氣象學(xué)與氣候?qū)W

1、第12章1）簡(jiǎn)述氣候系統(tǒng)。答:氣候系統(tǒng)是一個(gè)包括大氣圈、水圈、陸地表面、雪圈和生物圈在內(nèi)的，能夠決定氣候形成、氣候分布和氣候變化的統(tǒng)一物理系統(tǒng)。太陽(yáng)輻射是氣候系統(tǒng)的能源。在太陽(yáng)輻射的作用下，氣候系統(tǒng)產(chǎn)生了一系列復(fù)雜的過(guò)程，這些過(guò)程在不同的時(shí)間尺度上和不同的空間尺度上有著密切的相互作用，各個(gè)組成部分之間，通過(guò)物質(zhì)和能量交換，緊密地結(jié)合成一個(gè)復(fù)雜的、有機(jī)聯(lián)系的氣候系統(tǒng)。2）名詞解釋：天氣、氣候 、天氣系統(tǒng)、天氣過(guò)程、天氣預(yù)報(bào)、氣象要素、輻射通量密度、比輻射率答：天氣：某地在某一瞬間或某一短時(shí)間內(nèi)大氣狀態(tài)和大氣現(xiàn)象的綜合。大氣狀態(tài)：大氣的氣壓、氣溫和濕度等。大氣現(xiàn)象：大氣中的風(fēng)、云、雨、雪等現(xiàn)象。氣

2、候：在太陽(yáng)輻射、大氣環(huán)流、下墊面性質(zhì)和人類活動(dòng)的長(zhǎng)期作用下，在某一時(shí)段內(nèi)大量天氣的綜合。不僅包括該地多年的平均天氣狀況，也包括某些年份偶爾出現(xiàn)的極端天氣狀況。天氣系統(tǒng)：指引起天氣變化和分布的高壓、低壓、高壓脊、低壓槽等典型特征的大氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。天氣過(guò)程：天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展、消失和演變的全過(guò)程。天氣預(yù)報(bào)：人們根據(jù)對(duì)天氣演變規(guī)律的認(rèn)識(shí)，利用多種觀測(cè)及模擬手段，對(duì)未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)天氣變化作出主、客觀的判斷。氣象要素：氣象要素是指表示大氣屬性和大氣現(xiàn)象的物理量，如氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、云量、降水量和能見(jiàn)度等等。輻射通量密度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的輻射能量稱輻射通量密度（E），單位是W/m2。比

3、輻射率：物體在溫度T，波長(zhǎng)處的輻射出射度M1（T，）與同溫度，同波長(zhǎng)下的黑體輻射出射度M2（T，）的比值。由斯忒藩-波爾茲曼定律可知，比輻射率與同溫度、同波長(zhǎng)時(shí)該物體對(duì)電磁波的吸收率相同。比輻射率公式：比輻射率是反映物體熱輻射性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、成份、表面特性、溫度以及電磁波發(fā)射方向、波長(zhǎng)(頻率)等因素有關(guān)。3）哪些自然現(xiàn)象能證實(shí)大氣圈的存在？答：a. 藍(lán)色的天空。這是由于大氣中的一些非常細(xì)小物質(zhì)成分，如氣體、粉塵等，它們的直徑較陽(yáng)光的波長(zhǎng)小得多，因此，藍(lán)色的散射量較之于其他任何一種顏色能更多地被選擇散射。這種散射稱瑞利散射。b. 白云。如果形成散射粒子的形狀是球形的，而且其直徑

4、并不比陽(yáng)光的波長(zhǎng)小，所有的波長(zhǎng)都是平均地被散射的，這種散射稱邁耶散射。因此，云是白色的。c. 風(fēng)。有風(fēng)就說(shuō)明有物質(zhì)的存在，因?yàn)轱L(fēng)是由于大氣不同部位的壓力差別造成的。如果在真空中就不會(huì)有風(fēng)了。d.流星。流星就是隕石穿過(guò)大氣層時(shí)，由于其速度太快，與大氣摩擦產(chǎn)生熱使隕石燃燒起來(lái)。 否則我們的地球也與月球一樣“千瘡百孔”。4）大氣圈各層的主要物理特性是怎樣的？ 答：a. 對(duì)流層厚度：平均1113km，赤道1718km，兩極89km。質(zhì)量：約占大氣圈質(zhì)量的75。氣溫：從下向上是降溫的，大氣降溫率是6.5/km，對(duì)流層頂約-83（低緯），高緯（-53）。大氣運(yùn)動(dòng)：垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)（地表面的不均勻受熱）。成分：

5、幾乎全部的水汽、塵埃。大氣現(xiàn)象：風(fēng)、霜、雨、雪、雹、霧等。b.平流層高度：從對(duì)流層頂?shù)?5km左右。質(zhì)量：幾乎占大氣圈質(zhì)量的25。氣溫：從下向上是升溫的（O3)，到平流層頂可達(dá)-3 。大氣運(yùn)動(dòng)：水平運(yùn)動(dòng)。成分：幾乎不含水汽、塵埃，存在臭氧層。無(wú)天氣現(xiàn)象。c.中間層高度：從平流層頂?shù)?5km左右。氣溫：從下向上是降溫的，到中間層的頂溫度降到-113-83 。大氣運(yùn)動(dòng)：垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)。存在一個(gè)只有白天才出現(xiàn)的電離層（D）。d.暖層（熱層，熱成層）高度：從中間層頂?shù)?00km。氣溫：從下向上迅速升溫，到500km高空，溫度可增至2000K 。存在多層的電離層（E、F、G），也稱電離層，可反射無(wú)線電波。

6、在高緯度地區(qū)上空存在極光。e.散逸層（外層）高度：從暖層頂?shù)酵鈱涌臻g，氣溫隨高度的增加很少變化。物質(zhì)多以原子、離子狀態(tài)存在。是地球物質(zhì)向宇宙空間擴(kuò)散的部位，大氣圈與星際空間的過(guò)渡帶。5）試述濕度的定義及各種表示濕度的方法。答: a.定義：表示大氣中水汽量多少的物理量。大氣的濕度狀況是決定云、霧、降水等天氣現(xiàn)象的重要因素。 b.表示濕度的方法：水汽壓（e）：大氣中所含水汽產(chǎn)生的壓力（mb,hPa）；     絕對(duì)濕度（a）：?jiǎn)挝惑w積空氣中水汽的含量（g/cm3,g/m3）；水汽密度 飽和水汽壓（E）：在溫度一定的情況下，單位體

7、積空氣中能容納的水汽數(shù)量有一定的限度，如果水汽含量達(dá)到了這個(gè)限度，空氣就呈飽和狀態(tài)，這時(shí)的空氣稱為飽和空氣。飽和空氣中的水汽壓，稱為飽和水汽壓。 相對(duì)濕度（f）：空氣中實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的百分比，表示空氣距離飽和的程度。f=e/E×100%                       比濕（q）：在一團(tuán)濕空氣中，水汽質(zhì)量與該團(tuán)空氣總質(zhì)

8、量的比值（g/g)。即表示每一克濕空氣中含有多少克的水汽。q=mw/(md+mw)                       水汽混合比（）：一團(tuán)濕空氣中,水汽質(zhì)量與干空氣質(zhì)量的比值。=mw/md式中，mw為該團(tuán)濕空氣中水汽的質(zhì)量；md為該團(tuán)濕空氣中干空氣的質(zhì)量。 飽和差（d）：某溫度下飽和水汽壓與實(shí)際水汽壓之差。d=E-e露點(diǎn)（Td）：空氣中水汽含量不變

9、，在一定的氣壓下，若使空氣達(dá)到飽和，只有降溫，降到實(shí)際水汽壓（e）變成飽和水汽壓（E），此時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)溫度，簡(jiǎn)稱為露點(diǎn)。6）試推導(dǎo)虛溫的公式，并說(shuō)明虛溫的意義。答：公式推導(dǎo);教材p20.虛溫的意義是：在同一壓強(qiáng)下，干空氣密度等于濕空氣密度時(shí)，干空氣應(yīng)有的溫度。7）何為輻射？輻射遵循哪些基本定律？答：輻射：自然界中的一切物體，只要其溫度在-273以上，都在以電磁波的方式向外放射能量，這種傳播能量的方式稱為輻射。遵循哪些基本定律：A. 基爾霍夫（Kirchhoff）定律。B. 斯蒂芬（Stefan）玻耳茲曼（Boltzman）定律。C. 維恩（Wein）位移定律。8）試述瑞利散射和米散射的特點(diǎn)

10、和區(qū)別。答：瑞利散射與米散射  散射粒子的橫向幾何線度與入射光波長(zhǎng)之比很小時(shí)（a/l<0.1），散射光強(qiáng)與入射光波長(zhǎng)的關(guān)系服從瑞利散射定律。當(dāng)該比值較大（a/l0.110）時(shí)，散射光強(qiáng)與波長(zhǎng)的依賴關(guān)系逐漸減弱，并且，當(dāng)該比值增大到一定程度后，散射光強(qiáng)隨該比值的增大出現(xiàn)起伏，即交替達(dá)到極大值和極小值。這種起伏的幅度亦隨該比值的增大而逐漸減小。（中間狀態(tài)）對(duì)于足夠大的粒子，（a/l>10），散射光強(qiáng)基本上與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，此時(shí)的散射稱為大粒子散射，可看作是米散射的極限狀態(tài)。9）到達(dá)地面的太陽(yáng)總輻射由哪兩部分組成？試比較二者的不同？答：直接輻射：太陽(yáng)以平行光線的形式直接投射

11、到地面上。散射輻射：經(jīng)過(guò)散射后自天空投射到地面的。 直接輻射：兩個(gè)主要因子：太陽(yáng)高度角（太陽(yáng)高度角越小，等量的太陽(yáng)輻射散步的面積就越大，地表單位面積上所獲得的太陽(yáng)輻射能就越小。太陽(yáng)高度角越小，太陽(yáng)光透過(guò)的大氣層就越厚，削弱就越強(qiáng)，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射就越小。）和大氣透明度（大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的透射程度，主要影響因素有:水汽、水汽凝結(jié)物、塵埃雜質(zhì)的多少。） 散射輻射：影響因素有：太陽(yáng)高度角、大氣透明度、云量。太陽(yáng)高度角增大時(shí)，到達(dá)近地面層的直接輻射增強(qiáng)，散射輻射也就相應(yīng)地增強(qiáng)；大氣透明度不好時(shí)，參與散射作用的質(zhì)點(diǎn)增多，散射輻射增強(qiáng)；10）寫出地面有效輻射、地面輻射差額、地氣系統(tǒng)輻射

12、差額的表達(dá)式。答：地面放射的輻射（Eg）與地面吸收的大氣逆輻射（Ea）之差，稱為地面有效輻射。以F0表示，則F0=Eg-Ea。地面輻射差額：某段時(shí)間內(nèi)單位面積地表面所吸收的總輻射和其有效輻射之差值，稱為地面的輻射差額Rg（表示單位水平面積、單位時(shí)間的輻射差額）Rg=（Q+q）（1-a）-F0。地氣系統(tǒng)輻射差額  Rs=（Q+q）（1-a）+qa-F。11）試述絕熱變化與非絕熱變化的區(qū)別與聯(lián)系。答：空氣與外界有熱量交換，稱為非絕熱變化；非絕熱變化（六種方式）1、傳導(dǎo)。2、輻射。3、對(duì)流。4、湍流。5、蒸發(fā)凝結(jié)（包括升華、凝華）。6、平流空氣與外界沒(méi)有熱量交換，稱為絕熱變化。絕

13、熱變化有兩個(gè)過(guò)程：（1）絕熱增溫過(guò)程：氣塊下降、吸熱，溫度升高的過(guò)程。（2）絕熱冷卻過(guò)程：塊上升、放熱，氣溫下降的過(guò)程。 12）試推導(dǎo)干絕熱和濕絕熱直減率。答：教材p40.13）什么是位溫和假相當(dāng)位溫？答：位溫：把各層中的氣塊循著干絕熱的程序訂正到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)高度：1000hPa 處，這時(shí)所具有的溫度稱為位溫。 假相當(dāng)位溫：當(dāng)氣塊中含有的水汽全部凝結(jié)降落時(shí)，所釋放的潛熱，就使原氣塊的位溫提高到了極值，這個(gè)數(shù)值稱為假相當(dāng)位溫。14）試述空氣溫度個(gè)別變化、平流變化和局地變化的概念和相互關(guān)系。答：（1）個(gè)別變化：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)個(gè)別空氣質(zhì)點(diǎn)溫度的變化dT/dt稱作空氣溫度的個(gè)別變

14、化，即空氣塊在運(yùn)行中溫度隨時(shí)間的絕熱和非絕熱變化。（2）局地變化：某一固定地點(diǎn)空氣溫度隨時(shí)間的變化稱作空氣溫度的局地變化。（3）平流變化：由于空氣的移動(dòng)所造成的某地溫度的變化稱為溫度的平流變化。（4）空氣溫。度個(gè)別變化、平流變化和局地變化的相互關(guān)系：溫度的局地變化是平流變化和個(gè)別變化之和15）如何通過(guò)m，d， 判斷大氣的層結(jié)穩(wěn)定度？答：（1）>d 時(shí)，大氣層結(jié)為絕對(duì)不穩(wěn)定，且愈大，愈不穩(wěn)定； （2）<m<d 時(shí)，大氣層結(jié)為絕對(duì)穩(wěn)定，且愈小，愈穩(wěn)定； （3）m<<d 時(shí)，大氣為條件性不穩(wěn)定，對(duì)于未飽和濕空氣和干空氣，

15、大氣層結(jié)是穩(wěn)定的；對(duì)于飽和濕空氣是不穩(wěn)定的。16）什么是逆溫？簡(jiǎn)述幾種主要逆溫的形成過(guò)程。答：在一定條件下，對(duì)流層中會(huì)出現(xiàn)氣溫隨高度增高而升高的逆溫現(xiàn)象。 輻射逆溫：由于地面強(qiáng)烈輻射冷卻形成的逆溫。條件：晴朗無(wú)風(fēng)或微風(fēng)且少云或無(wú)云的夜晚，厚度從數(shù)十米到數(shù)百米，以冬季最強(qiáng)。 湍流逆溫：由于低層空氣的湍流混合而形成的逆溫。形成過(guò)程：經(jīng)過(guò)湍流混合后，氣層的溫度分布將逐漸接近于干絕熱直減率?？諝馍交旌蠈由喜繒r(shí)，它的溫度比周圍的空氣溫度低。混合的結(jié)果，使上層空氣降溫。 平流逆溫：暖空氣平流到冷的地面或冷的水面上，會(huì)發(fā)生接觸冷卻，愈近地表面的空氣降溫愈多，而上層空氣受冷地面

16、的影響小，降溫較少，于是產(chǎn)生了逆溫現(xiàn)象。下沉逆溫：因整層空氣下沉而造成的逆溫，稱為下沉逆溫 形成過(guò)程：當(dāng)某一層空氣發(fā)生下沉運(yùn)動(dòng)時(shí)，因氣壓逐漸增大，以及因氣層向水平方向的輻散，使其厚度減小。如果氣層下沉過(guò)程是絕熱的，而且氣層內(nèi)各部分空氣的相對(duì)位置不發(fā)生改變。這樣空氣層頂部下沉的距離要比底部下沉的距離大，其頂部空氣的絕熱增溫要比底部多 。 鋒面逆溫：冷暖空氣團(tuán)相遇時(shí)，較輕的暖空氣爬到冷空氣上方，在冷暖空氣團(tuán)交界面附近（即鋒面附近）出現(xiàn)的逆溫，稱為鋒面逆溫。 融雪逆溫：在積雪地區(qū)，因暖空氣流經(jīng)冰、雪表面產(chǎn)生融冰、融雪現(xiàn)象，而冰雪的融化需要從近地面氣層吸收大量的

17、熱量，從而使貼近地層的氣溫較低，形成逆溫，這種逆溫稱為融雪逆溫。  地形逆溫：在山區(qū)夜間，由于山上冷空氣沿斜坡向下移動(dòng)到低洼地區(qū)并聚積于底部，使原來(lái)在洼地底部的較暖空氣被迫抬升形成的逆溫，稱為地形逆溫。第3章1）試述水相變化的物理過(guò)程和判據(jù)。答：水的三種形態(tài)：氣態(tài)（水汽）、液態(tài)（水）和固態(tài)（冰），稱為水的三相。水是大氣中唯一能由一種相態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種相態(tài)的成分。這種水相的相互轉(zhuǎn)化就稱為水相變化。 （1）從分子運(yùn)動(dòng)論看，水相變化是水的各相之間分子交換的過(guò)程。假設(shè)N為單位時(shí)間內(nèi)跑出水面的水分子數(shù)，n為單位時(shí)間內(nèi)落回水面的水汽分子數(shù)，則得到水和水汽兩相變化和平衡的分子物理學(xué)判據(jù)，即

18、：Nn 蒸發(fā)（未飽和），N= n 動(dòng)態(tài)平衡（飽和），Nn 凝結(jié)（過(guò)飽和）。（2）當(dāng)在某一溫度下，水和水汽達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，e=E對(duì)應(yīng)的落回水面的水汽分子數(shù)又等于該溫度下跑出水面的水分子數(shù)N，所以E與N成正比因此，水和水汽兩相變化和平衡的判據(jù)為：當(dāng)E>e時(shí)，蒸發(fā)（未飽和），當(dāng)E=e時(shí)，動(dòng)態(tài)平衡（飽和），當(dāng)E<e時(shí)，凝結(jié)（過(guò)飽和）。（3）若Es 為某一溫度下對(duì)應(yīng)的冰面上的飽和水汽壓，與以上類似也可得到冰和水汽兩相變化和平衡的判據(jù)：Ese 升華，Es= e 動(dòng)態(tài)平衡，Ese 凝華。2）飽和水汽壓的大小決定于哪些因素？它們?nèi)绾斡绊戯柡退麎?？答：?）溫度：隨著溫度升高，飽和水汽壓按指數(shù)規(guī)律

19、迅速增大。（2）蒸發(fā)面：同溫度下，過(guò)冷卻水面飽和水汽壓大于冰面飽和水汽壓；同一溫度下，溶液面的飽和水汽壓比純水面要小（E溶<E水），且溶液濃度愈高，飽和水汽壓愈??；不同形狀的蒸發(fā)面上，水分子受到周圍分子的吸引力是不同的，E凸>E平>E凹。3）影響蒸發(fā)的因素有哪些？答：（一）水源：沒(méi)有水源就不可能有蒸發(fā)。（二）熱源：實(shí)際上常以蒸發(fā)耗熱多少直接表示某地的蒸發(fā)速度。（三）飽和差（E-e）：蒸發(fā)速度與飽和差成正比。飽和差愈大，蒸發(fā)速度也愈快。（四）風(fēng)速與湍流擴(kuò)散：無(wú)風(fēng)時(shí)，蒸發(fā)緩慢；有風(fēng)時(shí)，蒸發(fā)加快。4）大氣中水汽凝結(jié)的條件是什么？達(dá)到凝結(jié)的途徑通常有哪些？答：條件：（1）有凝結(jié)核的存

20、在；（2）大氣中水汽達(dá)到飽和或過(guò)飽和狀態(tài)。途徑：（1）通過(guò)蒸發(fā)，增加空氣中的水汽，使水汽壓大于飽和水汽壓。（2）通過(guò)冷卻作用，減少飽和水汽壓，使其少于當(dāng)時(shí)的實(shí)際水汽壓。當(dāng)然也可是二者的共同作用。5）霜和露是如何形成的？說(shuō)明其形成的有利條件和區(qū)域。答：形成：傍晚或夜間，地面或地物由于輻射冷卻，使貼近地表面的空氣層也隨之降溫，當(dāng)其溫度降到露點(diǎn)以下，即空氣中水汽含量過(guò)飽和時(shí)，在地面或地物的表面就會(huì)有水汽的凝結(jié)。當(dāng)Td >0時(shí)，地面或地物上就出現(xiàn)微小的水滴，稱為露；當(dāng)Td <0時(shí)，水汽直接在地面或地物上凝華成白色的冰晶，稱為霜。形成的有利條件和區(qū)域：晴朗微風(fēng)的夜晚，夜間晴朗有利于地面或地物

21、迅速輻射冷卻；微風(fēng)可使輻射冷卻在較厚的氣層中充分進(jìn)行，而且可使貼地空氣得到更換，保證有足夠多的水汽供應(yīng)凝結(jié)；對(duì)于霜，除輻射冷卻形成外，在冷平流以后或洼地上聚集冷空氣時(shí)，都有利于其形成。6）霧可以分為哪幾種？試區(qū)分輻射霧和平流霧的形成條件、特征和產(chǎn)生區(qū)域的不同點(diǎn)。答：霧分為氣團(tuán)霧和鋒面霧輻射霧：由地面輻射冷卻使貼地氣層變冷而形成。形成條件：水汽充足；天氣晴朗少云；風(fēng)力微弱；大氣層結(jié)穩(wěn)定。特征：輻射霧的厚度隨空氣的冷卻程度及風(fēng)力而定，輻射霧有明顯的地方性。產(chǎn)生區(qū)域：盆地。平流霧：是暖濕空氣流經(jīng)冷的下墊面而逐漸冷卻形成的。形成條件：下墊面與暖濕空氣的溫差較大；暖濕空氣的濕度大；適宜的風(fēng)向（由暖向冷）

22、和風(fēng)速（2-7m/s）；層結(jié)較穩(wěn)定。特征：平流霧的范圍和厚度一般比輻射霧大。產(chǎn)生區(qū)域：海洋上四季皆可出現(xiàn)平流霧的范圍和厚度一般比輻射霧大，在海洋上四季皆可出現(xiàn)。在陸上，由于平流冷卻和輻射冷卻的共同作用而形成平流輻射霧。7）大氣上升運(yùn)動(dòng)有哪幾種方式？根據(jù)上升運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，云可分為哪幾類？答：大氣的上升運(yùn)動(dòng)主要有四種方式：1、熱力對(duì)流：指地表受熱不均和大氣層結(jié)不穩(wěn)定引起的對(duì)流上升運(yùn)動(dòng)。由對(duì)流運(yùn)動(dòng)所形成的云多屬積狀云。2、動(dòng)力抬升：指暖濕氣流受鋒面、輻合氣流的作用所引起的大范圍上升運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)形成的云主要是層狀云。3、大氣波動(dòng)：指大氣流經(jīng)不平的地面或在逆溫層以下所產(chǎn)生的波狀運(yùn)動(dòng)。由大氣波動(dòng)產(chǎn)生的云主

23、要屬于波狀云。4、地形抬升：指大氣運(yùn)行中遇地形阻擋，被迫抬升而產(chǎn)生的上升運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)形成的云既有積狀云，也有波狀云和層狀云，通常稱之為地形云。按上升運(yùn)動(dòng)分類：積狀云、波狀云、層狀云8）簡(jiǎn)要說(shuō)明云滴增長(zhǎng)為雨滴的物理過(guò)程。答：（1）云滴凝結(jié)（或凝華）增長(zhǎng)：凝結(jié)（或凝華）增長(zhǎng)過(guò)程是指云滴依靠水汽分子在其表面上凝聚而增長(zhǎng)的過(guò)程。在云的形成和發(fā)展階段，由于云體繼續(xù)上升，絕熱冷卻，或云外不斷有水汽輸入云中，使云內(nèi)空氣中的e>E云滴，因此云滴能夠由水汽凝結(jié)（或凝華）而增長(zhǎng)。（2）云滴相互沖并增長(zhǎng)：云滴經(jīng)常處于運(yùn)動(dòng)之中，這就可能使它們發(fā)生沖并。大小云滴之間發(fā)生沖并而合并增大的過(guò)程，稱為沖并增長(zhǎng)過(guò)程。大

24、云滴下降速度比小云滴快，因而大云滴在下降過(guò)程中很快追上小云滴，大小云滴相互碰撞而粘附起來(lái)，成為較大的云滴。云滴增大以后，它的橫截面積變大，在下降過(guò)程中又合并更多的小云滴。9）名詞解釋：潛熱、輻射霧、平流霧、霜和霜凍、冰晶效應(yīng)。答：潛熱：在水相的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，還伴隨著能量的轉(zhuǎn)換。輻射霧：由地面輻射冷卻使貼地氣層變冷而形成。平流霧：是暖濕空氣流經(jīng)冷的下墊面而逐漸冷卻形成的。霜和霜凍：霜凍是指空氣溫度突然下降，地表溫度驟降到0以下，使農(nóng)作物受到損害，甚至死亡。霜是近地面空氣中的水汽達(dá)到飽和，并且地面溫度低于0，在物體上直接凝華而成的白色冰晶，有霜凍時(shí)并不一定是霜。冰晶效應(yīng)：水汽在冰晶和過(guò)冷卻水之間的轉(zhuǎn)

25、移現(xiàn)象。第4章1）寫出靜力學(xué)方程和壓高方程的表達(dá)式，并說(shuō)明其物理意義。答：靜力學(xué)方程表達(dá)式：-dP=gdZ；氣壓隨高度遞減的快慢取決于空氣密度（）和重力加速度（g）的變化。重力加速度（g）隨高度的變化量一般很小，因而氣壓隨高度遞減的快慢主要決定于空氣的密度。在密度大的氣層里，氣壓隨高度遞減得快，反之則遞減得慢。壓高方程表達(dá)式：=eP1，P2分別是高度Z1和Z2的氣壓值。表示氣壓是隨高度的增加而按指數(shù)遞減的規(guī)律。而且在大氣低層，氣壓遞減得快，在高層遞減得慢。在溫度低時(shí)，氣壓遞減得快，在溫度高時(shí)，遞減得慢。2）引起氣壓變化的原因有哪些？答：1、熱力因素。2、動(dòng)力因素（1）水平氣流的輻合與輻散。（2

26、）不同密度氣團(tuán)的移動(dòng)。（3）空氣的垂直運(yùn)動(dòng)。大氣具有流動(dòng)性和連續(xù)性，一地氣壓變化的實(shí)質(zhì)就是其上空氣柱中大氣質(zhì)量的增多或減少 上空氣柱中大氣質(zhì)量的增多或減少。氣柱中質(zhì)量增多了，氣壓就升高；質(zhì)量減少了，氣壓就下降?？諝庵|(zhì)量的變化主要是由熱力和動(dòng)力因子引起。熱力因素：地面升溫，空氣受熱膨脹，密度減小，氣壓下降；地面降溫，空氣冷卻收縮，密度增大，氣壓升高；動(dòng)力因素：水平氣流的輻合與輻散，空氣運(yùn)動(dòng)的方向和速度常不一致，這樣可能引起空氣質(zhì)量在某些區(qū)域堆聚，而在另一些地區(qū)流散；不同密度氣團(tuán)的移動(dòng)：不同性質(zhì)的氣團(tuán)，密度往往不同。如果移到某地的氣團(tuán)比原來(lái)氣團(tuán)密度大，則該地上空氣柱中質(zhì)量會(huì)增多，氣壓隨之升高。反

27、之 該地氣壓就要降低。3）氣壓場(chǎng)的基本型式有哪幾種？并能在等高線圖中識(shí)別。答：（一）低氣壓：簡(jiǎn)稱低壓，是由閉合等壓線構(gòu)成的低氣壓區(qū)。氣壓值由中心向外逐漸增高?？臻g等壓面向下凹陷，形如盆地。（二）低壓槽：簡(jiǎn)稱槽，是低氣壓延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)區(qū)域。在低壓槽中，各等壓線彎曲最大處的連線稱槽線。氣壓值沿槽線向兩邊遞增。槽附近的空間等壓面類似地形中狹長(zhǎng)的山谷，呈下凹形。（三）高氣壓：簡(jiǎn)稱高壓，由閉合等壓線構(gòu)成，中心氣壓高，向四周逐漸降低，空間等壓面類似山丘，呈上凸?fàn)睢＃ㄋ模└邏杭梗汉?jiǎn)稱脊，是由高壓延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)區(qū)域，在脊中各等壓線彎曲最大處的連線叫脊線，其氣壓值沿脊線向兩邊遞減，脊附近空間等壓面類似地形中狹長(zhǎng)

28、山脊。（五）鞍形氣壓場(chǎng)：簡(jiǎn)稱鞍，是兩個(gè)高壓和兩個(gè)低壓交錯(cuò)分布的中間區(qū)域。鞍形區(qū)空間的等壓面形似馬鞍。4）溫壓場(chǎng)對(duì)稱系統(tǒng)包括哪幾種類型？說(shuō)出各類型的特點(diǎn)。 答：系統(tǒng)中包括暖性高壓、冷性低壓和暖性低壓、冷性高壓。暖性高壓：高壓中心區(qū)為暖區(qū)，四周為冷區(qū)，等壓線和等溫線基本平行，暖中心與高壓中心基本重合的氣壓系統(tǒng)。由于暖區(qū)單位氣壓高度差大于周圍冷區(qū)，因而高壓的等壓面凸起程度隨高度增加不斷增大，即高壓的強(qiáng)度愈向高空愈增強(qiáng)。冷性低壓：低壓中心區(qū)為冷區(qū)，四周為暖區(qū)，等溫線與等壓線基本平行，冷中心與低壓中心基本重合的氣壓系統(tǒng)。因?yàn)槔鋮^(qū)單位氣壓高度差小于周圍暖區(qū)，因而冷低壓的等壓面凹陷程度隨高度增加而增大，即冷

29、低壓的強(qiáng)度愈向高空愈增強(qiáng)。暖性低壓：低壓中心為暖區(qū)，暖中心與低壓中心基本重合的氣壓系統(tǒng)。由于暖區(qū)的單位氣壓高度差大于周圍冷區(qū)，所以低壓等壓面凹陷程度隨高度升高而逐漸減小，最后趨于消失。如果溫壓場(chǎng)結(jié)構(gòu)不變，隨高度繼續(xù)增加暖低壓就會(huì)變成暖高壓系統(tǒng)。冷性高壓：高壓中心為冷區(qū)，冷中心與高壓中心基本重合的氣壓系統(tǒng)。因?yàn)槔鋮^(qū)單位氣壓 高度差小于周圍暖區(qū)，因而高壓等壓面的凸起程度隨高度升高而不斷減小，最后趨于消失。若溫壓場(chǎng)結(jié)構(gòu)不變，隨高度繼續(xù)增加，冷高壓會(huì)變成冷低壓系統(tǒng)5）作用于空氣質(zhì)點(diǎn)上的力有哪幾種？它們對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)分別產(chǎn)生怎樣的影響？ 答：作用于空氣質(zhì)點(diǎn)上的力：氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力（科氏力）、

30、慣性離心力、氣壓梯度力、摩擦力。氣壓梯度力：促使空氣運(yùn)動(dòng)的原始動(dòng)力。地轉(zhuǎn)偏向力和慣性離心力：假想的力，只改變運(yùn)動(dòng)方向，不改變速度的大小。氣壓梯度力和摩擦力：實(shí)力，既改變方向，又改變速度的大小。6）什么是氣壓梯度？氣壓梯度力？寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。答：氣壓梯度 ：一個(gè)向量，垂直于等壓面，由高壓指向低壓，數(shù)值等于兩等壓面間的氣壓差（P）除以其間的垂直距離（N）。（ 等壓面間的氣壓差除以其間的垂直距離。可用下式表達(dá)：（1赤道度是赤道上經(jīng)度相差一度的緯圈長(zhǎng)度，其值約為111km）。 氣壓梯度力：定義：在氣壓梯度存在時(shí)，單位質(zhì)量空氣所受的力稱為氣壓梯度力。 空氣產(chǎn)生水

31、平運(yùn)動(dòng)的直接原因和動(dòng)力。公式：式中，是空氣密度，是兩等壓面間的氣壓差，是兩等壓面間的垂直距離。7）名詞解釋：位勢(shì)高度、地轉(zhuǎn)風(fēng)、梯度風(fēng)、熱成風(fēng)、?？寺菥€、大氣環(huán)流、急流。答：位勢(shì)高度：地轉(zhuǎn)風(fēng)：自由大氣中，平直等壓線情況下，水平氣壓梯度力與水平地轉(zhuǎn)偏向力相平衡時(shí)，空氣的等速、直線水平運(yùn)動(dòng)稱為地轉(zhuǎn)風(fēng)。梯度風(fēng)：在自由大氣中，空氣質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到G、A、C三個(gè)力的共同作用，當(dāng)三個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)的空氣運(yùn)動(dòng)。 熱成風(fēng)：在自由大氣中，由于水平溫度梯度而引起的上、下層地轉(zhuǎn)風(fēng)的向量差稱為熱成風(fēng)。?？寺菥€：大氣環(huán)流：全球大氣中的氣流對(duì)時(shí)間或空間的平均狀況及其隨時(shí)間的演變急流：根據(jù)熱成風(fēng)原理，水平溫

32、度梯度大的區(qū)域熱成風(fēng)也大，因此在它的上空必然有一個(gè)強(qiáng)風(fēng)帶存在。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到或超過(guò)30m/s時(shí)，即為急流。8）大氣環(huán)流形成的主要因素？答：（1）太陽(yáng)輻射作用（最基本的因子）。（2）地球自轉(zhuǎn)的作用（地轉(zhuǎn)偏向力）。（3）地表性質(zhì)作用（海陸分布和地形起伏）。（4）地面摩擦作用。 9）畫(huà)圖并說(shuō)明三圈環(huán)流，及其相對(duì)應(yīng)的近地層行星風(fēng)帶、緯圈氣壓帶的形成和分布。答：由于地球的自轉(zhuǎn)，熱力驅(qū)動(dòng)的環(huán)流產(chǎn)生的空氣運(yùn)動(dòng)將受到地轉(zhuǎn)偏向力的作用，使運(yùn)動(dòng)空氣偏離氣壓梯度力方向。北半球空氣向右偏，南半球空氣向左偏，并且地轉(zhuǎn)偏向力隨著緯度的增高而增大。使極地流向赤道的氣流轉(zhuǎn)成東風(fēng)；使赤道流向極地的氣流轉(zhuǎn)成西風(fēng)；經(jīng)圈環(huán)流變成了緯向環(huán)

33、流。第58章1）名詞解釋：氣團(tuán)、氣團(tuán)變性、鋒、冷鋒、暖鋒、準(zhǔn)靜止鋒、錮囚鋒、鋒生、鋒消、海陸風(fēng)、季風(fēng)、冬季風(fēng)、夏季風(fēng)、山谷風(fēng)、峽谷風(fēng)、雪線。答：氣團(tuán)：指氣象要素（主要指溫度、濕度和大氣靜力穩(wěn)定度）在水平分布上比較均勻的大范圍空氣團(tuán)。氣團(tuán)變性：氣團(tuán)的原有物理屬性的改變過(guò)程。鋒：鋒是兩個(gè)性質(zhì)不同的氣團(tuán)之間的狹窄而又向冷氣團(tuán)傾斜的過(guò)渡帶。冷鋒：冷氣團(tuán)前緣的鋒。鋒在移動(dòng)過(guò)程中，鋒后冷氣團(tuán)占主導(dǎo)地位，推動(dòng)著鋒面向暖氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng)的鋒。暖鋒：暖氣團(tuán)前沿的鋒，鋒在移動(dòng)過(guò)程中，鋒后暖氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，推動(dòng)著鋒面向冷氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng)的鋒。準(zhǔn)靜止鋒：冷、暖氣團(tuán)勢(shì)力相當(dāng)或有時(shí)冷氣團(tuán)占主導(dǎo)地位，有時(shí)暖氣團(tuán)又占主導(dǎo)地位，鋒面很

34、少移動(dòng)或處于來(lái)回?cái)[動(dòng)狀態(tài)的鋒。錮囚鋒：當(dāng)冷鋒趕上暖鋒，或者兩條冷鋒迎面相遇，兩鋒間暖空氣被抬離地面錮囚到高空，近地面層冷暖鋒合并而形成的一種鋒。鋒生：指鋒的生成或加強(qiáng)的過(guò)程。鋒消：指鋒的消失或減弱的過(guò)程。海陸風(fēng)（P179）：季風(fēng)（P179）：冬季風(fēng)（P180）：夏季風(fēng)（P180）：山谷風(fēng)（P187）：峽谷風(fēng)（P188）：雪線（P193）：2）氣團(tuán)形成條件是什么？分為幾類？答：形成條件：（1）范圍廣闊、地表性質(zhì)比較均勻的下墊面（2）有利空氣停滯和緩行的環(huán)流條件。分類：地理分類法：冰洋氣團(tuán)（分為南北極大陸氣團(tuán)、南北極海洋氣團(tuán)）、極地氣團(tuán)（分為中緯大陸氣團(tuán)、中緯海洋氣團(tuán)）、熱帶氣團(tuán)（分為熱帶大陸氣團(tuán)

35、、熱帶海洋氣團(tuán)）、赤道氣團(tuán)。熱力分類法：冷氣團(tuán)、暖氣團(tuán)。 3）鋒分類的依據(jù)是什么？鋒可分為哪些類型？鋒附近氣象要素有哪些突變表現(xiàn)？ 答：分類的依據(jù)：根據(jù)鋒兩側(cè)冷、暖氣團(tuán)移動(dòng)方向和結(jié)構(gòu)狀況。類型：冷鋒、暖鋒、準(zhǔn)靜止鋒、錮囚鋒。鋒附近氣象要素突變表現(xiàn)：產(chǎn)生云雨、鋒面霧、雷陣雨、大風(fēng)、風(fēng)沙、小雨。4）名詞解釋：最大降水量高度、天文輻射、沃克環(huán)流、南方濤動(dòng)、小氣候。答：最大降水量高度：在迎風(fēng)山地，由山足向上，降水量起初是隨著高度的增加而遞增的，達(dá)到一定高度降水量最大。過(guò)此高度后，降水量又隨著高度的增加而遞減，此一定高度稱為最大降水量高度（H）。天文輻射：太陽(yáng)輻射在大氣上界的時(shí)空分布是由太陽(yáng)與

36、地球間的天文位置決定的，稱為天文輻射。沃克環(huán)流：赤道海洋表面因水溫的東西向差異而產(chǎn)生的一種緯圈熱力環(huán)流。 南方濤動(dòng)：指南太平洋副熱帶高壓與印度洋赤道低壓這兩大活動(dòng)中心之間氣壓變化的負(fù)相關(guān)關(guān)系。即南太平洋副熱帶高壓比常年增高（降低）時(shí)，印度洋赤道低壓就比常年降低（增高），兩者氣壓變化有“蹺蹺板”現(xiàn)象，稱之為濤動(dòng)。 小氣候：小氣候指的是由于下墊面結(jié)構(gòu)不均一性所引起的小尺度的近地層局地氣候。5）氣候系統(tǒng)的屬性有哪些？氣候的形成和變化因子主要有哪些？ 答：主要屬性：熱力屬性、動(dòng)力屬性、水分屬性、靜力屬性 。氣候的形成和變化因子：太陽(yáng)輻射、宇宙地球物理因子、環(huán)流因子、下墊面

37、因子、人類活動(dòng)的影響 。6）什么是厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象，厄爾尼諾現(xiàn)象是怎樣形成的？答：厄爾尼諾即暖事件，指赤道中、東太平洋的海面溫度異常升高的現(xiàn)象。拉尼娜即冷事件，指赤道中、東太平洋的海面溫度異常偏冷的現(xiàn)象。厄爾尼諾現(xiàn)象的形成：在常年，此區(qū)域東向信風(fēng)盛行，在平均風(fēng)速下，沿赤道太平洋海平面高度呈西高東低的形勢(shì)。西太平洋斜溫層深度約200m，東太平洋僅50m左右，這種結(jié)構(gòu)與西暖東冷的平均海溫相適應(yīng)。但是在東風(fēng)異常加強(qiáng)的情況下，赤道表面東風(fēng)應(yīng)力把表層暖水向西太平洋輸送，在西太平洋堆積，那里的海平面就不斷上升，積累大量位能，斜溫層加深。而東太平洋在離岸風(fēng)的作用下，表層海水產(chǎn)生強(qiáng)的離岸漂流，造

38、成這里持續(xù)的海水質(zhì)量輻射，海平面降低，次層冷海水上翻，導(dǎo)致這里成為更冷的冷水帶。在冷水帶上，氣溫高于水溫，空氣層結(jié)穩(wěn)定，對(duì)流不易發(fā)展，雨量偏少，氣候干旱。 7）什么是焚風(fēng)，是如何形成的？答：焚風(fēng)：沿著背風(fēng)山坡向下吹的熱干風(fēng)叫焚風(fēng)。見(jiàn)P187。8） 地形與降水有什么關(guān)系？答：見(jiàn)P1889）簡(jiǎn)述造成冰雪表面致冷效應(yīng)的主要因素。（見(jiàn)PPT6.46.5 P49）答：1. 冰雪表面的輻射性質(zhì)。（1）冰雪表面對(duì)太陽(yáng)輻射的反射率甚大，損失大量的太陽(yáng)輻射能。（2）雪蓋長(zhǎng)波輻射能力很強(qiáng)，凈輻射虧損進(jìn)一步加大，使雪面愈益變冷。2. 冰雪大氣間的能量交換和水分交換特性。（1）冰雪表面與大氣間的能量交換能力很微弱。冰雪對(duì)太陽(yáng)輻射的透射率和導(dǎo)熱率都很少，大氣得不到地表的熱量傳輸。特別是海冰的隔離效應(yīng)，有效地削弱海洋向大氣的顯熱和潛熱輸送（致冷因素）。（2）冰雪表面的飽和水汽壓比同溫度的水面低，冰雪供給空氣的水分甚少。相反地，冰雪表面常出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，往往是冰雪表面比低空空氣層還低。于是空氣反而要向冰雪表面輸送熱量和水分。冰雪覆蓋不僅有使空氣致冷的作用，還有致干作用。（3）冰雪表面上形成的氣團(tuán)冷而干，其長(zhǎng)波輻射能因空氣中缺乏水汽而大量散逸至宇宙空氣，大氣逆輻射微弱，冰雪表面上輻射失熱更難以得到補(bǔ)償。（4）當(dāng)太陽(yáng)輻射增強(qiáng)時(shí)，融冰化雪還需消耗大量熱能。（5）冰雪表面使氣溫降低的效應(yīng)是十分顯著的，而氣溫降