天气学原理历届试卷.pdf

优选专业年优选专业年级 XXX XXXX 级 XXX XXXX 学号 学号 姓名 姓名 授课教师 授课教师 座号 座号 装 装装 订 订订 线 线线 中国海洋大学中国海洋大学 2008 2009 学年学年 第第 1 学期学期 期末考试试卷期末考试试卷 学院 天气学原理 课程试题 A卷 共共 1 页页 第第 1 页页 考试说明考试说明 本课程为闭卷考试 可携带 文具 或本课程为开卷考试 可携带 文具和 资料 满分为 分 一 回答 共 60 分 1 气团形成和变性的原因 6 分 2 什么是行星锋区 行星锋区与急流及温带气旋的联系 10 分 3 举例说明北半球大气半永久性活动中心和季节性活动 中心 并解释其形成原因 14 分 4 有利强风暴发生发展的环境条件 6 分 5 大气环流的分布特征及影响大气环流形成的因素 24 分 二 简答 每题 10 分 共 40 分 1 涡度平流 热成风涡度平流 2 Walker 环流 Hadley 环流 3 季风辐合带 信风辐合带 4 温带气旋及空间分布特征 台风及季节变化特征 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得分 共共 页页 第第 页页 A 卷参考答案卷参考答案 一 60 分 1 物理属性水平分布相对均匀的下垫面 大气中各 种尺度的湍流 蒸发 凝结和辐射等物理过程与地球表面进行热量和 水汽交换等 2 具有行星尺度特征的锋区 由于热成风效应 与行 星锋区相对应的对流层顶附近出现高空西风急流 在高空西风急流 南侧 对应高空气流辐散 的海平面图上 常对应温带气旋多发区 3 阿留申低压 冰岛低压 北太平洋副热带高压 北大西洋副热带高压 格陵兰高压 除格陵兰高压外 都位于海洋上 蒙古高压 亚洲热低 压 北美高压 北美热低压 都位于陆地上 形成原因与太阳辐射随 纬度分布不均匀有关 北太平洋副热带高压 北大西洋副热带高压 和海陆热力性质差异有关 蒙古高压 亚洲热低压 北美高压 北美 热低压 4 水汽条件 稳定度条件 上升运动条件 5 基本特征 内容 平均纬向环流 三风四带 急流 平均经向环流 三圈环流 水平环流 平均层上 绕极环流 极涡 冬三夏四槽 与海平面图上 半 永久性活动中心与季节性活动中心 太阳辐射沿地球表面经向分布 不均匀 地球旋转 角动量的经向输送 海陆分布和大地形 二 40 分 1 由于涡度水平分布不均匀和风所引起的水平方向 涡度输送 由于热成风涡度水平分布不均匀和热成风所引起的水平方 向涡度平流 2 由于地球表面温度纬向分布不均匀导致发生在热带 经度 高度剖面上的直接热力环流称为 Walker 环流 由于地球表面温 度经向分布不均匀导致发生在热带和副热带纬度 高度剖面上的直接 热力环流称为 Hadley 环流 3 在西太平洋副热带高压南部的东北风 与南半球越赤道西南季风之间形成的辐合区域称为季风辐合带 由太 平洋副热带高压南部的东北信风与南半球越赤道东南信风之间形成 的辐合区域称为信风辐合带 4 发生在温带的气旋是温带气旋 温 带气旋一般发生在大山脉的东侧 高空急流的下方 台风是生成在热 带海洋上的强热带气旋 平均来说 北半球冬季台风发生的数量少 而盛夏 8 月最多 优选专业年优选专业年级 XXX XXXX 级 XXX XXXX 学号 学号 姓名 姓名 授课教师 授课教师 座号 座号 装 装装 订 订订 线 线线 中国海洋大学中国海洋大学 2008 2009 学年学年 第第 1 学期学期 期末考试试卷期末考试试卷 学院 天气学原理 课程试题 B卷 共共 1 页页 第第 1 页页 考试说明考试说明 本课程为闭卷考试 可携带 文具 或本课程为开卷考试 可携带 文具和 资料 满分为 分 一 解释 每题 2 分 共 10 分 1 长波调整 2 气团 3 气旋 4 极涡 5 切变线 二 简答 60 分 1 简述影响温带气旋和反气旋发展的主要因素和作用 并分析 冬季温带气旋移动到海上后强度的变化和原因 20 分 2 简述中 低纬度大气大尺度运动的主要差别 说明大气平均 层上的水平环流分布特征 并分析其形成原因 20 分 3 简述影响台风移动的因素 解释第二类条件不稳定及其在台 风发展中起的作用 20 分 三 回答 1 在等压面图上判断槽脊振幅的变化和位置的移动 一般应当从 哪些方面进行考虑 20 分 2 什么是副热带高压 西太平洋副热带高压对中国降水有什么影 响 10 分 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得分 共共 页页 第第 页页 2008 2009 第一学期 B 卷参考答案 一 10 分 1 长波波数的变化及长波的更替称为长波调整 2 气 象要素 主要指温度和湿度 水干分布比较均匀的大范围的空气团 3 气旋是占有三度空间的 在同一高度上中心气压低于四周的大尺度涡 旋 在北半球 气旋范围内的空气作逆时针旋转 在南半球其旋转方 向则相反 4 极地上空中心数值低于周围位势高度的气旋性涡旋 5 风场中的不连续线 其两侧的风有明显的气旋性切变 二 60 分 1 20 分 涡度平流 气旋 正涡度平流 温度平流 气旋 暖平 流 稳定度 非绝热加热 气旋 加热 大地形 气旋 大山脉东 侧 从温度低的陆地移动到暖海面上后 由于非绝热加热的影响 气旋将会发展 2 20 分 从动力学角度 中高纬度大气运动基本满足准地转关系 而低纬度大气运动表现出明显的非地转特性 从热力分布特征 中高 纬度地区存在较强的经向温度梯度 大气是斜压的 振动发展的能源 主要来自于斜压过程中的位能释放 而低纬度大气水平温度梯度小 大气近于正压 由于低纬度海洋面积大 气温高 水汽充沛 对流活 动强 凝结潜热释放是扰动发展的主要能源 围绕极地的环状流动 冬三夏四 太阳辐射随纬度分布不均匀 海陆分布及海陆热力性 质的差异与大地形影响 3 20 分 气压梯度力 科氏力 地球旋转 台风内力等 热带海 洋上天气尺度扰动与积云对流之间互相促进的正反馈过程 按照CISK 理论 台风发生发展的物理过程是 在热带扰动中 积云单体区通过 释放凝结潜热而使大气增暖 进而导致地面气压降低 低空气旋性环 流加强 同时由于边界层内摩擦作用 使风速有向中心的分量 于是 增强低空辐合和潮湿空气抬升 而辐合上升又引起更多积云发展 释 放更多潜热 使地面气压继续下降 如此循环 最终发展成台风 三 30 分 1 20 分 涡度平流 正涡度平流有利槽发展 温度平流随高度的 变化 暖平流随高度减弱有利脊发展 非绝热加热 加热随高度增 加有利槽发展 槽前等位势高度线疏散有利槽发展 热成风涡度平 流 正涡度平流有利槽发展 上下游效应 决定槽脊移动速度的因 子有 1 基本西风强度 西风越强 波向东移动速度越快 反之越 慢 2 波长 波长越短 移动越快 波长越长 移动越慢 3 因 BETA 随纬度而变化 当其它情况相同时 波动在高纬度移动较快 在低纬度移动较慢 2 10 分 从低纬地区多年平均的环流图上看 在南北半球的副热 带地区有一个几乎环绕地球一周的带状高压区 即为通常所说的副热 带高压 它是常年存在的永久性气压系统 西太平洋副热带高压的季 节性变动与我国东部大型雨带紧密相联系 具体地说 从春到夏 四 到六月上旬副高稳定在北纬 18 度附近 其西或西北侧的西南气流与 北方冷空气交汇于华南地区 形成华南前汛期暴雨期 随后由于副高 第一次北跳跳过 20N 并稳定在 23 度附近 则对应于江淮流域的梅雨 期 六月中旬到七月上旬 之后副高的第二次北跳并稳定于 30N 附 近则对应于北方暴雨期 从夏到冬副高逐渐南退 又使中国雨带南推 如淮河九十月的淮河秋雨期 总之副高的变动与雨带的移动相对应 优选专业年优选专业年级 XXX XXXX 级 XXX XXXX 学号 学号 姓名 姓名 授课教师 授课教师 座号 座号 装 装装 订 订订 线 线线 中国海洋大学中国海洋大学 2007 2008 学年学年 第第 1 学期学期 期末考试试卷期末考试试卷 海洋环境 学院 天气学原理 课程试题 A卷 共共 1 页页 第第 1 页页 考试说明考试说明 本课程为闭卷考试 满分为 100 分 一 简答 每题 5 分 共 50 分 1 图示并说明温度平流 热成风涡度平流 2 Walker 环流 Hadley 环流及其区别 3 季风辐合带 信风辐合带 4 温带气旋及空间分布特征 台风及季节变化特征 5 长波调整 上下游效应 6 举例说明各种不同运动尺度的大气运动 7 影响台风移动的因素 8 颮线与锋的区别 9 大型降水过程的主要影响因素 10 长波的温压场结构特点 二 简述有利强对流天气形成的大尺度环境条件 10 分 三 判断地面天气系统及高空槽脊强度 位置变化的分析思路 15 分 四 简述海平面半永久性大气活动中心 季节性大气活动中心及分布特征 并分析其形成原因 15 分 五 简述台风的结构特征 并用图表示 10 分 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得分 授课教师命题教师或 命题负责人签字 授课教师命题教师或 命题负责人签字 年 月 日 年 月 日 院系负责人签 字 院系负责人签 字 年 月 日 年 月 日 共共 2 页页 第第 1 页页 参考答案 要点 一 1 由于温度水平分布不均匀和风所引起的水平方向温度输送 由于热成风涡度水 平分布不均匀和热成风所引起的水平方向涡度平流 如温度槽前正涡度平流 2 由于地球表面温度纬向分布不均匀导致发生在热带经度 高度剖面上的直接热力 环流称为 Walker 环流 由于地球表面温度经向分布不均匀导致发生在热带和副热 带纬度 高度剖面上的直接热力环流称为 Hadley 环流 3 在西太平洋副热带高压 南部的东北风与南半球越赤道西南季风之间形成的辐合区域称为季风辐合带 由 太平洋副热带高压南部的东北信风与南半球越赤道东南信风之间形成的辐合区域 称为信风辐合带 4 发生在温带的气旋是温带气旋 温带气旋一般发生在大山脉 的东侧 高空急流的下方 台风是生成在热带海洋上的强热带气旋 平均来说 北半球冬季台风发生的数量少 而盛夏 8 月最多 5 长波波数的变化及长波的更 替称为长波调整 长波调整是全球性的大气环流变化 上 下游长波系统之间的 相互关系 通常称为 上 下游效应 上游某地区长波系统发生某种显著变化 后 接着以相当快的速度 一般大于基本气流的速度 也大于波动本身的移动速 度 影响到下游地区长波系统的变化 最后使广大范围内的环流形势发生变化 叫做 上游效应 反之 下游某地区长波系统的显著变化 也会影响到上游 使上游环流系统也随之发生转变 则叫做 下游效应 6 行星尺度 103 104KM 102 H 如副高 天气尺度 102 103KM 102 H 如温带气旋 中尺度 101 102KM 10 H 如中低压 小尺度 10KM 1H 如雷暴 微尺度 1KM 10 1H 如边界 层湍流 7 气压梯度力 科氏力 地球旋转 台风内力等 8 颮线 相同气团 内 长度百公里量级 生命期十几小时 剧烈天气 日变化明显 锋 不同气团 过渡区 长度千公里 可维持几天 天气剧烈程度远小于颮线天气 日变化不明 显 9 水汽输送 垂直上升运动和较长的持续时间 10 冷槽暖脊 槽脊位置在对 流层随高度向西倾斜 高度 槽前对流层低层辐合上升 槽后为辐散下沉 高空 则相反 高度 槽前对流层上层辐散 槽后为辐合 二 水汽条件 低空偏南急流输送 稳定度条件 静力不稳定 对流不稳定 上升运 动条件 三 强度 地面气旋 反气旋发展方程中的各项及地形作用 槽脊振幅的发展考虑温 度平流随高度变化 高度槽 脊前后等高线的疏散或汇合 热成风涡度平流 上 下 游效应 南北方向是否有槽脊同位向叠加 移动 地面系统 引导气流 平均层槽脊 长波公式判断 5 个方面 分别说明 四 以北半球为例 半永久性大气活动中心 西太平洋副高 亚速尔高压 冰岛低压 阿留申低压 季节性大气活动中心 蒙古高压 北美高压 印度低压等 形成原因 与北半球的平均槽脊及地形热力有关 五 台风流场结构 水平分眼区 云墙大风区和外围螺旋雨带区 垂直分低层流入 中 层上升和高层流出层 温度场为暖心结构特征 气压场 水平环形的中心为极强的低 压区 优选专业年优选专业年级 XXX XXXX 级 XXX XXXX 学号 学号 姓名 姓名 授课教师 授课教师 座号 座号 装 装装 订 订订 线 线线 中国海洋大学中国海洋大学 2007 2008 学年学年 第第 1 学期学期 期末考试试卷期末考试试卷 海洋环境 学院 天气学原理 课程试题 B卷 共共 1 页页 第第 1 页页 考试说明考试说明 本课程为闭卷考试 满分为 100 分 二 简答 每题 5 分 共 30 分 1 涡度平流 温度平流 2 大气平均层的环流特征 3 热带辐合带 极涡 4 长波调整 上下游效应 5 达因补偿原理 6 CISK 机制 二 影响锋生锋消的因素 10 分 三 分别说明台风发生发展及移动的主要影响因素 15 分 四 东亚大气环流季节变化的主要特征 20 分 五 说明 Rossby 波产生原因和影响 Rossby 波移动速度的主要因子 15 分 六 如何在海平面天气图上确定锋面 简述思路 10 分 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 得分 授课教师命题教师或 命题负责人签字 授课教师命题教师或 命题负责人签字 年 月 日 年 月 日 院系负责人签 字 院系负责人签 字 年 月 日 年 月 日 共共 2 页页 第第 1 页页 参考答案 要点 一 1 由于涡度水平分布不均匀和风所引起的水平方向涡度输送 由于温度水平分布不均 匀和风所引起的水平方向温度平流 2 绕极西风气流 平均槽脊 冬三夏四 3 对流层低层由两半球东北信风与东南信风之间或者由一半球东北信风与另一半球越赤 道西南季风之间形成的辐合区域称为热带辐合带 极地地区上空对流层中上层存在的 大型气旋式涡旋系统 4 长波波数的变化及长波的更替称为长波调整 长波调整是全 球性的大气环流变化 上 下游长波系统之间的相互关系 通常称为 上 下游效应 上游某地区长波系统发生某种显著变化后 接着以相当快的速度 一般大于基本气流 的速度 也大于波动本身的移动速度 影响到下游地区长波系统的变化 最后使广大 范围内的环流形势发生变化 叫做 上游效应 反之 下游某地区长波系统的显著 变化 也会影响到上游 使上游环流系统也随之发生转变 则叫做 下游效应 5 最 简单的叠置情况是低层辐合 高层辐散 或者是低层辐散 高层辐合 在对流层中层 大致在 500 600 hPa 之间 辐散 辐合最小 可视为无辐散层 这种在低空辐合 辐 散 区域上空叠置辐散 辐合 区域的现象叫做达因补偿 6 把积云对流和大尺度运动看作是相互作用的 积云对流提供驱动大尺度扰动所需的 热能 而大尺度扰动又产生发生积云对流所需的湿空气辐合 大尺度扰动所需的热能 而大尺度扰动又产生发生积云对流所需的湿空气辐合 积云对流释放凝结潜热使对流 层中 上部不断增积云对流释放凝结潜热使对流层中 上部不断增暖 并使高层气压 升高 产生辐散 高层辐散又促使低层扰动中心的气压降低 产生辐合 这种大尺度 的低层辐合 又供给了积云对流发展的水汽 如此循环 从而导致扰动发展的机制 二 水平运动 水平气流沿温度升度方向