名词解释：1、大气科学；2、气象学；3、气候学；4、天气学；5、气候；6、天气；7、小气候。
1、研究大气的组成、结构、物理现象、化学变化、运动规律以及其他问题的科学。
2、研究大气中所发生的各种物理现象和物理过程的学科就称为气象学。
3、研究气候的形成、分布、变化规律以及与人类活动相互关系的科学称为气候学。
4、研究天气及其演变规律，并预测预报未来天气变化的学科称为天气学。
5、气候则是一个地方多年间发生的天气状态，它既包括平均状态，也包括极端状态。
6、一个地方某一瞬间大气状态和大气现象的综合称为天气。
7、在局部地区范围因作用面条件影响而形成的与大气候（即气候）不同的近地气层气候称为小气候。
第二章 大气
一、名词解释：
1、干洁大气；2、气象要素；3、露点；4、绝对湿度；
5、水汽压；6、相对湿度；7、饱和水汽压；8、气温直减率。
二、判断题：
1、臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中，它可以吸收太阳辐射中的紫外线。
2、二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。
3、由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。
4、地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季。
5、大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。
6、平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运动。
7、热成层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。
8、对流层的气温随高度增加而增大。
三、填空题：
1、干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是： 、 、氩和 。
2、大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 。
3、大气中二氧化碳和水汽主要吸收 辐射。
4、近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 ，夏天比冬天 。
5、 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。
6、根据大气中 的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。
7、在对流层中，温度一般随高度升高而 。
8、大气中对流层之上的一层称为 层，这一层上部气温随高度增高而 。
9、根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高 千米。
10、在气压一定时，湿空气密度总是 干空气密度，湿空气比干空气 。
四、简答题：
1、臭氧在大气中有什么作用？它与平流层温度的铅直分布有什么关系？
2、大气在铅直方向上分层的依据是什么？大气在铅直方向上可分为哪几层？其中最低的一层有什么特点？
3、根据状态方程，比较同温同压下干、湿空气密度的差异。
4、设有一团湿空气，其中水汽压强占0.8%，温度为17.0℃，问其虚温为多少K ？（保留两位小数）。设当时的压强为1000hpa ，问湿空气的密度为多少kg/m3？（保留三位小数）
5、已知某气块的温度为25℃，气压为1080pha ，相对湿度为65%，求该气块的e 、E 、d 、a 、Td ？
参考答案：
一、名词解释
1、 除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气，称为干洁大气。
2、 定性或定量描述大气物理现象和大气状态特征的物理量。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。
3、 当空气中水汽含量不变，且气压一定时，使气温降低到达水汽饱和时的温度称为露点温度，简称露点。
4、 单位容积湿空气中含有的水汽质量，也就是空气中的水汽密度。
5、 大气所含水汽的分压强称为水汽压。
6、 空气中实际水汽压与同温下饱和水汽压的百分比，称为相对湿度。
7、 在一定温度下，空气中水汽达到最大含量时的水汽压强又称为饱和水汽压。
8、 垂直方向上，高度每增加100米，温度的改变值。
二、判断
1、. 对，2、错，3、错，4、对，5、错，6、对，7、对，8、错。
三、填空
1、氮 ，氧 ，二氧化碳； 2、紫外线 ；3、长波；4、低 ，低； 5、水汽 ；
6、温度；7、降低；8、平流，升高； 9、1200；10、小，轻。
四、简答
1、臭氧是氧分子在太阳紫外线作用下分解为氧原子，然后又与氧分子化合而成。它在大气中的含量极少，分布也不均匀。在近地层中臭氧很少且不稳定。从10km 高度开始逐渐增多，在20-30km 高度处达最大值，再往上，臭氧含量又逐渐减少，到55-60km 高度上就极少了。臭氧能强烈吸收大阳紫外线，使臭氧层增暖，影响到大气中温度的铅直分布。同时，也使地球上的生物免受过多大阳紫外线的伤害。少量的臭氧还具有净化空气、消毒杀菌等作用。在平流层下层，气温随高度不变或微有上升，到25—30km 以
上，气温升高较快，到了平流层顶，气温约升至一3—一17℃。平流层的这种气温分布特征，是与它受地面温度影响很小，并且存在着大量臭氧能强烈吸收太阳紫外线有关。
2、世界气象组组根据大气温度的铅直分布、扰动程度、电离现象等不同性质，统一规定将大气在铅直方向分为五层：即对流层、平流层、中间层、热成层和外层。
对流层是大气中最低的一层，是对生物和人类活动影响最大的气层。对流层的主要特点有：(1)对流层集中了3/4以上的大气质量和几乎全部的水汽，是天气变化最复杂的层次，大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气层内； (2) 在对流层中， 气温一般随高度增高而下降， 平均每上升100米， 气温降低0.65℃，在对流层顶可降至－50℃至－85℃； (3) 具有强烈的对流运动和乱流运动，促进了气层内的能量和物质的交换； (4) 温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀，这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的不均匀性而产生的。
3、干空气的状态方程可写为
湿空气的状态方程可写为
其中
可见，虚温总是高于空气通常温度，且随湿度增加而增高。在气压P 一定时，比较两式可得出，湿空气密度总是小于干空气密度，湿空气比干空气轻。
4、已知T=273+17=290k，e/p=0.8%，Tv=（1+0.378e/P）
T=（1+0.378×0.8%）×290=290.88（K ）=17.88℃
根据湿空气的状态方程，P=ρR d T （1+0.378e/P），P=1000hpa=100000Pa， Rd =287J/（kg·K）
ρ=P/[ R d T （1+0.378e/P）]=100000/[287×290（1+0.378×0.8%）]=1.198（kg/m3）
5、因为温度为25℃，由玛格努斯公式可计算饱和水汽压为E=31.8hpa，通过相对湿度公式可计算出水汽压为e=E×U=31.8×0.65=20.7hpa；d=E-e=11.1hpa；
a=289×e/T=289×20.7/288=20.8g/m3；T d =b/[（a/lg（e/6.11））-1]=18.0℃
第二章 辐射能
一、名词解释：
1、辐射；2、辐射通量；3、辐射通量密度；4、太阳常数；5、黑体；
6、分子散射；7、太阳高度；8、一个大气质量；9、地面辐射；
10、大气逆辐射；11、地面有效辐射；12、净辐射。
二、判断题：
1、 对绝对黑体，当温度升高时，辐射能力最大值所对应的波长将向长波方向移动。
2、 在南北回归线之间的地区，一年有两次地理纬度等于太阳赤纬。
3、 时角表示太阳的方位，太阳在正西方时，时角为90°。
4、 北半球某一纬度出现极昼时，南半球同样的纬度上必然出现极夜。
5、 白天气温升高主要是因为空气吸收太阳辐射的缘故。
6、北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值，所以气温较高。
7、 太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐射。
8、 地面辐射和大气辐射均为长波辐射。
9、 对太阳辐射吸收得很少的气体，对地面辐射也必然很少吸收。
三、填空题：
1、常用的辐射通量密度的单位是
2、不透明物体的吸收率与反射率之和为。
3、对任何波长的辐射，吸收率都是1的物体称为 。
4、当绝对温度升高一倍时，绝对黑体的总辐射能力将增大
5、如果把太阳和地面都视为黑体，太阳表面绝对温度为6000K ，地面温度为300K ，则太阳表面的辐射通量密度是地表面的 倍。
6、 绝对黑体温度升高一倍时，其辐射能力最大值所对应的波长就变为原来的
7、太阳赤纬在春秋分时为，冬至时为。
8、上午8时的时角为15时的时角为。
9、武汉(30°N) 在夏至、冬至和春秋分正午时的太阳高度角分别为，和。
10、冬半年，在北半球随纬度的升高，正午的太阳高度角。
11、地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差称为
12、在六月份，北京的可照时间比武汉的
13、在太阳直射北纬10°时，北半球纬度高于的北极地区就出现极昼。
14、由冬至到夏至，北半球可照时间逐渐
15、光照时间延长，短日照植物的发育速度就会
16、 在干洁大气中，波长较短的辐射传播的距离比波长较长的辐射传播距离。
17、随着太阳高度的降低，太阳直接辐射中长波光的比。
18、地面温度越高，地面向外辐射的能量越。
19、地面有效辐射随空气湿度的增大而，随地面与空气温度之差的增大而增大而 。
20、一天中正午太阳辐射最强，但最高气温却出现在
四、选择题：
1、晴朗的天空呈蓝色，是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光________较多的结果。
A 、吸收； B、 散射； C、 反射； D、透射。
2、对光合作用有效的辐射包含在________中。
A 、 红外线； B 、 紫外线； C 、 可见光； D 、长波辐射。
3、在大气中放射辐射能力最强的物质是________。
A 、 氧； B、 臭氧； C、 氮； D 、 水汽、水滴和二氧化碳。
4、 当地面有效辐射增大时，夜间地面降温速度将____。
A 、 加快； B、 减慢； C、 不变； D、 取决于气温。
五、简答题：
1、试述正午北半球太阳高度角随纬度和季节的变化规律。
2、昼长随纬度和季节是如何变化的？
3、为何晴天天空常呈尉蓝色？阴天时天空常呈现乳白色？
4、填表：
（1）
六、计算题：
1、计算哈尔滨(45°41´N) 在冬至日上午10时的太阳高度角。
2、计算当太阳直射20°N 时(约11月25日) 在40°N 的正午太阳高度角。
3、计算哈尔滨(45°41´N) 在夏至日正午时的太阳直接辐射通量密度(已知P=0、8) 。
4、若视地球为黑体，太阳常数为1367w/m2，太阳辐射通过大气到达地面时减少了34%,试求地面的平均温度为多少度？若考虑大气逆辐射为188w/m2，地表平均温度又为多少度？
5、已知某黑体的最大放射能力对应的波长为0.5微米，试求该黑体的温度。
6、设地球表面温度为15℃，求其辐射最大强度的波长为多少？
参考答案：
一、名词解释
1、物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由辐射所传输的能量称为辐射能，有时把辐射能也简称为辐射。
2、在单位时间内所发射或接受的辐射能量。
3、在单位时间内，单位面积上所发射或接受的辐射能量。
4、当地球距太阳为日地平均距离时，大气上界垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度。
5、如果物体的吸收率α=1，即射到物体上的辐射全部被吸收, 这种物体称为黑体。
6、空气分子的直径小于射入辐射的波长并遵循蕾利散射定律, 其散射能力与波长的四次方成反比, 称为分子散射。
7、太阳光线与地平面的交角。是决定地面太阳辐射通量密度的重要因素。
8、当太阳位于天顶时，以单位面积太阳光来所穿过的大气柱的质量作为一个单位，称为一个大气质屋或单位气质
9、地面日夜不停地发射长波辐射，称为地面辐射。
10、大气辐射朝向四方，其中向下的部分，称为大气逆辐射。
11、地面有效辐射是地面发射的长波辐射与地面吸收的大气逆辐射之差。
12、净辐射是指某一作用面或作用层辐射能收人和支出之差，即一切辐射的净通量。
二、判断
1、错； 2、对； 3、错； 4、对； 5、错； 6、错； 7、错； 8、对； 9、错。
三、填空
－1、瓦. 米2 ； 2、1； 3、绝对黑体； 4、15； 5、160000；
6、二分之一； 7、0°，－23°27' ； 8、－60°，45°；
9、83°27' ， 36°33' ，60°； 10、减小； 11、地面辐射差额；
12、长； 13、80°； 14、延长； 15、减慢； 16、短；
17、增加； 18、多； 19、减小，增大，减小；
20、14时，地面的热量传给大气需要一定的时间；
四、选择
1、 B ； 2、 C ； 3、 D ； 4、 A 。
五、简答
1、由正午太阳高度角计算公式h=90°－｜φ－δ｜可知在太阳直射点处正午时h 最大，为90°；越远离直射点，正午h 越小。因此正午太阳高度角的变化规律为：
随纬度的变化：在太阳直射点以北的地区(φ>δ)，随着纬度φ的增大，正午h 逐渐减小；在直射点以南的地区，随φ的增大，正午h 逐渐增大。
随季节(δ)的变化：对任何一定的纬度，随太阳直射点的接近，正午h 逐渐增大；随直射点的远离，正午h 逐渐减小。例如北回归线以北的地区，从冬至到夏至，正午h 逐渐增大；从夏至到冬至，正午h 逐渐减小。
在｜φ－δ｜>90°的地区(极圈内) ，为极夜区，全天太阳在地平线以下。
2、随纬度的变化：在北半球为夏半年时，全球随纬度φ值的增大(在南半球由南极向赤道φ增大) ，可照时间延长；在北半球为冬半年时, 全球随纬度φ值的增大可照时间缩短。
随季节(δ)的变化：春秋分日，全球昼夜平分；北半球随δ增大(冬至到夏至) ，可照时间逐渐延长；随δ减小(夏至到冬至) ，可照时间逐渐缩短；南半球与此相反。
在北半球为夏半年(δ>0)时，北极圈内纬度为(90°-δ）以北的地区出现极昼，南极圈内同样纬度以南的地区出现极夜；在北半球冬半年(δ
3、大气中的散射质点分为两种。一种是空气分子, 它们的直径小于射入辐射的波长并遵循蕾利散射定律, 其散射能力与波长的四次方成反比, 称为分子散射。分子散射主要发生在可见光
谱区，其中对蓝、紫光的散射能力最强, 比对红光的散射约大9倍, 所以晴朗无云的天空呈淡蓝色。另一种散射质点是云滴、雾滴、雨滴和灰尘微粒等, 它们的直径大于射入辐射的波长，散射就不遵循蕾利散射定律，一般称为粗粒散射。粗粒对下同波长辐射的散射能力大致相同，当大气中含有较多粗粒时, 天空呈白色。
1、上午10时：ω＝(t－12) ×15°＝(10－12) ×15°＝－30°
冬至日：δ=－23°27' 哈尔滨纬度：φ=45°41´
∴sinh = sin45°41´sin(－23°27') ＋cos 45°41´cos(－23°27')cos(－30°)
=0.715×（—0.399）+0.699×0.917×0.866= —0.2853+0.555=0.2698
h=
2、已知φ= 40°(在北半球) δ=20°
∴h=90°－40°+20°=70°
太阳高度角为70°
也可用上述后一公式直接得
h=90°－|φ－δ| = 90°－|40°－20°|=70°
3、已知φ=45°41´N ，δ=23°27' ，
正午太阳高度角为h=90°－φ+δ=90°－45°41´+23°27'=67°46'
m=1/sinh=1.0803
－ S'=So P m sinh=1367×0.81.0803 ×sin67°46'=1994.33 (瓦. 米2)
4、（1）到达地面的太阳辐射通量为：1367w/m2×（1-34%）=1367w/m2×66%=902.22 w/m2 （2）根据斯蒂芬-波尔兹曼定律，E=бT4，E=902.22 w/m2，б=5.67×10-8w·m -2·k -4
T=(E/б)-4=(902.22/5.67×10-8) -4=355.17(k)=82.1℃
（3）若考虑大气逆辐射，那么到达地面的太阳辐射通量为：
902.22 w/m2+188w/m2=1090.22 w/m2
（4）根据斯蒂芬-波尔兹曼定律，E 1=бT14，E 1=1090.22 w/m2，б=5.67×10-8w·m -2·k -4 T=(E/б)-4=(1090.22/5.67×10-8) -4=372.37(k)=99.37℃
5、根据维恩位移定律可知：λmax T=2884μmK 即T=2884/0.5=5768 K
6、根据维恩位移定律可知：λmax T=2884μmK 即λmax =2884/（273+15）=10.0μm
第三章 空气温度和土壤温度
一、名词解释：
1、热容量；2、导热率；3、导温率；4、土壤热通量；5、温度日较差；6、温度年较差；
7、土壤的冻结； 8、感热通量；9、干绝热递减率；10、湿绝热递减率；11、大气稳定度；
12、生物学零度；13、活动积温；14、有效积温；15、逆温。
二、填空题：
1、 空气温度日变化规律是：最高温度出现在在 ，最冷月在 月。
2、 土温日较差，随深度增加而，极值(即最高，最低值) 出现的时间，随着深度的增加而 。
3、 水的热容量(C)比空气的热容量。水的导热率(λ)比空气要 ，粘土的导热率比沙土 。
4、 干松土壤与紧湿土壤相比： C 干松土
5、 土壤温度的日铅直分布的基本型有：白天为型；夜间为为 型。
6、 在对流层中，若1000米的温度为16、5℃，气温铅直梯度是0、65℃/百米，到2000米处，温度应是 ℃。
7、 温度的非周期性变化，常由而造成。多发生在
8、 当rd =1℃/100米，r =0、9℃/100米，则此时的大气层结对干空气是的。
9、 我国气温日较差，高纬度地区，低纬度地区，年较差随纬度的升高而，且比世界同纬度地区要 。
10、 土、气、水温日较差，以土温，气温。
11、 日平均气温稳定大于0℃持续日期，称为
12、 某地某月1～6日的日均温分别是10、2，10、1，9、9，10、5，10、0，10、2℃，若某一生物的生物学下限温度为10℃，则其活动积温为 ℃，有效积温为 ℃。
三、判断题：
1、 对流层中气温随高度升高而升高。
2、 我国气温的日较差，年较差都是随纬度升高而升高。
3、 寒冷时期，灌水保温，是因为水的热容量大。
4、 紧湿土壤，春季升温和秋季降温均比干松土壤要慢。
5、 干绝热直减率：rd =0、5℃/100米；湿绝热直减率：rm=1、0℃/100米。
6、 因为太阳辐射先穿进大气，再到达地面，所以地面上最高温度出现的时刻比空气的要稍后。
7、 日平均气温大于5℃的日期越长，表示农耕期越长。
8、 气温随高度升高而升高的气层，称为逆温层。
9、 对同一作物而言，其生物学下限温度高于其活动温度，更高于有效温度。
10、 正午前后，土温随深度加深而升高，气温随高度降低而降低。
11、 地面辐射差额最大时，地面温度最高。
四、选择题：
1、某时刻土壤温度的铅直分布是随着深度的增加而升高，它属于( ) 。
A、早上过渡型 B 、受热(日射) 型 C 、放热(辐射) 型 D 、傍晚过渡型
2、地面温度最高时，则是( ) 时。
A、地面热量收支差额等于零
B、地面热量收支差额小于零
C、地面热量收支差额大于零
D、地面热量收支差额不等于零
3、由于水的热容量、导热率均大，所以灌溉后的潮湿土壤，白天和夜间的温度变化是( ) 。
A、白天升高慢，夜间降温快
B、白天升高快，夜间降温慢
C 、白天和夜间，升温、降温都快
D、白天升高慢，夜间降温慢
4、我国温度的日较差和年较差随着纬度的升高是( ) 。
A、日较差，年较差均减小
B、日较差、年较差均增大
C、年较差增大，日较差减小
D、日较差增大，年较差减小
五、简答题：
1、地面最高温度为什么出现在午后(13时左右) ？
2、试述什么是逆温及其种类，并举例说明在农业生产中的意义。
3、离地面200米高处的气温为20℃。此高度以上气层的气温垂直递减率平均为0、65℃/100米，试求离地面1200米高处的气温。若1200米处空气是未饱和状态，当气块从此高度下沉至地面，其温度为若干？
4、何谓绝热变化？大气中在什么情况下的状态变化可看作绝热变化？
5、何谓大气稳定度？如何判断大气的稳定度？
6、已知500m 、1000m 和2000m 高处的气温分别为12、0℃，8、0℃和2、0℃，试判断500m ～1000m 和1000m ～2000m 这两层空气的稳定度。
7、通常，地气之间热量交换的方式有哪些？
8、何谓温度的铅直梯度？它和干绝热直减率、湿绝热直减率有什么不同？
参考答案
一、名词解释
1、单位体积的物质温度每变化1℃所吸收或放出的热量称为容积热容量，简称热容量。
2、指1m 深度的土壤，温差为1℃，1s 钟通过1m 2横截面的热通量。
3、单位体积的物体，由于流入（或流出）数量为λ的热量后，温度升高（或降低）的数值。
4、单位时间、单位面积上的土壤热交换量，就是土壤热通量。
5、一日中最高温度与最低温度之差。
6、一年中最热月平均温度与最冷月平均温度之差。
7、中纬度的冬季及高纬度地区一年中大部分时间里，土温可降到0℃以下．这时土壤中的水分和潮湿土粒发生结冰，使整层土壤冻结成坚硬状态，称为土壤冻结。
8、地面与大气间，在单位时间内，沿铅直方向通过单位面积流过的热量称为感热通量。
9、这种在干绝热升降运动中气块温度随高度的变化率称为干绝热递减率，以r d 表示。
10、这种在湿绝热升降运动中气块温度随高度的变化率称为湿绝热递减率，以r m 表示。
11、大气稳定度是指气层稳定的程度。
12、植物有效生长的下限温度称为生物学零度，又称为生物学下限温度。
13、活动积温是作物或林木某一生长发育组或整个学长发育期内全部活动温度的总和。
14、有效积温是作物或林木某一生长发育期或整个生长发育期内全部有效温度的总和。
15、气温随高度升高而升高的现象。
二、填空
1、14时，日出前后， 7月， 1月； 2、减小，推迟； 3、大，大，大，大；
4、快， 快，大； 5、受热型，放热型，上午转换型，傍晚转换型； 6、10℃，
7、天气突变及大规模冷暖空气入侵，春夏和秋冬之交； 8、稳定；
9、大， 小，增大，大； 10、最大，其次，最小；
11、农耕期； 12、51℃， 1℃。
三、判断
1、错； 2、对； 3、对； 4、 对； 5、 错； 6、 错；
7、错； 8、对； 9、错； 10、错； 11、错。
四、选择
1、C ； 2、A ； 3、D ； 4、B 。
五、简答
1、正午时虽然太阳辐射强度最强，但地面得热仍多于失热，地面热量贮存量继续增加，因此，温度仍不断升高，直到午后13时左右，地面热收入量与支出量相等，热贮存量不再增加，此时地面热贮存量才达到最大值，相应地温度才出现最高值。
2、气温随着高度升高而升高的气层，称为逆温层。逆温的类型有辐射逆温、平流逆温、下沉逆温和锋面逆温。农业生产中，常利用逆温层内气流铅直运动弱的特点，选择上午喷洒农药和进行叶面施肥以提高药效及肥效。逆温层对熏烟防霜冻也有利。特别是晴天逆温更显著，贴近地面温度，可比2米上的气温低3～5℃，故冬季对甘薯、萝卜等晒干加工时，为防冻应将晒制品搁放在稍高处。
3、已知Z 1 =200米， Z 2 =1200米， t 1 =20℃ r=0.65℃/100米 r d =1℃/100米
设1200米处气温为t 2 ， 气块下沉至地面时的温度为t 0。
(1) (t2 －t 1 )/(Z2 －Z 1 )=－r
t 2 =t1 －r(Z2 －Z 1 )=20°－0.65℃/100米×(1200－200) 米=13.5℃
(2) (t2 －to )/Z2 =rd
t o =t2 +rd Z2 =13.5℃＋1℃/100米×1200米=25.5℃
4、地面受热不均 或在外力推动下，可引起空气块的铅直运动。如气块在铅直运动中与外界不发生热量交换，也就是既无热量输入，也无热量输出，则称气块运动是绝热的。在绝热条件下，上升的气块因外界气压减低，体积膨胀，此时气块对外作功，作功所消耗的能量以气块内能减少来补尝，从而使气块温度降低，这种气块因绝热上升而降温的现象称为绝热冷却；反之，当气块作绝热下降运动时，由于外界气压增大，气块体积被压缩，外界空气对气块作功，从而使气块内能增加温度升高，这种气块因绝热下降而增温的现象称为绝热增温。气块在铅直运动中所发生的绝热冷却和绝热增温的变化称为空气的绝热变化， 这个变化过程称为绝热过程。实际上，气块在作铅直运动时都不是绝热的，但是在短时间内，铅直运动的气块与外界空气间的热量交换远小于气块内能的变化，所以可近似看成是绝热的。
5、大气稳定度是指气层稳定的程度。它与气层中温度随高度的分布，即大气的温度层结有密切的关系，是空气铅直运动或对流是否发展的内因和判据，并和许多天气现象的发生有关。大气中某高度上的气块，当它受到外力作用向上或向下运动时，如果气块逐渐减速并有返回原高度的趋势，这时大气是稳定的；如果气块加速运动并有远离原高度的趋势，这时大气是不稳定的；如果气块被外力推到任意高度，并在该处停止下来，这时大气处于中性状态。
当 r
当 r>rm >rd 时，不论空气是否饱和，大气都是不稳定的，称为绝对不稳定。
当 r d >r>rm 时，未饱和空气是稳定的，对饱和空气是不稳定的，称为条件性不稳定。 当 r=rd 时，大气层结为中性平衡。
6、由公式r=—dt/dz 可知 500—1000m 的r=—dt/dz=—（8-12）/500=0.8/100m
1000—2000m 的r=—dt/dz=—（2-8）/1000=0.6/100m
再进行比较判断：γd ＝1℃/100米 而 γγm ∴在500～1000米的气层和1000～2000米中，对湿空气块是不稳定状态。综合起来看为条件性不稳定。
7、在土壤和空气中，存在着多种形式的热量过程。除分子热传导、辐射和对流这三种方式外，还存在着平流、乱流和因水的相变而引起的热量转移形式。这些过程对土壤和空气层热状况的形成起着决定性作用。
8、温度的铅直梯度是指在垂直方向上，高度每增加100米，温度的改变值。它与干湿绝热递减率的区别为：定义不同在干（湿）绝热升降运动中 气块温度随高度的变化率称为干（湿）绝热递减率，以r d 、r m 表示。r 为气块周围环境大气层的温度变化，是一变量，针对空气块而言的。r d 、r m 为空气块的温度变化，是一常量，针对气层而言的。
第四章 大气的运动
一、名词解释：
1、低气压；2、高气压；3、气压阶；4、水平气压梯度力；5、地转偏向力；
6、惯性离心力；7、地转风；8、梯度风；9、大气环流；10、行星风系；
11、热力环流；12、海陆风；13、山谷风；14、焚风；15、风压定律。
二、填空题：
1、 按照三圈环流理论，北半球有
2、 季风以为周期，且海风陆风。
3、 作用于空气运动的力有；其中在高层大气中，力可以忽略；而空气作直线运动时， 力可以忽略。
4、 白天，由山谷吹向山坡的风是风，夜晚，由陆地吹向海洋的风是
5、 风向规定为风的
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。
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？
2、海陆风的成因。
3、分析焚风成因及其对农业生产有何影响？
4、空气主要受哪些力的影响？这些力的大小和方向由什么决定？
5、试分析三圈环流的形成过程
五、计算题：
1、一块暖湿空气翻越一座2500m 的高山，在山脚时该空气块的温度为20℃，露点温度为15℃，若湿绝热直减率rm=0、5℃/100m， 试计算该空气块过山后到山脚时的温度、露点温度和相对湿度。
2、在某山脚处测得气压为1013hPa ，气温为18℃，山顶处气压为880hPa ，气温为12℃，求山的高度。
一、名词解释
1、又称气旋，是中心气压低，四周气压高的闭合气压系统。
2、又称反气旋，是中心气压高，四周气压低的闭合气压系统。
3、单位汽气压的高度差。
4、单位质量的空气块在水平气压梯度存在时所受的水平方向上的力。
5、因地球自转而使空气运动方向改变的现象，假想是受力作用的结果，这个力称为地转偏向力。
6、当空气作曲线运动时，转动系统内的观察者看来，在曲线轨道上运动的空气质点。时刻受到一个离开曲率中心向外力的作用，这个力是空气质点为保持惯性方向运动而产生的，叫做惯性离心力。
7、自由大气中，平直等压线的情况下，当地转偏向力与水平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。
8、自由大气中，弯曲等压线的情况下，当地转偏向力与水平气压梯度力和惯性离心力三者达到平衡时，空气所作匀速曲线运动所形成的风。
9、地球上各种规模的气流的综合，称为大气环流。
10、指全球范围内带状分布的气压带和风带。
11、由于温度的差异，形成了上空空气自暖地流向冷地，地面自冷地流向暖地的空气环流。这种环流是由于纯热力原因产生的，故称为热力环流。
12、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。
13、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。
14、气流越山后在山的背风坡绝热下沉而形成的干而热的风。
15、在北半球，自由大气层中，风平行于等压线吹，背风而立，高压在右，低压在左。在近地层，背风而立，高压在右后方，低压在左前方；南半球则相反。
二、填空
1、赤道低压带，副热带高压带，副极地低压带，极地高压带，东北信风带，盛行西风带，极地东风带； 2、年，日，强于； 3、水平气压梯度力，地转偏向力，摩擦力，惯性离心力，摩擦力，惯性离心力； 4、谷，陆； 5、来，南。
三、判断
1、错；2、错；3、. 对；4、错；5、对；6、错；7、对；8、错
四、简答
1、按照气压的分布，海平面气压场有五种基本类型：①低气压，即等压线封闭的中心气压低四周气压高的区域，常常带来阴雨天气。②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。③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。④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。⑤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、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、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、旱灾、高山雪崩等。
4、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、由于太阳辐射在地球表面分布不均匀，由此形成高低纬度之间的温度差异，进而导致高低纬度之间的气压梯度力。在气压梯度力的作用下，赤道附近空气受热膨胀上升，在赤道上空空气气流向两极，在北半球，随着纬度增大，地转偏向力也增大，空气运动方向逐渐向右偏转，在30°附近，偏转达90°，空气运动方向折向自西向东与纬圈平行。此时由赤道来的北上气流受阻，空气堆积下沉，使地面形成副高带。此带下沉气流到低空分成南北两支，南支气流在地转偏向力的作用下转变为东北风，补充了赤道上升气流，形成低纬环流圈；北支气流在地转偏向力的作用下墨迹为西南风，在纬度60°的地区遇到由北极向南流的冷空气，被迫沿冷空气向上爬升。上升气流在高空分成南北两支。北支从高空到达北极上空冷却下沉，形成极地高压，补偿北极地区地面流向低纬的气流，形成一个极地环流圈；副极地低压带高空向南流的气流受地转偏向力的作用形成偏东风，并在30°附近下沉，形成一个中纬环流圈。
五、计算
1、 已知山脚时t=20℃， t d =15℃， 山高2500m
当空气块刚开始越山时，按r d 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r m 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r d 增加，到山脚时的气温为
t=5+2500×1/100=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， t d =5℃
U=e/E×100%=8.7/42.5×100%=20.5%
2、根据压高公式可知：
第五章 大气中的水汽
一、名词解释：
1、蒸发；2、植物蒸腾；3、蒸散；4、降水量；5、降水强度；6、辐射雾；7、水分循环。
二、填空题：
1、 低层大气中的水汽，随着高度的升高而。
2、 蒸发量是指一日内由蒸发所消耗的。
3、 相对湿度的日变化与温度的日变化。
4、 使水汽达到过饱和的主要冷却方式有冷却。
5、 空气中水汽含量越多，露点温度越。空气中的水汽达到饱和时，则相对湿度是
三、判断题：
1、 当气温高于露点温度时，饱和差则等于零。
2、 相对湿度在一天中，中午最大，早上最小。
3、 甲地降水相对变率较乙地同时期的相对变率大，说明甲地降水量比乙地多。
4、 形成露时的露点温度在零上，出现霜时的露点温度在零下。
5、 当干燥度小于0、99时，为湿润，大于4为干燥。
四、选择题：
1、 当饱和水汽压为8hPa ，相对湿度为80％，则水汽压为( ) 。
A、6.4hPa ， B 、4.6hPa ， C 、8.0hPa ， D 、4.0hPa
2、当相对湿度为100％时，则( ) 。
A 、气温高于露点，饱和差=0； B 、气温=露点，饱和差大于零；
C、气温=露点，饱和差=0； D 、气温低于露点，饱和差小于零。
3、中午相对湿度变小, 主要因为气温升高，从而使( ) 。
A、e 增大，E 不变； B 、E 比e 更快增大
C 、E 减小，e 更快减小； D 、蒸发量增大，E 降低。
五、简答题：
1、相对湿度的日、年变化规律如何？
2、何谓降水变率？它与旱涝关系如何？
3、在什么条件下容易形成露和霜？为什么？
4、影响蒸发的因子有哪些？如何影响的？
5、形成降水的条件和水汽凝结的条件各为什么？
6、降水按照划分观点不同的种类有哪些？
7、简述人工降水的原理和方法。
8、试述雾的种类及成因
六、计算题：
1、 当饱和差为1hPa ，相对湿度为80％，求饱和水汽压是多少？
2、当气温为15.0℃时，饱和水汽压为17.1hPa ，在气温为26.3℃时，饱和水汽压为34.2hPa ，现测得气温为26.3℃，水汽压为17.1hPa ，试求相对湿度和露点是多少？
3、温度为20℃，水汽压为17、1hPa 的一未饱和气块，从山脚海平处抬升翻越1500m 的高山，求该气块到达山背风坡海平面处的温度和相对湿度，(已知r d =1℃/100米，r m =0.5℃/100米，且温度为10℃，15℃，20℃，25℃时的饱和水汽压分别为12.3，17.1，23.4，31.7hPa ，忽略未饱和气块升降时露点的变化) 。
4、温度为25℃，水汽压为22hPa 的空气块，从迎风坡山脚处向上爬升，已知山高1500米。试求空气块到达山顶处的相对湿度、凝结高度和山顶处的温度。气温为19℃和25℃的饱和水汽压依次是22.0hPa 和31.7hPa ，忽略空气上升时露点的变化。
一、名词解释
1、只要蒸发面上空的水汽压未达到当时温度下的饱和水汽压，就会产生蒸发现象。
2、从植物表面蒸发的大部分水分，是流经植物体内服的水分。这些水分由根毛吸收，通过维管组织到达叶子或其它器官，经过气孔或角质层从植物体散逸到周围空气中。这种经过植物体的水分蒸发过程，叫做植物蒸腾。
3、在有植被的地方，既有土壤蒸发及植物表面截持水分的蒸发。又有植物蒸腾。蒸发与蒸腾之和，称为蒸散。
4、是指天空降落到地面上的液态降水或融化后的固态降水，未经蒸发、渗透和流失而聚积在水平面上的水层深度。
5、是指单位时间内的降水量。其单位为mm/h或mm/d。
6、是由于夜间地面辐射冷却，导致接近地面的空气层冷却降温而形成的雾。
7、水在太阳辐射作用下，由地球水陆表面蒸发变成水汽，水汽在上升和输送过程中遇冷凝结成云，又以降水的形式返回地表，水分进行这种不断的往复过程，叫做水分循环。
二、填空
1、减少； 2、水层厚度； 3、相反； 4、辐射，混合，绝热； 5、高， 100％。
三、判断
1、错， 2、 错， 3、 错， 4、 对， 5、对
四、选择
1、A ； 2、C ； 3、B 。
五、简答
1、相对湿度的日变化与气温日变化相反。最大值出现在凌晨，最小值出现在14～15时。年变化一般是冬季最大，夏季最小。但若受海陆风及季风影响的地方，其日、年变化，有可能与气温相一致。
2、降水变率=降水距平/多年平均降水量×100％。它表示降水量变动情况，变率大，说明该地降水量距平均值的差异大，即降水量有时远远超过多年的平均值，这样就会出现洪涝灾害；相反，有时降水量远远少于平均降水量，则相应会出现严重缺水干旱。
3、在晴朗无风的夜晚，地面和地面物体日辐射冷却而迅速降温；接近地面很薄的气层也随之降温。当下降到露点时，气层中的水汽便达到饱和，再继续降温，多余的水汽就会在地面或地面物体上凝结。若露点高于0℃，则凝结物为水滴，称为露；若露点温度低于0℃，则凝结物为白色的冰晶，称为霜。
4、蒸发的快慢与否受许多因素的影响，其中主要的气象因子有：温度、湿度、风速、气压。道尔顿蒸发定律：q （蒸发速度）=Av （E-e ）/P
（1）温度 温度较高时，液体分子运动的动能愈大，分子愈易脱离液面，因此蒸发愈强。
（2）风速 风速增大，空气的乱流交换增强，带走潮湿空气，带来干燥的新鲜空气，所以风速愈大，蒸发愈强。
（3）气压 气压愈高，密度愈大，能够阻挡水分子脱离蒸发面，即蒸发减弱。（4）湿度 水温一定时，E 为定值，湿度愈小，e 愈小，则E-e 愈大，蒸发速度愈大。
5、水汽凝结的条件：（1）空气中的水汽达到饱和或过饱和；（2）凝结核。
降水形成的条件：水汽条件； （2）垂直运动条件；（3）云滴增长条件。
6、按照降水原因来分：地形雨、对流雨、台风雨、气旋雨。
按照降水性质来分：连续性降水、阵性降水、毛毛雨状降水。
按照降水强度来分：小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨。小雪、中雪、大雪。
7、人工降水就是根据自然降水形成的原理，人为补充某些形成降水的必须条件，促进云滴迅速凝结并与其它云滴碰撞合并而增大形成降水。对于不同的云，需采用不同的催化方法。 目前，在冷云内人工产生冰晶的方法有两种；一种是向冷云中撒播人工冰核，如碘化银、碘化铅等。碘化银等的晶体结构与冰晶相似，具有冰核作用，水汽可以在其表面上直接冻结或凝华，而形成冰晶。另一种方法，是向冷云撒播致冷剂，如干冰等。
暧云的人工降水，是人工提供大水滴，在暖云中撒播吸湿性物质的粉末，如氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化铁等。吸湿后形成溶液，加速凝结增长，很快形成具有碰并能力的大水滴。或直接向暖云喷撒大水滴，催化暖云降水。
8、根据空气冷却降温的方式不同，可将雾分为辐射雾、平流雾、蒸发雾和锋面雾等。最常见的是辐射雾和平流雾。
（l ）辐射雾 是由于夜间地面辐射冷却，导致接近地面的空气层冷却降温而形成的雾。有利于辐射雾形成的条件与形成辐射逆温的条件基本相同，所以辐射雾多形成在近地层的辐射逆温层中。辐射雾出现的水平范围一般不大，垂直厚度也只有数十至数百米。
辐射雾有明显的季节性及日变化，一年中多出现在冬半年，一天中以黄昏、夜晚和清晨最多见。日出后逐渐消散或抬升为层云。
（2）平流雾 是暖湿空气移到冷下垫面上而形成的。如冬季热带气团向高纬寒冷地区移动，海洋气团向寒冷大陆移动，或暖季大陆气团向洋面移动时都会形成平流写。平流雾的范围和厚度广而深，一天中任何时间都可出现，只要有暖湿气流来，平流雾就可持久不散。夜间平流露常因地面辐射冷却而加强，这种由暖湿平流和辐射冷却共同作用而形成的雾，称平流辐射雾。
除辐射雾、平流雾之外，还有冷空气移到暖水面上时，暖水面向冷空气蒸发而形成的蒸发雾又名水烟。常见于河面以及在锋面附近形成的锋面雾等。
六、计算题
1、已知d=E－e =1hpa U = e / E=0.8 则：e = E－1
又(E－1)/E=0.8 ∴E= 5 (hPa)
2、∵ U = e / E×100％，据题意当t =26.3℃，
则：E=34.2hPa， e =17.1hPa
∴U =17.1 / 34.2×100％=50％
又当t=15.0，则E=17.1hPa，此时t=td (露点温度)
3、∵e=17.1hPa 当t =15℃时，
则水汽饱和：E 15 =17.1hPa
凝结高度为：Z d =(20－15) ×100=500米
t2000米=20－(1.0×500/100)－0.5(1500－500)/100=10℃
∴t 山背脚 =10+1×1500/100=25℃
U = e/E×100％ =17.1/31.7×100％=53.9％
4、(1) U = e / E×100％=22.0 / 31.7×100％=69.4％
(2) to =25℃ t d =19℃ r d =1℃/100米 (td －to )/Zd =－rd
凝结高度为：Z d =(to －td )/rd =(25°－19°) /(1℃/100米)=600米
(3) 已知r m =0.5℃/100米
(t山顶 －t d )/(Z－Z d )=－rm
t 山顶 =td －r m (Z－Z d )
=19°－0.5°/100米×(1500－600)
=19°－0.5°/100米×900米
=14.5℃
第七章 气候学基础
一、名词解释：
1、气候；2、气候带；3、气候型；4、干燥度；5、季风。
二、填空题：
1、 我国气候的形成因素是、、。
2、 我国年辐射总量的地理分布是自沿海向内陆。
3、 我国气温日较差随纬度增高而
4、 我国降水变率自沿海向内陆。
5、 毫米年平均等雨量线将我国划分东南半壁湿润区和西北半壁干旱区。
6、 1月份平均温度的0℃、3℃和8℃等温线分别通过我国的、和
7、 我国气候的显著特点是和。
8、 农业气候资源中最主要的有。
9、 高山气候特点之一，是在一定高度范围内降水量随高度增加而。
10、 立夏和芒种之间是
三、判断题：
1、 我国年辐射差额高值区分布在四川、云南一带。
2、 我国温度年较差东部地区大于西部地区。
3、 山地气温高于同高度上的自由大气温度。
4、 我国气温年较差比世界同纬度的地区小。
5、 我国年降水量的地理分布是南方多于北方，西部多于东部。
6、 海南岛东北部是我国年雨量最多的地区
7、 典型季风气候区在亚洲大陆东岸的副热带和暖温带地区。
8、 季风气候的特点是夏季高温多雨、冬季寒冷干燥。
9、 鄂东南和鄂西南之所以年雨量较多是因受地形影响的缘故。
10、 24节气中，惊蛰在3月21日
四、简答题：
1、大陆性气候与海洋性气候的差异。
2、季风气候的主要特点及典型区域。
3、何谓“气候”？它与“天气”一词有什么不同？
参考答案
一、名词解释
1、是指某一地多年间的天气状况和天气现象的综合。既包括平均状态也包括极端状态。
2、在地球上以纬度为标准，划分成几个带状气候区，称为气候带。天文气候带就是以南北回归线（23°27´）和南北极圈（66°33´）为标准划分的气候带。
3、同一气候带内，自然地理环境不同，有大陆、海洋、山地，高原等等，可以形成不同的气候特征，按照这些环境特征进行气候划分，为气候型。
4、。
5、表示大范围地区以一年为周期，低空盛行风向及其所相应的盛行气团和天气气候特点随季节而明显变化的现象。
二、填空
1、辐射因素，下垫面因素，大气环流； 2、. 增加； 3、增大，增大；
4、增大，最大； 5、400； 6、秦岭(淮河) ，长江流域，南岭(桂林) ；
7、季风性显著，大陆性强； 8、太阳辐射，温度，降水；
9、增加； 10、小满，5月21日。
三、判断
1、错； 2、错； 3、对； 4、错； 5、错； 6、错； 7、对； 8、对； 9、对； 10、错。
四、简答
1、海洋性气候特点是夏季凉爽，冬季温和，春温低于秋温，气温日变化和年变化小，相时落后，降水丰沛而且各季分布均匀。大陆性气候特点是夏季炎热，冬季寒冷，气温日较差和年较差大，相时超前，春温高于秋温，降水稀少且集中。
2、季风气候的特点是风向具有明显的季节变化；夏季高温多雨，具有海洋性；冬季寒冷干燥，具有大陆性。第一，雨量集中。第二，降水量的变率大。第三，云量和相对湿度全年以夏季为大。 第四，冬季气温比同纬度低得多。典型气候区在副热带和暖温带的大陆东岸，尤以亚洲东南部为显著。
3、气候是一个地方多年天气状况的综合，既包括多年的平均天气状况，也包括极端或特殊天气状况。
天气是指某地某一瞬间大气状况和大气现象的综合。天气是短期的大气变化，是瞬息万变的，是气候的基础；而气候是长期的天气变化，是稳定少变的，是天气的综合。
名词解释：1、大气科学；2、气象学；3、气候学；4、天气学；5、气候；6、天气；7、小气候。
1、研究大气的组成、结构、物理现象、化学变化、运动规律以及其他问题的科学。
2、研究大气中所发生的各种物理现象和物理过程的学科就称为气象学。
3、研究气候的形成、分布、变化规律以及与人类活动相互关系的科学称为气候学。
4、研究天气及其演变规律，并预测预报未来天气变化的学科称为天气学。
5、气候则是一个地方多年间发生的天气状态，它既包括平均状态，也包括极端状态。
6、一个地方某一瞬间大气状态和大气现象的综合称为天气。
7、在局部地区范围因作用面条件影响而形成的与大气候（即气候）不同的近地气层气候称为小气候。
第二章 大气
一、名词解释：
1、干洁大气；2、气象要素；3、露点；4、绝对湿度；
5、水汽压；6、相对湿度；7、饱和水汽压；8、气温直减率。
二、判断题：
1、臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中，它可以吸收太阳辐射中的紫外线。
2、二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。
3、由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。
4、地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季。
5、大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。
6、平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运动。
7、热成层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。
8、对流层的气温随高度增加而增大。
三、填空题：
1、干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是： 、 、氩和 。
2、大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 。
3、大气中二氧化碳和水汽主要吸收 辐射。
4、近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 ，夏天比冬天 。
5、 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。
6、根据大气中 的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。
7、在对流层中，温度一般随高度升高而 。
8、大气中对流层之上的一层称为 层，这一层上部气温随高度增高而 。
9、根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高 千米。
10、在气压一定时，湿空气密度总是 干空气密度，湿空气比干空气 。
四、简答题：
1、臭氧在大气中有什么作用？它与平流层温度的铅直分布有什么关系？
2、大气在铅直方向上分层的依据是什么？大气在铅直方向上可分为哪几层？其中最低的一层有什么特点？
3、根据状态方程，比较同温同压下干、湿空气密度的差异。
4、设有一团湿空气，其中水汽压强占0.8%，温度为17.0℃，问其虚温为多少K ？（保留两位小数）。设当时的压强为1000hpa ，问湿空气的密度为多少kg/m3？（保留三位小数）
5、已知某气块的温度为25℃，气压为1080pha ，相对湿度为65%，求该气块的e 、E 、d 、a 、Td ？
参考答案：
一、名词解释
1、 除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气，称为干洁大气。
2、 定性或定量描述大气物理现象和大气状态特征的物理量。主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。
3、 当空气中水汽含量不变，且气压一定时，使气温降低到达水汽饱和时的温度称为露点温度，简称露点。
4、 单位容积湿空气中含有的水汽质量，也就是空气中的水汽密度。
5、 大气所含水汽的分压强称为水汽压。
6、 空气中实际水汽压与同温下饱和水汽压的百分比，称为相对湿度。
7、 在一定温度下，空气中水汽达到最大含量时的水汽压强又称为饱和水汽压。
8、 垂直方向上，高度每增加100米，温度的改变值。
二、判断
1、. 对，2、错，3、错，4、对，5、错，6、对，7、对，8、错。
三、填空
1、氮 ，氧 ，二氧化碳； 2、紫外线 ；3、长波；4、低 ，低； 5、水汽 ；
6、温度；7、降低；8、平流，升高； 9、1200；10、小，轻。
四、简答
1、臭氧是氧分子在太阳紫外线作用下分解为氧原子，然后又与氧分子化合而成。它在大气中的含量极少，分布也不均匀。在近地层中臭氧很少且不稳定。从10km 高度开始逐渐增多，在20-30km 高度处达最大值，再往上，臭氧含量又逐渐减少，到55-60km 高度上就极少了。臭氧能强烈吸收大阳紫外线，使臭氧层增暖，影响到大气中温度的铅直分布。同时，也使地球上的生物免受过多大阳紫外线的伤害。少量的臭氧还具有净化空气、消毒杀菌等作用。在平流层下层，气温随高度不变或微有上升，到25—30km 以
上，气温升高较快，到了平流层顶，气温约升至一3—一17℃。平流层的这种气温分布特征，是与它受地面温度影响很小，并且存在着大量臭氧能强烈吸收太阳紫外线有关。
2、世界气象组组根据大气温度的铅直分布、扰动程度、电离现象等不同性质，统一规定将大气在铅直方向分为五层：即对流层、平流层、中间层、热成层和外层。
对流层是大气中最低的一层，是对生物和人类活动影响最大的气层。对流层的主要特点有：(1)对流层集中了3/4以上的大气质量和几乎全部的水汽，是天气变化最复杂的层次，大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气层内； (2) 在对流层中， 气温一般随高度增高而下降， 平均每上升100米， 气温降低0.65℃，在对流层顶可降至－50℃至－85℃； (3) 具有强烈的对流运动和乱流运动，促进了气层内的能量和物质的交换； (4) 温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀，这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的不均匀性而产生的。
3、干空气的状态方程可写为
湿空气的状态方程可写为
其中
可见，虚温总是高于空气通常温度，且随湿度增加而增高。在气压P 一定时，比较两式可得出，湿空气密度总是小于干空气密度，湿空气比干空气轻。
4、已知T=273+17=290k，e/p=0.8%，Tv=（1+0.378e/P）
T=（1+0.378×0.8%）×290=290.88（K ）=17.88℃
根据湿空气的状态方程，P=ρR d T （1+0.378e/P），P=1000hpa=100000Pa， Rd =287J/（kg·K）
ρ=P/[ R d T （1+0.378e/P）]=100000/[287×290（1+0.378×0.8%）]=1.198（kg/m3）
5、因为温度为25℃，由玛格努斯公式可计算饱和水汽压为E=31.8hpa，通过相对湿度公式可计算出水汽压为e=E×U=31.8×0.65=20.7hpa；d=E-e=11.1hpa；
a=289×e/T=289×20.7/288=20.8g/m3；T d =b/[（a/lg（e/6.11））-1]=18.0℃
第二章 辐射能
一、名词解释：
1、辐射；2、辐射通量；3、辐射通量密度；4、太阳常数；5、黑体；
6、分子散射；7、太阳高度；8、一个大气质量；9、地面辐射；
10、大气逆辐射；11、地面有效辐射；12、净辐射。
二、判断题：
1、 对绝对黑体，当温度升高时，辐射能力最大值所对应的波长将向长波方向移动。
2、 在南北回归线之间的地区，一年有两次地理纬度等于太阳赤纬。
3、 时角表示太阳的方位，太阳在正西方时，时角为90°。
4、 北半球某一纬度出现极昼时，南半球同样的纬度上必然出现极夜。
5、 白天气温升高主要是因为空气吸收太阳辐射的缘故。
6、北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值，所以气温较高。
7、 太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐射。
8、 地面辐射和大气辐射均为长波辐射。
9、 对太阳辐射吸收得很少的气体，对地面辐射也必然很少吸收。
三、填空题：
1、常用的辐射通量密度的单位是
2、不透明物体的吸收率与反射率之和为。
3、对任何波长的辐射，吸收率都是1的物体称为 。
4、当绝对温度升高一倍时，绝对黑体的总辐射能力将增大
5、如果把太阳和地面都视为黑体，太阳表面绝对温度为6000K ，地面温度为300K ，则太阳表面的辐射通量密度是地表面的 倍。
6、 绝对黑体温度升高一倍时，其辐射能力最大值所对应的波长就变为原来的
7、太阳赤纬在春秋分时为，冬至时为。
8、上午8时的时角为15时的时角为。
9、武汉(30°N) 在夏至、冬至和春秋分正午时的太阳高度角分别为，和。
10、冬半年，在北半球随纬度的升高，正午的太阳高度角。
11、地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差称为
12、在六月份，北京的可照时间比武汉的
13、在太阳直射北纬10°时，北半球纬度高于的北极地区就出现极昼。
14、由冬至到夏至，北半球可照时间逐渐
15、光照时间延长，短日照植物的发育速度就会
16、 在干洁大气中，波长较短的辐射传播的距离比波长较长的辐射传播距离。
17、随着太阳高度的降低，太阳直接辐射中长波光的比。
18、地面温度越高，地面向外辐射的能量越。
19、地面有效辐射随空气湿度的增大而，随地面与空气温度之差的增大而增大而 。
20、一天中正午太阳辐射最强，但最高气温却出现在
四、选择题：
1、晴朗的天空呈蓝色，是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光________较多的结果。
A 、吸收； B、 散射； C、 反射； D、透射。
2、对光合作用有效的辐射包含在________中。
A 、 红外线； B 、 紫外线； C 、 可见光； D 、长波辐射。
3、在大气中放射辐射能力最强的物质是________。
A 、 氧； B、 臭氧； C、 氮； D 、 水汽、水滴和二氧化碳。
4、 当地面有效辐射增大时，夜间地面降温速度将____。
A 、 加快； B、 减慢； C、 不变； D、 取决于气温。
五、简答题：
1、试述正午北半球太阳高度角随纬度和季节的变化规律。
2、昼长随纬度和季节是如何变化的？
3、为何晴天天空常呈尉蓝色？阴天时天空常呈现乳白色？
4、填表：
（1）
六、计算题：
1、计算哈尔滨(45°41´N) 在冬至日上午10时的太阳高度角。
2、计算当太阳直射20°N 时(约11月25日) 在40°N 的正午太阳高度角。
3、计算哈尔滨(45°41´N) 在夏至日正午时的太阳直接辐射通量密度(已知P=0、8) 。
4、若视地球为黑体，太阳常数为1367w/m2，太阳辐射通过大气到达地面时减少了34%,试求地面的平均温度为多少度？若考虑大气逆辐射为188w/m2，地表平均温度又为多少度？
5、已知某黑体的最大放射能力对应的波长为0.5微米，试求该黑体的温度。
6、设地球表面温度为15℃，求其辐射最大强度的波长为多少？
参考答案：
一、名词解释
1、物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由辐射所传输的能量称为辐射能，有时把辐射能也简称为辐射。
2、在单位时间内所发射或接受的辐射能量。
3、在单位时间内，单位面积上所发射或接受的辐射能量。
4、当地球距太阳为日地平均距离时，大气上界垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度。
5、如果物体的吸收率α=1，即射到物体上的辐射全部被吸收, 这种物体称为黑体。
6、空气分子的直径小于射入辐射的波长并遵循蕾利散射定律, 其散射能力与波长的四次方成反比, 称为分子散射。
7、太阳光线与地平面的交角。是决定地面太阳辐射通量密度的重要因素。
8、当太阳位于天顶时，以单位面积太阳光来所穿过的大气柱的质量作为一个单位，称为一个大气质屋或单位气质
9、地面日夜不停地发射长波辐射，称为地面辐射。
10、大气辐射朝向四方，其中向下的部分，称为大气逆辐射。
11、地面有效辐射是地面发射的长波辐射与地面吸收的大气逆辐射之差。
12、净辐射是指某一作用面或作用层辐射能收人和支出之差，即一切辐射的净通量。
二、判断
1、错； 2、对； 3、错； 4、对； 5、错； 6、错； 7、错； 8、对； 9、错。
三、填空
－1、瓦. 米2 ； 2、1； 3、绝对黑体； 4、15； 5、160000；
6、二分之一； 7、0°，－23°27' ； 8、－60°，45°；
9、83°27' ， 36°33' ，60°； 10、减小； 11、地面辐射差额；
12、长； 13、80°； 14、延长； 15、减慢； 16、短；
17、增加； 18、多； 19、减小，增大，减小；
20、14时，地面的热量传给大气需要一定的时间；
四、选择
1、 B ； 2、 C ； 3、 D ； 4、 A 。
五、简答
1、由正午太阳高度角计算公式h=90°－｜φ－δ｜可知在太阳直射点处正午时h 最大，为90°；越远离直射点，正午h 越小。因此正午太阳高度角的变化规律为：
随纬度的变化：在太阳直射点以北的地区(φ>δ)，随着纬度φ的增大，正午h 逐渐减小；在直射点以南的地区，随φ的增大，正午h 逐渐增大。
随季节(δ)的变化：对任何一定的纬度，随太阳直射点的接近，正午h 逐渐增大；随直射点的远离，正午h 逐渐减小。例如北回归线以北的地区，从冬至到夏至，正午h 逐渐增大；从夏至到冬至，正午h 逐渐减小。
在｜φ－δ｜>90°的地区(极圈内) ，为极夜区，全天太阳在地平线以下。
2、随纬度的变化：在北半球为夏半年时，全球随纬度φ值的增大(在南半球由南极向赤道φ增大) ，可照时间延长；在北半球为冬半年时, 全球随纬度φ值的增大可照时间缩短。
随季节(δ)的变化：春秋分日，全球昼夜平分；北半球随δ增大(冬至到夏至) ，可照时间逐渐延长；随δ减小(夏至到冬至) ，可照时间逐渐缩短；南半球与此相反。
在北半球为夏半年(δ>0)时，北极圈内纬度为(90°-δ）以北的地区出现极昼，南极圈内同样纬度以南的地区出现极夜；在北半球冬半年(δ
3、大气中的散射质点分为两种。一种是空气分子, 它们的直径小于射入辐射的波长并遵循蕾利散射定律, 其散射能力与波长的四次方成反比, 称为分子散射。分子散射主要发生在可见光
谱区，其中对蓝、紫光的散射能力最强, 比对红光的散射约大9倍, 所以晴朗无云的天空呈淡蓝色。另一种散射质点是云滴、雾滴、雨滴和灰尘微粒等, 它们的直径大于射入辐射的波长，散射就不遵循蕾利散射定律，一般称为粗粒散射。粗粒对下同波长辐射的散射能力大致相同，当大气中含有较多粗粒时, 天空呈白色。
1、上午10时：ω＝(t－12) ×15°＝(10－12) ×15°＝－30°
冬至日：δ=－23°27' 哈尔滨纬度：φ=45°41´
∴sinh = sin45°41´sin(－23°27') ＋cos 45°41´cos(－23°27')cos(－30°)
=0.715×（—0.399）+0.699×0.917×0.866= —0.2853+0.555=0.2698
h=
2、已知φ= 40°(在北半球) δ=20°
∴h=90°－40°+20°=70°
太阳高度角为70°
也可用上述后一公式直接得
h=90°－|φ－δ| = 90°－|40°－20°|=70°
3、已知φ=45°41´N ，δ=23°27' ，
正午太阳高度角为h=90°－φ+δ=90°－45°41´+23°27'=67°46'
m=1/sinh=1.0803
－ S'=So P m sinh=1367×0.81.0803 ×sin67°46'=1994.33 (瓦. 米2)
4、（1）到达地面的太阳辐射通量为：1367w/m2×（1-34%）=1367w/m2×66%=902.22 w/m2 （2）根据斯蒂芬-波尔兹曼定律，E=бT4，E=902.22 w/m2，б=5.67×10-8w·m -2·k -4
T=(E/б)-4=(902.22/5.67×10-8) -4=355.17(k)=82.1℃
（3）若考虑大气逆辐射，那么到达地面的太阳辐射通量为：
902.22 w/m2+188w/m2=1090.22 w/m2
（4）根据斯蒂芬-波尔兹曼定律，E 1=бT14，E 1=1090.22 w/m2，б=5.67×10-8w·m -2·k -4 T=(E/б)-4=(1090.22/5.67×10-8) -4=372.37(k)=99.37℃
5、根据维恩位移定律可知：λmax T=2884μmK 即T=2884/0.5=5768 K
6、根据维恩位移定律可知：λmax T=2884μmK 即λmax =2884/（273+15）=10.0μm
第三章 空气温度和土壤温度
一、名词解释：
1、热容量；2、导热率；3、导温率；4、土壤热通量；5、温度日较差；6、温度年较差；
7、土壤的冻结； 8、感热通量；9、干绝热递减率；10、湿绝热递减率；11、大气稳定度；
12、生物学零度；13、活动积温；14、有效积温；15、逆温。
二、填空题：
1、 空气温度日变化规律是：最高温度出现在在 ，最冷月在 月。
2、 土温日较差，随深度增加而，极值(即最高，最低值) 出现的时间，随着深度的增加而 。
3、 水的热容量(C)比空气的热容量。水的导热率(λ)比空气要 ，粘土的导热率比沙土 。
4、 干松土壤与紧湿土壤相比： C 干松土
5、 土壤温度的日铅直分布的基本型有：白天为型；夜间为为 型。
6、 在对流层中，若1000米的温度为16、5℃，气温铅直梯度是0、65℃/百米，到2000米处，温度应是 ℃。
7、 温度的非周期性变化，常由而造成。多发生在
8、 当rd =1℃/100米，r =0、9℃/100米，则此时的大气层结对干空气是的。
9、 我国气温日较差，高纬度地区，低纬度地区，年较差随纬度的升高而，且比世界同纬度地区要 。
10、 土、气、水温日较差，以土温，气温。
11、 日平均气温稳定大于0℃持续日期，称为
12、 某地某月1～6日的日均温分别是10、2，10、1，9、9，10、5，10、0，10、2℃，若某一生物的生物学下限温度为10℃，则其活动积温为 ℃，有效积温为 ℃。
三、判断题：
1、 对流层中气温随高度升高而升高。
2、 我国气温的日较差，年较差都是随纬度升高而升高。
3、 寒冷时期，灌水保温，是因为水的热容量大。
4、 紧湿土壤，春季升温和秋季降温均比干松土壤要慢。
5、 干绝热直减率：rd =0、5℃/100米；湿绝热直减率：rm=1、0℃/100米。
6、 因为太阳辐射先穿进大气，再到达地面，所以地面上最高温度出现的时刻比空气的要稍后。
7、 日平均气温大于5℃的日期越长，表示农耕期越长。
8、 气温随高度升高而升高的气层，称为逆温层。
9、 对同一作物而言，其生物学下限温度高于其活动温度，更高于有效温度。
10、 正午前后，土温随深度加深而升高，气温随高度降低而降低。
11、 地面辐射差额最大时，地面温度最高。
四、选择题：
1、某时刻土壤温度的铅直分布是随着深度的增加而升高，它属于( ) 。
A、早上过渡型 B 、受热(日射) 型 C 、放热(辐射) 型 D 、傍晚过渡型
2、地面温度最高时，则是( ) 时。
A、地面热量收支差额等于零
B、地面热量收支差额小于零
C、地面热量收支差额大于零
D、地面热量收支差额不等于零
3、由于水的热容量、导热率均大，所以灌溉后的潮湿土壤，白天和夜间的温度变化是( ) 。
A、白天升高慢，夜间降温快
B、白天升高快，夜间降温慢
C 、白天和夜间，升温、降温都快
D、白天升高慢，夜间降温慢
4、我国温度的日较差和年较差随着纬度的升高是( ) 。
A、日较差，年较差均减小
B、日较差、年较差均增大
C、年较差增大，日较差减小
D、日较差增大，年较差减小
五、简答题：
1、地面最高温度为什么出现在午后(13时左右) ？
2、试述什么是逆温及其种类，并举例说明在农业生产中的意义。
3、离地面200米高处的气温为20℃。此高度以上气层的气温垂直递减率平均为0、65℃/100米，试求离地面1200米高处的气温。若1200米处空气是未饱和状态，当气块从此高度下沉至地面，其温度为若干？
4、何谓绝热变化？大气中在什么情况下的状态变化可看作绝热变化？
5、何谓大气稳定度？如何判断大气的稳定度？
6、已知500m 、1000m 和2000m 高处的气温分别为12、0℃，8、0℃和2、0℃，试判断500m ～1000m 和1000m ～2000m 这两层空气的稳定度。
7、通常，地气之间热量交换的方式有哪些？
8、何谓温度的铅直梯度？它和干绝热直减率、湿绝热直减率有什么不同？
参考答案
一、名词解释
1、单位体积的物质温度每变化1℃所吸收或放出的热量称为容积热容量，简称热容量。
2、指1m 深度的土壤，温差为1℃，1s 钟通过1m 2横截面的热通量。
3、单位体积的物体，由于流入（或流出）数量为λ的热量后，温度升高（或降低）的数值。
4、单位时间、单位面积上的土壤热交换量，就是土壤热通量。
5、一日中最高温度与最低温度之差。
6、一年中最热月平均温度与最冷月平均温度之差。
7、中纬度的冬季及高纬度地区一年中大部分时间里，土温可降到0℃以下．这时土壤中的水分和潮湿土粒发生结冰，使整层土壤冻结成坚硬状态，称为土壤冻结。
8、地面与大气间，在单位时间内，沿铅直方向通过单位面积流过的热量称为感热通量。
9、这种在干绝热升降运动中气块温度随高度的变化率称为干绝热递减率，以r d 表示。
10、这种在湿绝热升降运动中气块温度随高度的变化率称为湿绝热递减率，以r m 表示。
11、大气稳定度是指气层稳定的程度。
12、植物有效生长的下限温度称为生物学零度，又称为生物学下限温度。
13、活动积温是作物或林木某一生长发育组或整个学长发育期内全部活动温度的总和。
14、有效积温是作物或林木某一生长发育期或整个生长发育期内全部有效温度的总和。
15、气温随高度升高而升高的现象。
二、填空
1、14时，日出前后， 7月， 1月； 2、减小，推迟； 3、大，大，大，大；
4、快， 快，大； 5、受热型，放热型，上午转换型，傍晚转换型； 6、10℃，
7、天气突变及大规模冷暖空气入侵，春夏和秋冬之交； 8、稳定；
9、大， 小，增大，大； 10、最大，其次，最小；
11、农耕期； 12、51℃， 1℃。
三、判断
1、错； 2、对； 3、对； 4、 对； 5、 错； 6、 错；
7、错； 8、对； 9、错； 10、错； 11、错。
四、选择
1、C ； 2、A ； 3、D ； 4、B 。
五、简答
1、正午时虽然太阳辐射强度最强，但地面得热仍多于失热，地面热量贮存量继续增加，因此，温度仍不断升高，直到午后13时左右，地面热收入量与支出量相等，热贮存量不再增加，此时地面热贮存量才达到最大值，相应地温度才出现最高值。
2、气温随着高度升高而升高的气层，称为逆温层。逆温的类型有辐射逆温、平流逆温、下沉逆温和锋面逆温。农业生产中，常利用逆温层内气流铅直运动弱的特点，选择上午喷洒农药和进行叶面施肥以提高药效及肥效。逆温层对熏烟防霜冻也有利。特别是晴天逆温更显著，贴近地面温度，可比2米上的气温低3～5℃，故冬季对甘薯、萝卜等晒干加工时，为防冻应将晒制品搁放在稍高处。
3、已知Z 1 =200米， Z 2 =1200米， t 1 =20℃ r=0.65℃/100米 r d =1℃/100米
设1200米处气温为t 2 ， 气块下沉至地面时的温度为t 0。
(1) (t2 －t 1 )/(Z2 －Z 1 )=－r
t 2 =t1 －r(Z2 －Z 1 )=20°－0.65℃/100米×(1200－200) 米=13.5℃
(2) (t2 －to )/Z2 =rd
t o =t2 +rd Z2 =13.5℃＋1℃/100米×1200米=25.5℃
4、地面受热不均 或在外力推动下，可引起空气块的铅直运动。如气块在铅直运动中与外界不发生热量交换，也就是既无热量输入，也无热量输出，则称气块运动是绝热的。在绝热条件下，上升的气块因外界气压减低，体积膨胀，此时气块对外作功，作功所消耗的能量以气块内能减少来补尝，从而使气块温度降低，这种气块因绝热上升而降温的现象称为绝热冷却；反之，当气块作绝热下降运动时，由于外界气压增大，气块体积被压缩，外界空气对气块作功，从而使气块内能增加温度升高，这种气块因绝热下降而增温的现象称为绝热增温。气块在铅直运动中所发生的绝热冷却和绝热增温的变化称为空气的绝热变化， 这个变化过程称为绝热过程。实际上，气块在作铅直运动时都不是绝热的，但是在短时间内，铅直运动的气块与外界空气间的热量交换远小于气块内能的变化，所以可近似看成是绝热的。
5、大气稳定度是指气层稳定的程度。它与气层中温度随高度的分布，即大气的温度层结有密切的关系，是空气铅直运动或对流是否发展的内因和判据，并和许多天气现象的发生有关。大气中某高度上的气块，当它受到外力作用向上或向下运动时，如果气块逐渐减速并有返回原高度的趋势，这时大气是稳定的；如果气块加速运动并有远离原高度的趋势，这时大气是不稳定的；如果气块被外力推到任意高度，并在该处停止下来，这时大气处于中性状态。
当 r
当 r>rm >rd 时，不论空气是否饱和，大气都是不稳定的，称为绝对不稳定。
当 r d >r>rm 时，未饱和空气是稳定的，对饱和空气是不稳定的，称为条件性不稳定。 当 r=rd 时，大气层结为中性平衡。
6、由公式r=—dt/dz 可知 500—1000m 的r=—dt/dz=—（8-12）/500=0.8/100m
1000—2000m 的r=—dt/dz=—（2-8）/1000=0.6/100m
再进行比较判断：γd ＝1℃/100米 而 γγm ∴在500～1000米的气层和1000～2000米中，对湿空气块是不稳定状态。综合起来看为条件性不稳定。
7、在土壤和空气中，存在着多种形式的热量过程。除分子热传导、辐射和对流这三种方式外，还存在着平流、乱流和因水的相变而引起的热量转移形式。这些过程对土壤和空气层热状况的形成起着决定性作用。
8、温度的铅直梯度是指在垂直方向上，高度每增加100米，温度的改变值。它与干湿绝热递减率的区别为：定义不同在干（湿）绝热升降运动中 气块温度随高度的变化率称为干（湿）绝热递减率，以r d 、r m 表示。r 为气块周围环境大气层的温度变化，是一变量，针对空气块而言的。r d 、r m 为空气块的温度变化，是一常量，针对气层而言的。
第四章 大气的运动
一、名词解释：
1、低气压；2、高气压；3、气压阶；4、水平气压梯度力；5、地转偏向力；
6、惯性离心力；7、地转风；8、梯度风；9、大气环流；10、行星风系；
11、热力环流；12、海陆风；13、山谷风；14、焚风；15、风压定律。
二、填空题：
1、 按照三圈环流理论，北半球有
2、 季风以为周期，且海风陆风。
3、 作用于空气运动的力有；其中在高层大气中，力可以忽略；而空气作直线运动时， 力可以忽略。
4、 白天，由山谷吹向山坡的风是风，夜晚，由陆地吹向海洋的风是
5、 风向规定为风的
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。
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？
2、海陆风的成因。
3、分析焚风成因及其对农业生产有何影响？
4、空气主要受哪些力的影响？这些力的大小和方向由什么决定？
5、试分析三圈环流的形成过程
五、计算题：
1、一块暖湿空气翻越一座2500m 的高山，在山脚时该空气块的温度为20℃，露点温度为15℃，若湿绝热直减率rm=0、5℃/100m， 试计算该空气块过山后到山脚时的温度、露点温度和相对湿度。
2、在某山脚处测得气压为1013hPa ，气温为18℃，山顶处气压为880hPa ，气温为12℃，求山的高度。
一、名词解释
1、又称气旋，是中心气压低，四周气压高的闭合气压系统。
2、又称反气旋，是中心气压高，四周气压低的闭合气压系统。
3、单位汽气压的高度差。
4、单位质量的空气块在水平气压梯度存在时所受的水平方向上的力。
5、因地球自转而使空气运动方向改变的现象，假想是受力作用的结果，这个力称为地转偏向力。
6、当空气作曲线运动时，转动系统内的观察者看来，在曲线轨道上运动的空气质点。时刻受到一个离开曲率中心向外力的作用，这个力是空气质点为保持惯性方向运动而产生的，叫做惯性离心力。
7、自由大气中，平直等压线的情况下，当地转偏向力与水平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。
8、自由大气中，弯曲等压线的情况下，当地转偏向力与水平气压梯度力和惯性离心力三者达到平衡时，空气所作匀速曲线运动所形成的风。
9、地球上各种规模的气流的综合，称为大气环流。
10、指全球范围内带状分布的气压带和风带。
11、由于温度的差异，形成了上空空气自暖地流向冷地，地面自冷地流向暖地的空气环流。这种环流是由于纯热力原因产生的，故称为热力环流。
12、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。
13、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。
14、气流越山后在山的背风坡绝热下沉而形成的干而热的风。
15、在北半球，自由大气层中，风平行于等压线吹，背风而立，高压在右，低压在左。在近地层，背风而立，高压在右后方，低压在左前方；南半球则相反。
二、填空
1、赤道低压带，副热带高压带，副极地低压带，极地高压带，东北信风带，盛行西风带，极地东风带； 2、年，日，强于； 3、水平气压梯度力，地转偏向力，摩擦力，惯性离心力，摩擦力，惯性离心力； 4、谷，陆； 5、来，南。
三、判断
1、错；2、错；3、. 对；4、错；5、对；6、错；7、对；8、错
四、简答
1、按照气压的分布，海平面气压场有五种基本类型：①低气压，即等压线封闭的中心气压低四周气压高的区域，常常带来阴雨天气。②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。③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。④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。⑤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、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、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、旱灾、高山雪崩等。
4、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、由于太阳辐射在地球表面分布不均匀，由此形成高低纬度之间的温度差异，进而导致高低纬度之间的气压梯度力。在气压梯度力的作用下，赤道附近空气受热膨胀上升，在赤道上空空气气流向两极，在北半球，随着纬度增大，地转偏向力也增大，空气运动方向逐渐向右偏转，在30°附近，偏转达90°，空气运动方向折向自西向东与纬圈平行。此时由赤道来的北上气流受阻，空气堆积下沉，使地面形成副高带。此带下沉气流到低空分成南北两支，南支气流在地转偏向力的作用下转变为东北风，补充了赤道上升气流，形成低纬环流圈；北支气流在地转偏向力的作用下墨迹为西南风，在纬度60°的地区遇到由北极向南流的冷空气，被迫沿冷空气向上爬升。上升气流在高空分成南北两支。北支从高空到达北极上空冷却下沉，形成极地高压，补偿北极地区地面流向低纬的气流，形成一个极地环流圈；副极地低压带高空向南流的气流受地转偏向力的作用形成偏东风，并在30°附近下沉，形成一个中纬环流圈。
五、计算
1、 已知山脚时t=20℃， t d =15℃， 山高2500m
当空气块刚开始越山时，按r d 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r m 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r d 增加，到山脚时的气温为
t=5+2500×1/100=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， t d =5℃
U=e/E×100%=8.7/42.5×100%=20.5%
2、根据压高公式可知：
第五章 大气中的水汽
一、名词解释：
1、蒸发；2、植物蒸腾；3、蒸散；4、降水量；5、降水强度；6、辐射雾；7、水分循环。
二、填空题：
1、 低层大气中的水汽，随着高度的升高而。
2、 蒸发量是指一日内由蒸发所消耗的。
3、 相对湿度的日变化与温度的日变化。
4、 使水汽达到过饱和的主要冷却方式有冷却。
5、 空气中水汽含量越多，露点温度越。空气中的水汽达到饱和时，则相对湿度是
三、判断题：
1、 当气温高于露点温度时，饱和差则等于零。
2、 相对湿度在一天中，中午最大，早上最小。
3、 甲地降水相对变率较乙地同时期的相对变率大，说明甲地降水量比乙地多。
4、 形成露时的露点温度在零上，出现霜时的露点温度在零下。
5、 当干燥度小于0、99时，为湿润，大于4为干燥。
四、选择题：
1、 当饱和水汽压为8hPa ，相对湿度为80％，则水汽压为( ) 。
A、6.4hPa ， B 、4.6hPa ， C 、8.0hPa ， D 、4.0hPa
2、当相对湿度为100％时，则( ) 。
A 、气温高于露点，饱和差=0； B 、气温=露点，饱和差大于零；
C、气温=露点，饱和差=0； D 、气温低于露点，饱和差小于零。
3、中午相对湿度变小, 主要因为气温升高，从而使( ) 。
A、e 增大，E 不变； B 、E 比e 更快增大
C 、E 减小，e 更快减小； D 、蒸发量增大，E 降低。
五、简答题：
1、相对湿度的日、年变化规律如何？
2、何谓降水变率？它与旱涝关系如何？
3、在什么条件下容易形成露和霜？为什么？
4、影响蒸发的因子有哪些？如何影响的？
5、形成降水的条件和水汽凝结的条件各为什么？
6、降水按照划分观点不同的种类有哪些？
7、简述人工降水的原理和方法。
8、试述雾的种类及成因
六、计算题：
1、 当饱和差为1hPa ，相对湿度为80％，求饱和水汽压是多少？
2、当气温为15.0℃时，饱和水汽压为17.1hPa ，在气温为26.3℃时，饱和水汽压为34.2hPa ，现测得气温为26.3℃，水汽压为17.1hPa ，试求相对湿度和露点是多少？
3、温度为20℃，水汽压为17、1hPa 的一未饱和气块，从山脚海平处抬升翻越1500m 的高山，求该气块到达山背风坡海平面处的温度和相对湿度，(已知r d =1℃/100米，r m =0.5℃/100米，且温度为10℃，15℃，20℃，25℃时的饱和水汽压分别为12.3，17.1，23.4，31.7hPa ，忽略未饱和气块升降时露点的变化) 。
4、温度为25℃，水汽压为22hPa 的空气块，从迎风坡山脚处向上爬升，已知山高1500米。试求空气块到达山顶处的相对湿度、凝结高度和山顶处的温度。气温为19℃和25℃的饱和水汽压依次是22.0hPa 和31.7hPa ，忽略空气上升时露点的变化。
一、名词解释
1、只要蒸发面上空的水汽压未达到当时温度下的饱和水汽压，就会产生蒸发现象。
2、从植物表面蒸发的大部分水分，是流经植物体内服的水分。这些水分由根毛吸收，通过维管组织到达叶子或其它器官，经过气孔或角质层从植物体散逸到周围空气中。这种经过植物体的水分蒸发过程，叫做植物蒸腾。
3、在有植被的地方，既有土壤蒸发及植物表面截持水分的蒸发。又有植物蒸腾。蒸发与蒸腾之和，称为蒸散。
4、是指天空降落到地面上的液态降水或融化后的固态降水，未经蒸发、渗透和流失而聚积在水平面上的水层深度。
5、是指单位时间内的降水量。其单位为mm/h或mm/d。
6、是由于夜间地面辐射冷却，导致接近地面的空气层冷却降温而形成的雾。
7、水在太阳辐射作用下，由地球水陆表面蒸发变成水汽，水汽在上升和输送过程中遇冷凝结成云，又以降水的形式返回地表，水分进行这种不断的往复过程，叫做水分循环。
二、填空
1、减少； 2、水层厚度； 3、相反； 4、辐射，混合，绝热； 5、高， 100％。
三、判断
1、错， 2、 错， 3、 错， 4、 对， 5、对
四、选择
1、A ； 2、C ； 3、B 。
五、简答
1、相对湿度的日变化与气温日变化相反。最大值出现在凌晨，最小值出现在14～15时。年变化一般是冬季最大，夏季最小。但若受海陆风及季风影响的地方，其日、年变化，有可能与气温相一致。
2、降水变率=降水距平/多年平均降水量×100％。它表示降水量变动情况，变率大，说明该地降水量距平均值的差异大，即降水量有时远远超过多年的平均值，这样就会出现洪涝灾害；相反，有时降水量远远少于平均降水量，则相应会出现严重缺水干旱。
3、在晴朗无风的夜晚，地面和地面物体日辐射冷却而迅速降温；接近地面很薄的气层也随之降温。当下降到露点时，气层中的水汽便达到饱和，再继续降温，多余的水汽就会在地面或地面物体上凝结。若露点高于0℃，则凝结物为水滴，称为露；若露点温度低于0℃，则凝结物为白色的冰晶，称为霜。
4、蒸发的快慢与否受许多因素的影响，其中主要的气象因子有：温度、湿度、风速、气压。道尔顿蒸发定律：q （蒸发速度）=Av （E-e ）/P
（1）温度 温度较高时，液体分子运动的动能愈大，分子愈易脱离液面，因此蒸发愈强。
（2）风速 风速增大，空气的乱流交换增强，带走潮湿空气，带来干燥的新鲜空气，所以风速愈大，蒸发愈强。
（3）气压 气压愈高，密度愈大，能够阻挡水分子脱离蒸发面，即蒸发减弱。（4）湿度 水温一定时，E 为定值，湿度愈小，e 愈小，则E-e 愈大，蒸发速度愈大。
5、水汽凝结的条件：（1）空气中的水汽达到饱和或过饱和；（2）凝结核。
降水形成的条件：水汽条件； （2）垂直运动条件；（3）云滴增长条件。
6、按照降水原因来分：地形雨、对流雨、台风雨、气旋雨。
按照降水性质来分：连续性降水、阵性降水、毛毛雨状降水。
按照降水强度来分：小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨。小雪、中雪、大雪。
7、人工降水就是根据自然降水形成的原理，人为补充某些形成降水的必须条件，促进云滴迅速凝结并与其它云滴碰撞合并而增大形成降水。对于不同的云，需采用不同的催化方法。 目前，在冷云内人工产生冰晶的方法有两种；一种是向冷云中撒播人工冰核，如碘化银、碘化铅等。碘化银等的晶体结构与冰晶相似，具有冰核作用，水汽可以在其表面上直接冻结或凝华，而形成冰晶。另一种方法，是向冷云撒播致冷剂，如干冰等。
暧云的人工降水，是人工提供大水滴，在暖云中撒播吸湿性物质的粉末，如氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化铁等。吸湿后形成溶液，加速凝结增长，很快形成具有碰并能力的大水滴。或直接向暖云喷撒大水滴，催化暖云降水。
8、根据空气冷却降温的方式不同，可将雾分为辐射雾、平流雾、蒸发雾和锋面雾等。最常见的是辐射雾和平流雾。
（l ）辐射雾 是由于夜间地面辐射冷却，导致接近地面的空气层冷却降温而形成的雾。有利于辐射雾形成的条件与形成辐射逆温的条件基本相同，所以辐射雾多形成在近地层的辐射逆温层中。辐射雾出现的水平范围一般不大，垂直厚度也只有数十至数百米。
辐射雾有明显的季节性及日变化，一年中多出现在冬半年，一天中以黄昏、夜晚和清晨最多见。日出后逐渐消散或抬升为层云。
（2）平流雾 是暖湿空气移到冷下垫面上而形成的。如冬季热带气团向高纬寒冷地区移动，海洋气团向寒冷大陆移动，或暖季大陆气团向洋面移动时都会形成平流写。平流雾的范围和厚度广而深，一天中任何时间都可出现，只要有暖湿气流来，平流雾就可持久不散。夜间平流露常因地面辐射冷却而加强，这种由暖湿平流和辐射冷却共同作用而形成的雾，称平流辐射雾。
除辐射雾、平流雾之外，还有冷空气移到暖水面上时，暖水面向冷空气蒸发而形成的蒸发雾又名水烟。常见于河面以及在锋面附近形成的锋面雾等。
六、计算题
1、已知d=E－e =1hpa U = e / E=0.8 则：e = E－1
又(E－1)/E=0.8 ∴E= 5 (hPa)
2、∵ U = e / E×100％，据题意当t =26.3℃，
则：E=34.2hPa， e =17.1hPa
∴U =17.1 / 34.2×100％=50％
又当t=15.0，则E=17.1hPa，此时t=td (露点温度)
3、∵e=17.1hPa 当t =15℃时，
则水汽饱和：E 15 =17.1hPa
凝结高度为：Z d =(20－15) ×100=500米
t2000米=20－(1.0×500/100)－0.5(1500－500)/100=10℃
∴t 山背脚 =10+1×1500/100=25℃
U = e/E×100％ =17.1/31.7×100％=53.9％
4、(1) U = e / E×100％=22.0 / 31.7×100％=69.4％
(2) to =25℃ t d =19℃ r d =1℃/100米 (td －to )/Zd =－rd
凝结高度为：Z d =(to －td )/rd =(25°－19°) /(1℃/100米)=600米
(3) 已知r m =0.5℃/100米
(t山顶 －t d )/(Z－Z d )=－rm
t 山顶 =td －r m (Z－Z d )
=19°－0.5°/100米×(1500－600)
=19°－0.5°/100米×900米
=14.5℃
第七章 气候学基础
一、名词解释：
1、气候；2、气候带；3、气候型；4、干燥度；5、季风。
二、填空题：
1、 我国气候的形成因素是、、。
2、 我国年辐射总量的地理分布是自沿海向内陆。
3、 我国气温日较差随纬度增高而
4、 我国降水变率自沿海向内陆。
5、 毫米年平均等雨量线将我国划分东南半壁湿润区和西北半壁干旱区。
6、 1月份平均温度的0℃、3℃和8℃等温线分别通过我国的、和
7、 我国气候的显著特点是和。
8、 农业气候资源中最主要的有。
9、 高山气候特点之一，是在一定高度范围内降水量随高度增加而。
10、 立夏和芒种之间是
三、判断题：
1、 我国年辐射差额高值区分布在四川、云南一带。
2、 我国温度年较差东部地区大于西部地区。
3、 山地气温高于同高度上的自由大气温度。
4、 我国气温年较差比世界同纬度的地区小。
5、 我国年降水量的地理分布是南方多于北方，西部多于东部。
6、 海南岛东北部是我国年雨量最多的地区
7、 典型季风气候区在亚洲大陆东岸的副热带和暖温带地区。
8、 季风气候的特点是夏季高温多雨、冬季寒冷干燥。
9、 鄂东南和鄂西南之所以年雨量较多是因受地形影响的缘故。
10、 24节气中，惊蛰在3月21日
四、简答题：
1、大陆性气候与海洋性气候的差异。
2、季风气候的主要特点及典型区域。
3、何谓“气候”？它与“天气”一词有什么不同？
参考答案
一、名词解释
1、是指某一地多年间的天气状况和天气现象的综合。既包括平均状态也包括极端状态。
2、在地球上以纬度为标准，划分成几个带状气候区，称为气候带。天文气候带就是以南北回归线（23°27´）和南北极圈（66°33´）为标准划分的气候带。
3、同一气候带内，自然地理环境不同，有大陆、海洋、山地，高原等等，可以形成不同的气候特征，按照这些环境特征进行气候划分，为气候型。
4、。
5、表示大范围地区以一年为周期，低空盛行风向及其所相应的盛行气团和天气气候特点随季节而明显变化的现象。
二、填空
1、辐射因素，下垫面因素，大气环流； 2、. 增加； 3、增大，增大；
4、增大，最大； 5、400； 6、秦岭(淮河) ，长江流域，南岭(桂林) ；
7、季风性显著，大陆性强； 8、太阳辐射，温度，降水；
9、增加； 10、小满，5月21日。
三、判断
1、错； 2、错； 3、对； 4、错； 5、错； 6、错； 7、对； 8、对； 9、对； 10、错。
四、简答
1、海洋性气候特点是夏季凉爽，冬季温和，春温低于秋温，气温日变化和年变化小，相时落后，降水丰沛而且各季分布均匀。大陆性气候特点是夏季炎热，冬季寒冷，气温日较差和年较差大，相时超前，春温高于秋温，降水稀少且集中。
2、季风气候的特点是风向具有明显的季节变化；夏季高温多雨，具有海洋性；冬季寒冷干燥，具有大陆性。第一，雨量集中。第二，降水量的变率大。第三，云量和相对湿度全年以夏季为大。 第四，冬季气温比同纬度低得多。典型气候区在副热带和暖温带的大陆东岸，尤以亚洲东南部为显著。
3、气候是一个地方多年天气状况的综合，既包括多年的平均天气状况，也包括极端或特殊天气状况。
天气是指某地某一瞬间大气状况和大气现象的综合。天气是短期的大气变化，是瞬息万变的，是气候的基础；而气候是长期的天气变化，是稳定少变的，是天气的综合。