气象学与气候学习题3.doc

18气象学习题(有答案)-35.在气温为15.0时，测得水汽压为13.4h；7.简述水汽压、相对湿度的日变化、年变化特征和原；9.土壤中的水分是通过哪些方式蒸发的？试针对这些；10.在什么条件下容易形成露和霜？为什么？；11.某日晨最低气温tm10，露点td9；12.降水是如何形成的？为什么在云中，冰水共存或；14.降水变率的意义是什么？为什么降水变率大的地；15.一团温度为5. 在气温为15.0时，测得水汽压为13.4hPa，气压为1010.0 hPa，试求比湿、相对湿度、饱和差和露点温度。 6. 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。7. 简述水汽压、相对湿度的日变化、年变化特征和原因。 8. 某日气温为20.0，水温为18.0，相对湿度为70%，水面蒸发速率为2.1mm/日，如果次日水温升为20.0，其它条件不变，则水面蒸发速率变为多少？9. 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。10. 在什么条件下容易形成露和霜？为什么？11. 某日晨最低气温tm 10，露点td 9，据预报次日晨tm 8，td 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？12. 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？ 13. 简述人工降水的原理和方法。14. 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？15. 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。16. 解释名词：水汽压、比湿、相对湿度、饱和差、露点温度、农田蒸散、平流雾、降水量、降水距平、降水相对变率、干燥度、水分利用率、蒸腾系数。第五章一、名词解释题：低气压：又称气旋，是中心气压低，四周气压高的闭合气压系统。高气压：又称反气旋，是中心气压高，四周气压低的闭合气压系统。地转风：当地转偏向力与气压梯度力大小相等，方向相反达到平衡时，空气沿等压线作直线运动所形成的风。 季风：大范围地区的盛行风向随季节而改变的风，其中1月和7月风向变换需在120以上。海陆风：在沿海地区，由于海陆热力差异，形成白天由海洋吹向陆地，夜间风由陆地吹向海洋，这样一种昼夜风向转变的现象。山谷风：在山区，白天风从谷地吹向山坡，夜间由山坡吹向山谷这样一种以日为周期的地方性风。焚风：气流越山后在山的背风坡绝热下沉而形成的干而热的风。标准大气压：温度为0，在纬度45的海平面上的大气压力，其值为1013.2hPa。二、填空题：1. 按照三圈环流理论，北半球有 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 四个气压带和 (5) 、 (6) 、 (7) 三个风带。2. 季风以 (8) 为周期，海陆风以 (9) 为周期，且海风 (10) 陆风。3. 作用于空气运动的力有 (11) 、 (12) 、 (13) 和 (14) ；其中在高层大气中， (15) 力可以忽略；而空气作直线运动时， (16) 力可以忽略。4. 白天，由山谷吹向山坡的风是 (17) 风，夜晚，由陆地吹向海洋的风是 (18) 风。5. 风向规定为风的 (19) 向，由南向北运动的空气，风向为 (20) 。答案：(1)赤道低压带， (2)副热带高压带， (3)副极地低压带， (4)极地高压带，(5)东北信风带， (6)盛行西风带， (7)极地东风带， (8)年， (9)日， (10)强于，(11)水平气压梯度力， (12)地转偏向力， (13)摩擦力， (14)惯性离心力， (15)摩擦力，(16)惯性离心力， (17)谷， (18)陆， (19)来， (20)南 三、判断题：1. 在赤道和极地都存在有地转偏向力，但赤道上没有惯性离心力。 2. 顾名思义，季风就是季节性的风，如春季为春季风，夏季为夏季风等。3. 高大山体的迎风坡，云雾往往比背风坡多。4. 当空气作绝热上升运动时，气温要逐渐升高，气流越过山后，在山的背风坡下沉，气温将下降。 5. 在山区的山谷风，夜间由山坡吹向山谷。6. 一团湿空气从海平面沿一山坡上升，其温度必然会升高。7. 海陆风以日为周期，白天风由海洋吹向陆地，晚上相反。8. 夏季影响我国大部分地区的大气活动中心是太平洋高压和阿留申低压。答案：1.错，2.错，3.对，4.错，5.对，6.错，7.对，8.错四、简答题：1. 海平面气压场有哪几种基本类型？各自所对应的天气如何？答：按照气压的分布，海平面气压场有五种基本类型：低气压，即等压线封闭的中心气压低四周气压高的区- 11 -域，常常带来阴雨天气。高气压，即等压线封闭的中心气压高，四周气压低的区域，常常对应晴好天气。低压槽，即由低气压向高气压延伸的狭长区域，它的天气与低压天气类似。高压脊，即由高气压向低气压延伸的狭长区域，天气与高气压天气类似。鞍形气压区，即两个高压和两个低压交错相对的中间区域，这个区域的天气一般无明显规律，常常取决于是偏于高压还是低压，从而具有相应的天气。2. 海陆风的成因。答：由于海陆热力差异，白天陆地增温比海洋快，使陆地上空气温度高，密度小，气流上升，近地形成低压区；海洋上空气温度低，密度大而下沉，形成高压区。气压梯度由海洋指向陆地，使空气自海洋流向陆地，即海风。夜间陆地降温比海洋快。于是情况与白天相反，空气自陆地流向海洋，即陆风。3. 为什么高大山体的迎风坡多云雨？答：由于空气受高大山体阻碍，沿着迎风坡绝热上升，按干绝热规律降温；到一定高度(凝结高度)时，空气达到饱和状态，然后按湿绝热规律上升降温，空气中水汽凝结，成云致雨。故迎风坡多云雨。4. 比较季风与海陆风的异同。答：季风与海陆风的比较可从下表中得到明显反映。旱灾、高山雪崩等。6. 何谓大气活动中心？影响我国的有哪些？答：由三圈环流模式所导出的地球表面的气压带和行星风带的分布均未考虑地表物理状况的影响。由于地球表面海陆性质的差异，气压带和风带发生断裂，形成性质各异的一个个气压中心，这些中心统称为大气活动中心。影响我国的大气活动中心夏半年有北太平洋高压和印度低压，冬半年有蒙古高压和阿留申低压。 五、综合论述题：1. 试述东亚季风和南亚季风的形成过程和成因。 答：东亚季风和南亚季风虽然都出现在欧亚大陆上，但其形成原因和过程是不同的。东亚季风是由海陆间热力差异形成的。东亚位于世界上最大的大陆欧亚大陆的东部，东邻世界上最大的海洋太平洋。夏季大陆增暖快于海洋，陆地上气温比海洋上高，气压较海洋上低，陆地上为印度低压，海洋上为北太平洋高压，气压梯度由海洋指向陆地，形成了由海洋吹向陆地的夏季风，带来高温、多雨天气。冬季陆地上降温快于海洋，陆地上温度低，气压高，为蒙古高压，海洋上为阿留申低压，气流由陆地吹向海洋，形成了寒冷干燥的冬季风。东亚的特殊海陆分布使它成为世界上季风最发达、最明显的地区之一。南亚季风是由行星风带的季节性位移造成的。冬季南亚为东北信风区，夏季，赤道低压带北移，南半球的东南信风越过赤道后变成西南风，影响南亚地区。由于东北信风来自干燥的高纬内陆，吹冬季风期间就成为南亚的旱季，而西南风(即夏季风)来自低纬广大的海洋上，高温高湿，它的到来即标志着南亚雨季的开始。2. 实际大气中的风是在哪几种力作用下产生的？各自所起的作用如何？答：实际大气中的风是在水平气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力和摩擦力四个力的作用下产生的。水平气压梯度力是使空气开始运动的原始动力，只要有温度差就会有气压差、气压梯度，由此产生气压梯度力，空气就可以开始运动，而且气压梯度的方向就是空气开始运动的方向。地转偏向力是由于地球自转而产生的，是一种假想的力。在北半球，它永远偏于运动方向的右面，只能改变运动的方向，不能改变运动的速度，且随纬度的增高而增大，赤道上为零，极地最大，因此，在低纬度地区，地转偏向力常可忽略不计。当空气运动的轨迹是曲线时，要受到惯性离心力的作用，这个力由曲率中心指向外围，大小与风速成正比，与曲率半径成反比。在多数情况下，这个力数值很小，仅在龙卷风、台风中比较明显。摩擦力总是阻碍空气的运动，既存在于空气与下垫面之间(外摩擦)，也存在于不同运动速度的空气层之间(内摩擦)。摩擦力一般在摩擦层(2km以下的大气层)比较重要，且越近地面摩擦力越大，在2km以上的自由大气中可忽略不计。5. 分析焚风成因及其对农业生产有何影响？答：焚风是由于气流遇到高大山脉阻挡被迫爬坡时，在山的迎风坡水汽凝结成云和雨，而在背风坡绝热下沉，温度升高，湿度下降而形成的一种干热风。初春的焚风可使积雪融化，利于灌溉，也可提早春耕，有利作物生长。夏末秋季的焚风可使谷物和水果早熟，提早收获。另一方面，焚风出现时，由于短时间内气温急剧升高，相对湿度迅速下降，使作物蒸腾加快，引起作物脱水枯萎，甚至死亡，造成作物减产或无收。强大的焚风还能引起森林火灾、- 12 -六、计算题：1. 一登山运动员，从海拔500m，气温为25处开始登山。当他到达高度Z1 处时，气压比出发时减少了1/5，气温为13。他继续往上走，到Z2 处时，气压比Z1 处又减少了1/5，气温为-1。试问Z1 、Z2 处的海拔高度各为多少？解：已知开始登山时Z0 =500m， t0 =25， 到Z1 高度t1 =13，Z2 处t2 =-1 设开始登山时的气压为P0，则Z1 处气压P1 =(1-1/5)P0=4/5Po， Z2 处气压为P2 =4/5P1 由拉普拉斯压高公式得：Z1 -Zo =18400(1+tm)1gP0 /P1Z1 =500+184001+1/273(25+3)/21gP0 /(4/5P0 ) =2407mZ2 =2407+184001+1/273(13-1)/21gP1 /(4/5P1 ) =4229m答：Z1 、Z2 处的海拔高度分别为2407m和4229m。2. 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)。解：已知山脚时t=20， td=15， 山高2500m 当空气块刚开始越山时，按rd上升，到500m高度处下降了5，气温为15。此时空气达到饱和，即凝结高度为500m。 由500m向上，按rm上升，到山顶时的气温为t=15-(2500-500)0.5/100=5， 此时空气仍为饱和状态，水汽压等于5下的饱和水汽压，查表得：e =Et=5 =8.7hPa空气块下降时，气温按rd增加，到山脚时的气温为 t=5+25001/100=30若设下降过程中没有水汽的损失，到山脚时的水汽压仍为山顶时的水汽压。 e=8.7hPa， td=5U=e/E100%=8.7/42.5100%=20.5% 答：到山脚时的温度、露点温度、相对湿度分别为30，5和20.5%。3.某时刻在武汉（30N）高空500hPa的高度上气温为-3.0，气压从南向北每1km降低0.01hPa，若不考虑摩擦力的影响，试求风向风速（已知干空气的比气体常数为287JK-1 kg-1 ，地球自转角速度为7.292110-5 s-1 ）。解：已知 =30,P=500hPa, T=-3.0=(273-3)K=270K, dp/dn=0.01hPa/km=0.001Pa/m,R=287JK-1 kg-1 ，=7.292110-5 s-1空气密度 =P/(RT)=500100/(287270)=0.64524kg/m3气压梯度力的大小为 |G|=dp/dn/=0.0015498N/kg 高空风为气压梯度力与地转偏向力达平衡时的地转风，即 |G|=2Vsin所以风速为 V=|G|/(2sin)=0.0015498/(27.292110-5sin30)=21.3m/s根据风压定律，风速为西风（即自西吹向东）。4.某时刻在武汉（30N）海平面高度上气压为1000hPa，气温为7.0，气压从南向北每1km降低0.01hPa，空气与地面之间外摩擦力的摩擦系数k=510-5N/(ms-1)，试求风向风速（已知干空气的比气体常数为287JK-1 kg-1 ，地球自转角速度为7.292110-5 s-1 ）。解：请参照教材P130的图5.15理解此题的求解过程。 已知 =30,P=1000hPa, T=7.0=(273+7)K=280K, dp/dn=0.01hPa/km=0.001Pa/m,R=287JK-1 kg-1 ，=7.292110-5 s-1 , k=510-5N/(ms-1)空气密度 =P/(RT)=1000100/(287280)=1.2444kg/m3水平气压梯度力的大小为 |G|=dp/dn/=0.0008036N/kg 因为在摩擦层，地转偏向力与外摩擦力的合力与水平气压梯度力达平衡。由题意，外摩擦力为R=-kV因为地转偏向力与风速方向垂直，而外摩擦力与风速的方向相反，因此地转偏向力与外摩擦力的方向垂直。设地转偏向力与外摩擦力的合力为F，根据力的合成的平行四边形法则，应有F2=R2+A2=(-kV)2+(2Vsin)2因地转偏向力与外摩擦力的合力与水平气压梯度力达平衡，即 |G|=|F| 也即因此可解得风速为求风向：设风与等压线之间的交角为，由前述分析可知， sin=|R|/|F|=kV/|F|- 13 -二、填空题：1. 一气团移往某地后，本身温度逐渐升高，这个气团被称为 (1) 气团。冬季影响我国的主要气团是 (2) 、(3) ，夏季除此之外还有 (4) 、 (5) 。2. 在 (6) 系统长期稳定控制下易发生干旱。按季节划分，长江中下游的干旱主要有 (7) 和 (8) 。3. 我国寒潮的标准是：一次冷空气入侵，使当地气温在24小时内下降 (9) 以上，同时最低温度在 (10) 以下。寒潮的主要特点是 (11) 和 (12) 。4. 按成因，霜冻分为 (13) 、 (14) 和 (15) 三类，每年的终霜冻是 (16) 季的 (17) 次霜冻。5. 影响我国东南沿海的台风，主要取 (18) 、 (19) 和 (20) 路径。6. 长江中下游(或湖北省)梅雨出现时间一般在 (21) ，副高脊线位于 (22) N附近，梅雨区出现在副高的 (23) 。7. 干热风的主要特征是 (24) ， (25) 并伴有 (26) 的大气干旱。危害华中地区的主要是 (27) ，危害华北的是 (28) 。8. 静止锋的形成是因 (29) 和 (30) 相遇时势均力敌，或受 (31) 阻滞，而使锋面在原地少动或来回摆动，产生降水的时间 (32) ，范围 (33) 。 9. 在北半球中纬度地区，高空槽、脊移动方向是自 (34) 向 (35) ，槽前脊后盛吹 (36) 风，附近有 (37) 气流，天气多 (38) 。10. 台风的天气区由 (39) ， (40) ， (41) 三部分组成，其中 (42) 天气最恶劣。答案：(1)冷，(2)极地大陆气团，(3)热带海洋气团，(4)热带大陆气团，(5)赤道气团，(6)高压，(7)伏旱，(8)秋旱，(9)10， (10)5，(11)大风，(12)降温，(13)辐射霜冻，(14)平流霜冻，(15)混合霜冻， (16)春，(17)末，(18)西移路径，(19)西北路径，(20)抛物线，(21)6月上旬-7月上旬，(22)25，(23)西北侧，(24)高温，(25)低湿，(26)一定风力，(27)盛夏干热风，(28)初夏干热风，(29)暖气团，(30)冷气团，(31)地形，(32)长，(33)广，(34)西，(35)东，(36)西南，(37)上升，(38)阴雨， (39)台风眼区，(40)涡旋区，(41)外围大风区，(42)涡旋区 三、判断题：1. 在北半球，高气压系统中的气流是逆时针辐散的，对应为晴好天气。2. 出现霜时必定有霜冻，而出现霜冻时不一定有霜。 3. 低压与气旋是同一种天气系统的不同名称。4. 气团是在气旋、反气旋等天气系统长期控制下形成的。5. 切变线是指在850hPa或700hPa高空，温度出现的不连续线。所以 =arcsin0.565505=34.4 即风向为西偏南34.4，也就是风向着东偏北34.4的方向吹。对照3、4两题可知，与高空自由大气相比较，摩擦层中风向与等压线之间有一交角，向着低压的方向偏转，且在相同的气压梯度的条件下，风速也比自由大气中要小。 第六章一、名词解释题：1. 天气：一定地区短时间内各种气象要素的综合所决定的大气状态。 2. 天气过程：各种天气系统随时间和空间的变化过程。 3. 气团：大范围内水平方向上各种物理属性比较均匀，铅直方向上变化比较一致的大块空气。4. 暖锋：由暖气团推动冷气团并向冷气团一方移动的锋。5. 冷锋：由冷气团推动暖气团并向暖气团一方移动的锋。6. 静止锋：当冷暖气团相遇时，势均力敌，或由于地形的阻滞作用，移动缓慢或在原地来回摆动的锋。7. 气旋：又称低压，是一个中心气压低，四周气压高的空气涡旋。在北半球，气旋内气流反时针自外向内辐合。 8. 反气旋：又称高压，是一个中心气压高，四周气压低的空气涡旋。在北半球，反气旋内气流顺时针自内向外辐散。9. 霜冻：在作物生长季节里，由于土壤表面、植物表面以及近地表气层的温度降低到0以下，引起作物遭受的冻害。10. 平流霜冻：由于寒潮或较强冷空气入侵而出现的霜冻。11. 寒露风：我国南方双季晚稻抽穗开花时所遇到的低温冷害天气。 12. 寒潮：是指势力强大的冷高压南下，使所到之处产生剧烈降温、冻害和偏北大风的天气过程。国家气象局对寒潮的一般定量标准：一次冷空气入侵，使该地气温在24小时内下降10以上，同时最低温度在5以下。 13. 干旱：是指在农业技术水平不高的条件下，作物需水量与土壤供水量在相当长时间内失去平衡，使作物生长发育受到危害，造成产量下降的灾害性天气。14. 干热风：是指高温、低湿，并伴有一定风力的大气干旱。15. 梅雨：平均每年6月上旬至7月中旬，我国宜昌以东的江淮地区，出现的阴雨连绵天气，此时正值江淮梅子成熟，故称这时期的降水为梅雨。- 14 -答案： 1.错， 2.错， 3.对， 4.错， 5.错 四、选择题：1. 霜期是指_这一阶段之间的日期。A.秋季第一次出现霜到年内的最后一次出现霜， B.春季最后一次出现霜到秋季第一次出现霜C.秋季第一次出现霜到第二年春季最后一次出现霜 D.上半年第一次出现霜到下半年最后一次出现霜2. 冬季影响我国大部分地区的主要气压系统是_。 A. 蒙古高压和印度低压B. 蒙古高压和阿留申低压；C. 太平洋副热带高压和阿留申低压； D. 太平洋副热带高压和印度低压；3. 下列地区中，_是既多秋雨又多梅雨的地区。 A. 四川盆地 B. 华南沿海 C. 两湖地区 D. 长江下游4. 湖北省秋季出现秋高气爽天气时，地面和高空分别受_控制。A. 极地大陆气团和热带大陆气团 B. 极地大陆气团和热带海洋气团 C. 赤道海洋气团和热带海洋气团 D. 热带海洋气团和极地大陆气团5. _的天气有利于夜间辐射霜冻的形成。 A. 晴朗、大风 B.微风、多云 C. 土壤潮湿、多云 D.晴朗、微风6. _这组农业天气影响我省的中稻、晚稻生产。 A. 倒春寒、盛夏干热风 B.南洋风、寒露风 C. 寒潮、寒露风 D.梅雨、倒春寒答案： 1. C， 2. B， 3. D， 4 .B， 5. D， 6. B 五、简答题：1. 为什么锋面附近常常是阴雨天气？答：(1)锋面两侧是不同的气团，温、湿、压、风等气象要素水平差异较大，锋面过境时常引起气象要素的急剧变化。(2)锋面移动时，暖空气沿锋面向上爬升，绝热冷却，水汽达饱和后，易凝结成云，产生降水，因而锋面附近常常是大风、降水天气。2. 何谓天气、天气系统、天气过程？彼此有什么关系？ 答：天气是一定地区短时间内各种气象要素的综合所决定的大气状况，而气象要素的空间分布上，具有一定结构特征的大气运动系统，称之为天气系统。天气系统随时间和空间的变化过程，称为天气过程。因此三者的关系是：天气系统是各种天气现象的制造者和携带者，它的有规律的移动，造成一定地区一系列的天气过程，反映在每个时刻就是天气的变化。3. 为何“槽前脊后”是阴雨天气，