大气科学概论2012级期中复习习题

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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

2、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

3、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

4、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，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

5、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。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

6、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10hPa，求虚温，比湿、空气密度和位温。Tv=T(1+0.378e/p)=（273+23）（1+0.378*10/980）=297.1Kq=0.622e/p=0.622*10/980=0.00635g/g=6.35g/kg=P/(RdTv)=98000/(287*297.

7、1)=1.15kg/m3=(273+23)(1000/980)0.286=297.7K2.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

8、=15623J5．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？TLCLPABC（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