1、 气象学与气候学要点及试题 *教学要点及试题： 绪 论 重点： 1.气象学、气候学、天气学的概念及所研究对象 2.本学科与其他部门地理、区域地理学的关系 气象（ meteor） : 气象学（ meteorology） 运用物理学原理和数学物理方法，研究发生于大气中一切物理性质、物理现象和物理过程的大气学科。 气象学 主要 研究内容 是什么 ? 1）大气一般的组成、范围、结构及各种要素等； （ 2）大气现象的发生、发展及能量来源； （ 3）探求大气现象的本质及其变化规律； （ 4） 将大气现象中的规律应用于实践。 气候 ： 某地气候 在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动长时间的相互作用下，
2、某时段内（一般指 30年以上）大量天气过程的综合。 。 天气与气候 简析。 某一地区在某一瞬间或某一段时间内大气状况和大气现象的综合 1.气候和天气关系密切，却是既有联系又有区别的二个不同概念： a. 天气 :一个地区短时间内大气 的具体状态。 例如：三亚市某日的最高气温 30 C，最低气温 20 C ，午后有雷阵雨 b. 气候：指一个地方多年的天气平均状况。 例如：在中国，东部地区 7 月较为闷热；北方地区 1 月和 2 月多严寒天气；某市年平均气温为25 C，昆明四季如春，这些都属于气候现象。 气候学 研究任务 : 气候系统 及其组成 ： 大气的物质组成： （ 1）干洁空气、 （ 2）水汽
3、、（ 3）固态、液态颗粒 1 什么是 气溶胶（ Aerosols） ，其分布特征和作用是什么？ 大气的圈层组成 及各圈层特点 饱和水汽压（ E）与温度（ t）按指数规律变化。 绝对湿度： 相对湿度： 比湿（ q） 混合比（ ） 露点（ Td） 当 风（ wind） 云 ： 降水变率 空气状态方程： 虚温 :Tv， 思考题： 1.某气象台站测得某日某时 f=40%， t=15， p=1000hPa， 求该时段的 e、 d、 a、 q、 值。 2.北纬 30处有一座海拔 1000m高的山，试分析该山地坡麓与山顶在上、下午不同时间各气象要素（ T、 p、e、 E、 f、 td）的分布及山南与山北的差
4、别。 3.简介大气主要成分在大气层中的作用及微量气体（ CO2、 O3）影响气温垂直分布的原因及机制。 4.人类用什么方法来限制大气系统中二氧化碳含量的增加和 臭氧层遭到破坏？ 5.对流层的三个基本特征是怎样形成的？对人类生存自然环 境有何影响？ 6.对流层顶气温分布为何高纬高 ,低纬低 ? 7.说明状态方程物理 意义 . 8.说明各气象要素定义及单位 . 9.干湿空气哪个重 ,为什么 ? 10.一块湿空气 ,P=1000hpa,e=23.4hpa,t=20 , 求该湿空气密度 . 一 、填空题： .气象学是研究发生于（ ）中的一切（ ）和（ ）的科学，以（ ）为研究对象。用（ ）表示。 2.
5、天气是指在某一地区，（ ）或（ ）内大气中的（ ）和天气现象的综合。 2 4.气候学是研究地球上的（ ）、（ ）、（ ）规律的科学，以（ ）为研究对象。 5.气候是指在（ ）、（ ）、（ ）和（ ）长时间相互作用下，在某一时段内大量（ ）的综合。 6.气象学是气候学的（ ）基础，天气学是气候学的（ ）基础，气候学是（ ）和（ ）的综合。 二 .问答题： 1.天气与气候的区别和联系？ 第一章 大气概述 重点 : 1.干洁空气的概念、成分及作用 2.对流层、平流层的特点及成因 # 1 - 1 大气的组成 要求 : 1.熟练掌握干洁空气的概念、成分及作用 2. 掌握大气中的水汽、固体杂质的来源及分布
6、 3. 理解固体杂质、液体微粒的作用 一 .填空题： 1.大气中物质的存在有三种形态，即（ ）、（ ）、（ ） 2.干空气是指不包含（ ）、（ ）、（ ）的大气。其含量占整个大气的（ ） %， 主要成分是（ 、 、 ），占干空气的（ ） %；次要成分是（ 、 、 、 、 ），占干空气的（ ） %。 3.CO2在大气中的含量比为（ ） %，主要集中于（ ） km以下，具有（ ）分布特点。参与植物的（ ）作用，能吸收（ ）和（ ）的长波辐射。 4.O3的作用是（ ），使大气增暖，另一个作用就是（ ）。 5.大气中的水汽量随高度而（ ），随纬度而（ ）。 6.水汽是大气中唯一具有（ ）变化的气体，可
7、以吸收来自于地表的（ ）辐射，可以放出（ ）辐射。 7.大气中的固体杂质主要集中于（ ）。并具有（ ）分布特点， 其作用是（ ）和（ ）。 二 .简答题： 3 1.二氧化碳的来源及作用 2.臭氧在高空中的分布特点及原因、作用 3.水汽在大气中的作用 三 .作图题： 臭氧在大气中的分布曲线 # 1 - 2 大气的垂直结构 要求： 1.熟练掌握大气垂直方向的五个分层，温度分布特点及原因 2.理解大气高度的划分 一 .填空题： 1.气象学规定在大气中有（ ）出现的最大高度，称为（ ），其高度为（ ） km。密度法规定的大气上界高度为（ ） km。 2.在垂直方向上根据大气 （ ）、（ ）、（ ）和（
8、 ）将大气分为（ ）个层次。 3.对流层的上界因纬度而不同，低纬（ ），高纬（ ）；又因季节而不同，夏季（ ），冬季（ ）。在本层中集中了（ ）大气，（ ）水汽。 4.对流层中的平均温度递减率为（ ） /100m。 5.在对流层中按（ ）和（ ）分为三层。最下层称为（ ），范围是（ ） km。 二 .问答题： 1.在对流层中温度随高度变化的特点是什么？为什么？ 2.在对 流层中水平方向上温度、湿度有何特点？为什么？ 3.在对流层中空气运动的特点是什么？为什么？ 4.为什么低纬对流层顶高度高，而高纬对流层顶高度低？ 三 .作图题： 画出大气垂直结构中温度随高度的变化曲线 # 1 - 3 大气的基
9、本物理特性 要求 : 1.熟练掌握各主要气象要素的定义、单位及公式 2.掌握干空气、湿空气的状态方程 3.能利用仪器准确测定主要的气象要素 4 一 .填充题： 1.标准大气压是指在（ ）的海平面上，温度为（ ）时，所测到的水银柱的为高 度为（ ）的大气压强。 2.气温表示大气（ ）程度的物理量，单位有（ ）、（ ）和（ ） 3.摄氏温标与华氏温标换算的表达式是（ ） 4.绝对湿度的单位是（ ）和（ ） 5.相对湿度是指空气中的（ ）和同温度下的（ ）的百分比，表达式是（ ） 6.在表示空气湿度的物理量中，其中表示空气中水汽含量的物理量有（ ），表示空气距离饱和程度的物理量有（ ） 7.理想气体
10、的状态方程是（ ） 8.干空气状态方程的表达式是（ ） 第二章 大气的热能和温度 重点 : 1.太阳辐射及太阳常数 2.干绝热直减率和湿绝热直减率 3.全球水平气温的分布特点 4.如何判别大气稳定度 难点 ： 1.大气稳定度能量的判别 2.乱流逆温的形成过程 辐射 ： 基尔荷夫 (Kirchhoff)定律 及其内涵 ： 斯蒂芬 波尔兹曼 (Stefan-Boltzmann)定律 及其意义 维恩 (Wein)位移定律 及其意义 ： 黑体： 太阳辐射常数： 太阳辐射在大气中的衰减 方式及其作用规律 直接辐射 及其影响因素 5 太阳总辐射强度 及其影响因素 ： 总辐射随维纬度的分布一般 规律 是 :
11、 大气窗口 ， 阳伞效应 ： 地面有效辐射： 潜热交换： 绝热增温： 绝热冷却： 绝热变化： 干绝热变化： 绝热直减率（ d ） - 湿绝热直减率（ m） 及其影响因素 ： 干、湿绝热线的比较： 位温 : 假相当位温 : 层结曲线： 大气静力稳定度： 1) 判定大气稳定度的基本方法： PPT中的概念及思考题 辐射强度、 辐射通量 、太阳常数、直接辐射、散射辐射、地面有效辐射、地面辐射差 额、气温日较差、气温年较差、 气温直减率、干绝热直减率、湿绝热直减率 、 位温、假相当位温 、大气静力稳定度、逆温层。 1.试分析青藏高原和长江流域平原地表接受太阳辐射总量的差别。 2.辐射的实质是什么？短波辐
12、射和长波辐射分别以哪种方式影响大气层中的热能分布？ 3.大气逆辐射对自然界的贡献有哪些？ 4.为什么总辐射随海拔升高而增加，气温却呈相反变化？ 5.地表上高、中、低纬度气温的日、年变化哪儿大，哪儿小？为什么？ 6.试述干、湿绝热气温直减率的变化方式。 7.简述 1月、 7月全球海平面气温变化特点。 8.简述气温 垂直分布的不同方式及各自特点。 9.太阳辐射光谱分几区 ?各自有何特征 ? 10.太阳辐射通过大气层是如何被削弱的 . 6 11.对流层顶温度极地和赤道上空哪个高 ?为什麽 ? 12.为何日出日落时太阳光呈红色 ? 2 - 1 太阳辐射 要求： 1 熟练掌握太阳辐射、太阳辐射光谱、太阳
13、常数的概念，大气对太阳辐射吸收的特点，影响直接辐射的因素 2 掌握太阳辐射的波长，大气对太阳辐射的散射，到达地面的太阳总辐射及影响因素 一 .填空题： 1.在自然界中的一切物体，只要温度在（ ）以上，都在不停地以（ ）的形式向外 放射能量，这种传递能量的方式称为（ ）。 2.物体的、 、 P之间关系是（ ），分别代表物体的（ 、 、 ）能力。 3.太阳辐射最大放射能力所对应的波长是（ ），属于（ ）光，太阳辐射能量最多的是（ ），其次是（ ），再其次是（ ）。 4.任一地点单位面积接受的太阳辐射能量是（ ），大气上界的太阳常数是（ ）。 5.进入大气的太阳辐射有三种被削弱的方式（ 、 、 ）
14、6.大气层 中主要的吸收物质是（ 、 、 、 、 ），且具有（ ）吸收特性，仅占太阳辐射的（ ）%。 7.天空出现白色是因为（ ）多。 二 .问答题： 1.太阳高度角与直接辐射有何关系？ 2.大气对太阳辐射的吸收特点是什么？ 3.分子散射和粗粒子散射有何异同点？ 4.为什么天空有时是白色的，而有时则是青蓝色的？ 三 .作图： 1.太阳高度角大小与受热面积大小的关系图 2.太阳高度角与大气层厚度的关系图 # 2 - 2 地面辐射和大气辐射 要求 ： 1熟练掌握 地面有效辐射的概念及影响因素，地面辐射差额的概念、大气逆辐射的概念 2掌握地面辐射、大气辐射、大气窗、温室效应、辐射差额等概念 7 一
15、.填空题： 1.地表面辐射能量的大小主要决定于（ ）。 2.地面有效辐射击的公式是（ ），影响因素有（ 、 、 、 ）。 3.地面辐射差额的公式是（ ），白天为（ ）值，气温（ ），夜晚为（ ）值，气温（ ）。纬度愈低， g 0的时间愈（ ）。 4.“大气窗”对地表起到（ ）作用。 5.烟幕预防霜冻的原理是（ ）。 6.高低纬间有水平气流的运动，是由于（ ）引起的。 二 .问答题： 1.有云的夜晚为什么比晴朗的夜晚暖？ 2.大气窗是什么，作用是什么？ # 2 - 3 大气的增温与冷却 要求： 1 熟练掌握干空气绝热直减率、湿空气绝热直减率及应用范围，大气稳定度的概念和判断方法，大气的不稳定能量
16、 2掌握大气的非绝热变化的几个方面 一 .填空题： 1.辐射发生于（ ）间、（ ）间，是（ ）最重要的热量交换方式。 2.对流是（ ）重要途径。 3.潜热交换主要是在（ ）中起作用。 4.干空气任一高度处的温度表达式是（ ），其中温度递减率是（ ）。 5.大气稳定度是指（ ）使（ ）具有（ ）或返回原来位置的（ ）或（ ）。 6.当大气层结使气团加速运动时，称（ ），反之则（ ）。 7.当 0时称（ ）， 0称（ ），这样的大气层结是 （ ）。 二 .问答题： 1.为什么 rmrd？ 2.干空气的大气稳定度的判据是什么？ 3.什么是大气层结的不稳定能量，如何判断？ 三 .作图： 1.湿空气绝热
17、上升过程示意图 8 2.潜在不稳定能量示意图 四 .计算题： 1.山高 3000m，迎风坡山脚温度为 20 ,对应的露点温度为 15， rm=0.5 /100m 求：凝结高度？ 0 123( t0 td) 高山顶的温度？ 背风山脚的温度？ # 2 - 4 气温的变化 要求 ： 1. 熟练掌握气温的日较差、年较差、日变化的 特点及原因，全球气温的水平分布特点；辐射逆温、乱流逆温的形成过程 2. 掌握影响气温日、年较差变化的因素，年变化的原因，平流逆温，下沉逆温和锋面逆温的形成 一 .填空题： 1.气温随时间的变化主要有两种方式即（ 、 ）。 2.气温的日较差是指一天中气温的（ ）和（ ）之差，影
18、响因素有（ 、 、 、 ）。 2.在中纬度地区影响气温年变化的主要有两个因素（ 、 ）。 3.纬度愈高，太阳辐射的年变化愈（ ），相应的气温年变化也（ ），在我国华南的气温年较差比华北地区（ ）。 4.温度梯度是指在（ ）图上，垂直于（ ），（ ）的变化值，它表示温度在（ ）方向的变化程度。 5.在海平面气温分布图上中，如果等温线愈密，温差（ ）；等温线愈弯曲，说明影响气温的因素是（ ）；等温线东西向分布，影响气温的因素是（ ）；若南北向或与海岸平行，则温度受（ ）影响大。 6.热赤道是指月平均气温在冬、夏（ ），并随太阳直射点移动，平均位置在（ ）。 7.月份北半球陆上的等温线凸向（ ），海
19、上则凸向（ ）。 8.根据逆温的形成原因主要有五种类型（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 二 .问答题： 1.为什么最高气温在午后 2时，而不是正午 12时？ 2.为什么北半球 1月份等温线分布比 7月份密？ 3.辐射逆温是如何形成的，条件是什么？ 4.用图解释乱流逆温的形成过程？ 五 .作图： 9 1.乱流逆温形成示意图 2.辐射逆温形成示意图 第三章 大气的运动 重点： 1.气压随高度分布的定性解释 2.气压场的表示方法，气压场的基本形式 3.促使空气运动的力 4.地转风、梯度风的概念、形成、风压定律 5.大气环流的概念，三圈环流的模式及风带、气压带的形成，实际大气环流的基本特征 难
20、点： 1.等高面图、等压面图的形成 2.水平地转偏向力的由来 3.三圈环流的形成、风带、气压带的形成 标准大气压 : 铅直气压梯度或单位高度气压差， 气压高度差（ h）， 不同气温 、 气压条件下单位气压高度差的变化情况： 均质大气， 自由对流梯度 ： 多元大气 ： 气压随时间的变化 的原因及其规律 ： 等压面 等压面起伏与气压高低分布 : 位势高度 等压面的空间特点 : 气压系统： 什么是 温压场对称系统 ，包括哪些？其气压垂直变化特点分别是什么？ 深厚系统 : 浅薄系统 : 温压场不对称系统 大气的运动 所受到的力及其作用特点 气压梯度力 地转风 什么是 梯度风 ，地区和气压系统中梯度风有哪些变化规律？
