大气科学概论2012级期中复习习题.ppt

1、一、名词解释和简答,1.为什么大气科学的研究范围不仅限于大气圈? 答：由岩石圈、水圈、大气圈和生物圈共同构成地球系统，各圈层之间存在紧密的相互作用，岩石圈、水圈、生物圈对天气、气候的形成和演变有重要作用，（如-），因此大气科学的研究不应局限于大气圈。,2.一天中相对湿度的日变化规律是什么？为什么？ 答：相对湿度通常日出前较大，日出后逐渐减小，通常在午后达到极小，随后又逐渐增加。 除天气过程影响相对湿度以外，通常对相对湿度影响最大的因子是气温，气温增加有利于地表蒸发，增加大气中水汽，使相对湿度加大，但气温增加更重要的影响是使饱和水汽压增加，从而使相对湿度减小，因此相对湿度的日变化通常和气温的日变

2、化相反。,3.什么是干绝热温度递减率和湿绝热温度递减率？它们的相对大小如何？为什么？ 答：（1）干（湿）绝热温度递减率是气块在干（湿）绝热过程中上升单位距离是温度的变化。 （2）湿绝热温度递减率干绝热温度递减率； （3）在湿绝热上升过程中，由于水汽凝结释放潜热，部分弥补了气块膨胀降温引起的温度下降。,4.什么是相当位温?为什么在绝热过程中保持不变？ 是湿空气在上升过程中直至所含水汽全部凝结、降落，潜热全部释放后，再按干绝热过程下降到1000百帕时的温度，也是湿空气的最大可能位温。 在湿绝热过程中，相当位温完全取决于初始气压、温度和湿度，因此是不变的。,5.什么是焚风？是怎么形成的？ 答：焚风是

3、气流过山后在背风坡形成的干热风。它有可能使植物、庄稼枯死，森林出现火灾。焚风是自然界中存在的一种假绝热过程， 又称钦若克风。 湿空气在山前（迎风坡）由于地形强迫抬升，如果达到抬升凝结高度形成云进而形成降雨，那么气流过山后在下沉过程中，经过一段下沉距离后（液态水蒸发）后按干绝热下降增温，到达山脚时，形成干热风。,6.什么是稳定度？低层空气湿度较大对稳定度有什么影响？ 答：静力稳定度是指处于静力平衡状态的大气中，一旦空气团块受到外力(动力或热力)因子的扰动，离开原来位置，产生垂直运动.当除去外力后，空气能保持它的原位、或上升或下降的这种趋势，称为大气静力稳定度。 低层空气湿度大使抬升凝结高度下降，

4、负不稳定能量减小，因此使大气的稳定性减弱。,7.蓝天是怎么形成的？为什么早晨的太阳经常呈红色？ 当空气比较洁净时，空气对太阳辐射的散射以空气分子的瑞利散射为主，瑞利散射与波长四次方成反比，对蓝紫光的散射较强，太阳蓝光光强高于紫光，因此空气分子对蓝光的散射总量最大，使得填空呈蓝色。 早晨太阳高度很低，太阳光在大气层中经过的光路较长，不仅蓝紫光散射很多，黄、绿等光散射也较多，红光波长最长，散射较弱，因此早晨太阳经常呈红色。,8.什么是太阳有效温度和太阳色温度？ 按斯蒂芬-玻耳兹曼定律推算得到的太阳温度 由测量到的太阳最大单色辐射通量密度对应的波长值，根据Wein 定律计算得到的太阳温度称为色温度。

5、,9.臭氧总量下降和对流层臭氧增加对气候和环境有什么影响? 答：臭氧总量下降使到达地面的紫外线增强，将对地表生物造成伤害，同时降低了平流层温度，增加了地面温度。 对流层臭氧是污染性气体，同时也是温室气体，对流层臭氧增加将使大气氧化性增强，对动植物造成危害，同时造成对流层增温，对全球增暖有一定贡献。,什么是干沉降和湿沉降？ 答：干沉降是大气成分通过湍流和重力的作用向地表沉降的过程。 湿沉降是大气成分通过降水的作用被冲刷到地表的过程。,二、计算,1.已知地面气温23，气压980hPa，水汽压10 hPa，求虚温，比湿、空气密度和位温。,Tv=T(1+0.378e/p) =（273+23）（1+0.

6、378*10/980） =297.1K q=0.622e/p=0.622*10/980=0.00635g/g=6.35g/kg =P/(RdTv)=98000/(287*297.1)=1.15kg/m3,=(273+23)(1000/980)0.286=297.7K,2.假设地球没有大气，半径为R，地表反照率为A, 地表对长波的吸收率为b，问(1)地球的辐射平衡温度？（2）地球一年放出多少辐射能？（3）地球发出的辐射能极大值所对应的波长是多少？,已知某处气压850hPa，气温15，气温递减率为0.65/100m，求该处的空气密度随高度的变化率。,对Z求导,4若单位质量干空气微团上升过程中气温增

7、加率为5.8/km，求该空气微团在上升1km过程中获得多少热量？,=1004*5.8+9.8*1000 =15623J,5地面气块温度10，气压1000百帕，相对湿度80%，气温递减率0.50/100米，求气块上升到凝结高度处的气温、气压和空气密度，如果在凝结高度处气块等压降温3，那每立方米空气中凝结出多少克液态水？,T,LCL,P,A,B,C,（1）由克拉珀龙方程求得地面饱和水汽压12.28hpa （2）由相对湿度得实际水汽压9.83hpa （3）由克拉珀龙方程计算得露点温度6.72, （4）由H=123(T-Td)=403.44米(凝结高度) （5）由压高公式得B点气压953 hpa （6）由 得B点气温279.02K, （7）由B点气温得B点饱和水汽压9.42 hpa, （8）由E= RvT计算得水汽密度7