温线密集,温度梯度大,夏季相反,北半球等温线与纬圈不平行。

地区热量平衡靠空

第三章

1. 三种

(1)理想气体热力学第一定律:dQ?mcvdT?pdV,表示系统热量的得失与内能做功之间的能量关系。

(2)干空气热力学第一定律:dQ?cvdT?的能量关系。

(3)饱和湿空气热力学第一定律:dQ1?LdqRTpdp,表示单位质量干空气的热量的得失与内能做功之间

s?cvdT?RTpdp,表示饱和湿空气块的热量的得失与内

能做功之间的能量关系。

2. 什么是干绝热过程,什么是湿绝热过程,什么是假绝热过程?

(1)如果升降气块内部既没有发生水相变化,又没有与外界交换热量,称这种过程为干绝热过程。 (2)饱和湿空气在上升过程中,与外界没有热量交换,该过程称为湿绝热过程。

(3)潮湿空气块上升,饱和前温度按干绝热直减率减小,饱和以后按湿绝热直减率减小。当气块中水汽凝结,成为雨滴、雪花等部分或全部降落后,气块中水分含量减少,下降过程按干绝热直减率或介于干、湿绝热直减率之间的直减率(它大于上升过程中的湿绝热直减率)增温,气块回到原来高度上时,其温度就变成另一个较高的温度,这种过程是个不可逆过程。严格说是非绝热的,所以称为假绝热过程。 3. 什么叫凝结高度?在什么情况下凝结高度较高或较低?

(1)未饱和的湿空气块绝热上升,气块的水汽压小于其温度时的饱和水汽压;当气块继续上升,其温度降低,饱和水汽压也随之减小。这样,在某一高度上,其饱和水汽压等于气块的水汽压,水汽开始发生凝结,把这个高度称为抬升凝结高度(LCL),简称凝结高度。

(2) 由公式h?123(T0?Td0),凝结高度的大小取决于抬升前气块温度和露点温度之差。差大凝结高度大,反之则小。

4.为什么湿绝热直减率小于干绝热直减率,湿绝热直减率大小与什么有关? (1)湿绝热直减率?s??d?Ldqscpdz,当饱和湿空气上升时,dz?0,dqs?0,则

dqsdz?0;下降时,

dz?0,dqs?0,则

dqsdz?0,所以?s总小于?d的。

(2)?s是随气压和温度变化的量,气压一定时,温度升高,?s减小;温度一定时,气压升高,?s增大。 5.什么是位温,什么是假相当位温?假相当位温在什么情况下等于位温?

(1)位温定义为,气块沿干绝热过程移动到标准气压(取1000hPa)处所具有的温度。

(2) 我们定义假相当位温为:未饱和湿空气沿干绝热线?d上升到凝结高度,再沿湿绝热线?s继续上升到气块中的全部水汽凝结成水滴、冰晶,并全部脱离该气块,即成为干空气时,再按?处,此处气块具有的温度称为假相当位温。

LqAd线下降到1000hPa

(3)?se??AecpTB,当没有水汽凝结或水汽全部凝结并脱离原气块时,?se??A。

6.为什么暖湿气流越过高的山脉后,某一高度上温度要比山前同一高度上温度高??se在山前和山后是否相等?

(1)暖湿气流在山前,上升,饱和前温度按干绝热直减率减小,饱和以后按湿绝热直减率减小。当气块中水汽凝结,成为雨滴、雪花等部分或全部降落后,气块中水分含量减少,下降过程按干绝热直减率或介于干、湿绝热直减率之间的直减率(它大于上升过程中的湿绝热直减率)增温,气块回到原来高度上时,其

温度就变成另一个较高的温度。

(2)假相当位温具有保守性,是不变的。

7.气块法大气层结稳定度的判据?如何利用T?lnp图上判断大气的稳定度。 (1)

①干空气与未饱和湿空气:

?②饱和湿空气:???s不稳定中性稳定

?(2)在T?lnp图上,

8.什么叫不稳定能量?讨论不稳定能量,正面积区与负面积区表示什么意义?

(1)不稳定能量是气层中可能供给单位质量气块上升运动的能量,可用单位质量上升气块受到的合外力所作的功来度量。

(2)正面积代表正的不稳定能量,使气块向上的动能增加,有利于加速运动;负面积代表负的不稳定能量,使气块向上的动能减少。

9.温度层结曲线与气块状态曲线有何异同? 温度层结曲线:局地温度随高度的变化曲线。 气块状态曲线:气块温度随高度变化曲线。 同:都是温度随高度的变化曲线

异:温度层结曲线事对局地温度而言;气块状态曲线是对某一高度上的气块而言。 10.气象要素的个别变化、局地变化和平流变化的意义是什么? (1) 空气块在运动中,其本身的要素随时间的变化,称该要素的个别变化

(2) 由于大气运动或其他原因,使得某一固定地点的要素值发生变化,这种变化称为局地变化。 (3)由于要素场分布不均,空气的水平运动就会引起某地状态随时间的变化,称之为平流变化

11.设山高为1000m,?s=0.65℃/100m,一团未饱和湿空气在迎风坡山脚时的温度为20℃,露点为16.5℃,当它上升到山顶时,水汽已全部凝结并离开气块。求该团空气上升到山顶时的温度是多少?越过山顶后到