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气象学试题
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一、名词解释题：1. 干洁大气：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. 下垫面：指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气层之下的界面。如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等3. 气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。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。 1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是： (1) 、 (2) 、氩和 (3) 。2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4) 。3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (5) 辐射。4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (6) ，夏天比冬天 (7) 。5. ?(8) 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 (9) 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 (10) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (11) 层，这一层上部气温随高度增高而 (12) 。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 (13) 千米。??? 答案： (1)氮? (2)氧? (3)二氧化碳? (4)紫外线? (5)长波? (6)低? (7)低? (8) 水汽? (9)温度? (10)降低 (11)平流 (12)升高? (13)1200 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。 答案：1.对，2.错，3.错，4.对，5.错，6.对，7.对。 1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化？答：大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。植物在太阳辐射的作用下，以二氧化碳和水为原料，合成碳水化合物，因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳；同时，由于生物的呼吸，有机物的分解以及燃烧化石燃料等人类活动，又要产生大量的二氧化碳。这样就存在着消耗和产生二氧化碳的两种过程。一般来说，消耗二氧化碳的光合作用只在白天进行，其速度在大多数地区是夏半年大，冬半年小；而呼吸作用等产生二氧化碳的过程则每时每刻都在进行。所以这两种过程速度的差异在一天之内是不断变化的，在一年中也随季节变化，从而引起二氧化碳浓度的日变化和年变化。
在一天中，从日出开始，随着太阳辐射的增强，植物光合速率不断增大，空气中的二氧化碳浓度也随之不断降低，中午前后，植被上方的二氧化碳浓度达最低值；午后，随着空气温度下降，光合作用减慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗减少；日落后，光合作用停止，而呼吸作用仍在进行，故近地气层中二氧化碳浓度逐渐增大，到第二天日出时达一天的最大值。
在一年中，二氧化碳的浓度也主要受植物光合作用速率的影响。一般来说，植物夏季生长最旺，光合作用最强，秋季最弱。因此二氧化碳浓度秋季最小，春季最大。
此外，由于人类燃烧大量的化石燃料，大量的二氧化碳释放到空气中，因而二氧化碳浓度有逐年增加的趋势。2. 对流层的主要特点是什么？
答：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80%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。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. 二氧化碳的日年化、年变化和长期变化的特点如何？为什么会有这样的变化？3. 为何气象学中将大气中含量并不太大的水汽看作是一种重要的成分？4. 大气在铅直方向上分层的依据是什么？ 5. 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？6. 根据气体的状态方程，说明当一块空气的温度比同高度上周围空气温度高或低时，这块空气在铅直方向上的运动情况。7. 根据状态方程，比较同温同压下干、湿空气密度的差异。1. 辐射：物体以发射电磁波或粒子的形成向
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农业气象学复习题123
第一章大气一、名词解释题： 1. 干洁大气：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. 下垫面：指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气层之下的界面。如地表 面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。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 二、填空题： (说明：在有底线的数字处填上适当内容) 1. 干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是： 氮(1) 、 (2 氧) 、氩和 (3 二氧化碳) 。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4 紫外线) 。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 长波(5) 辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上 (低 6) ， 夏天比冬天 (7 低) 。 5. 水汽(8) 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 温度(9) 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 (1 降低 0) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (1 平流层 1) 层， 这一层上部气温随高度增高而 (1 升高 2) 。 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 (1200) 千米。 答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低 (8) 水汽 (9)温度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判断题： (说明：正确的打“√”，错误的打“×”) 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。√ 答案：1.对，2.错，3.错，4.对，5.错，6.对，7.对。 四、问答题： 2. 对流层的主要特点是什么？ 答：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(1)对流层集中了 80%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。 五、复习思考题： 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. 为何气象学中将大气中含量并不太大的水汽看作是一种重要的成分？ 3. 大气在铅直方向上分层的依据是什么？ 4. 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？2第二章辐射一、名词解释题： 1. 辐射：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. 太阳高度角：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。在一天中，太阳高度角在日出日落时为 0，正午时达最大值。 3. 太阳方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的交角。以正南为 0，从 正南顺时钟向变化为正，逆时针向变化为负，如正东方为－90°，正西方为 90°。 4. 可照时间：从日出到日落之间的时间。 5. 光照时间：可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光照射的时间之和。 6. 太阳常数：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。其值为 1367 瓦?米-2 。 7. 大气质量数：太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气铅直厚度的比值。 8. 直接辐射：以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射。 9. 总辐射：太阳直接辐射和散射辐射之和。 10. 光合有效辐射：绿色植物进行光合作用时，能被叶绿素吸收并参与光化学反应 的太阳辐射光谱成分。 11. 大气逆辐射：大气每时每刻都在向各个方向放射长波辐射，投向地面的大气辐 射，称为大气逆辐射。 12 . 地面有效辐射：地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，即地面净损失的长 波辐射。 13. 地面辐射差额：某时段内，地面吸收的总辐射与放出的有效辐射之差。 二、填空题： 1. 常用的辐射通量密度的单位是 (1) w/m2。 2. 不透明物体的吸收率与反射率之和为 (21) 。 3. 对任何波长的辐射，吸收率都是 1 的物体称为 1(3) 。 4. 当绝对温度升高一倍时，绝对黑体的总辐射能力将增大 (15) 倍。 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 16(5) 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 (0.56) 。 7. 太阳赤纬在春秋分时为 0 (7) ，冬至时为 23du27fen(8) 。 8. 上午 8 时的时角为 -60(9) ，下午 15 时的时角为 45 (10) 。 三、选择题： (说明：在四个答案中，只能选一个正确答案填入空格内。) 1. 短日照植物南种北引，生育期将_____A___。 A. 延长； B.缩短； C. 不变； D.可能延长也可能缩短。 2. 晴朗的天空呈蓝色，是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光____B____较多的结果。 A. 吸收； B. 散射； C. 反射； D.透射。 3. 对光合作用有效的辐射包含在____C____中。 A. 红外线； B. 紫外线； C. 可见光； D. 长波辐射。 4. 在大气中放射辐射能力最强的物质是__D______。 A. 氧； B. 臭氧； C. 氮； D. 水汽、水滴和二氧化碳。35. 当地面有效辐射增大时，夜间地面降温速度将__A__。 A. 加快； B. 减慢； C. 不变； D. 取决于气温。 答案： 1. A； 2. B； 3. C； 4. D； 5. A。 四、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。 F 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。T 3. 时角表示太阳的方位,太阳在正西方时,时角为 90°F。 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。T 5. 白天气温升高主要是因为空气吸收太阳辐射的缘故。F 6. 光合有效辐射只是生理辐射的一部分。T 7. 太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐射。F 8. 地面辐射和大气辐射均为长波辐射。T 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。F 10. 北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值，所以气温较高。F 答案： 1. 错； 2. 对； 3. 错； 4. 对； 5. 错； 6. 对； 7. 错； 8. 对； 9. 错； 10. 错。 五、计算题 1. 任意时刻太阳高度角的计算 根据公式 Sinh＝sinφ sinδ ＋cosφ cosδ cosω 大致分三步进行： (1) 计算时角ω ，以正午时为 0°，上午为负，下午为正，每小时 15°；如以“度”为 单位，其计算式是ω ＝(t－12)×15°其中 t 为以小时为单位的时间；如以“弧度”为 单位，则ω ＝(t－12)×2π /24 建议计算时以角度为单位。 (2) 计算 sinh 值(所需的δ 值可从教材附表 3 中查到， 考试时一般作为已知条件给出)。 (3) 求反正弦函数值 h，即为所求太阳高度角。 例：计算武汉(30°N)在冬至日上午 10 时的太阳高度角。 解：上午 10 时：ω ＝(t－12)×15°＝(10－12)×15°＝－30° 冬至日：δ =－23°27' 武汉纬度：φ =30° ∴sinh = sin30°sin(－23°27')＋cos30°cos(－23°27')cos(－30°)=0.48908 h=29°17' 2. 正午太阳高度角的计算 根据公式： h=90°－φ ＋δ 进行计算；特别应注意当计算结果 h&90°时，应取补角(即用 180°－h 作为太阳高度 角)。 也可根据 h=90°－|φ －δ | 进行计算，就不需考虑取补角的问题(建议用后一公式计算)。还应注意对南半球任何地 区，φ 应取负值；在北半球为冬半年(秋分至春分)时，δ 也取负值。 例 计算当太阳直射 20°S 时(约 11 月 25 日)在 40°S 的正午太阳高度角。 解：已知φ = －40°(在南半球) δ =－20° ∴h=90°－(－40°)+(－20°)=110° 计算结果大于 90°，故取补角， 太阳高度角为：h=180°－110°=70°4也可用上述后一公式直接得 h=90°－|φ －δ | = 90°－|－40°－(－20°)|=70° 3. 计算可照时间 大致分三步： (1) 根据公式： cosω 0 = －tgφ tgδ 计算 cosω 0 的值。 (2) 计算反余弦函数值ω 0 ，得日出时角为－ω 0 ，日落时角为+ω 0 (3) 计算可照时间 2ω 0 /15°(其中ω 0 必须以角度为单位)。 例 计算 11 月 25 日武汉的可照时间。 解：由附表 3 可查得δ =－20°，武汉纬度φ =30° cosω 0 =－tgφ tgδ =－tg30°tg(－20°)=0.210138 ω 0 =77.87° 即：日出时角为－77.87°(相当于真太阳时 6 时 49 分)， 日落时角为 77.87°(相当于真太阳时 17 时 11 分)。 ∴ 可照时间=2ω 0/15°=2×77.87°/15°=10.38 小时 六、问答题： 1. 太阳辐射与地面辐射的异同是什么？ 答： 二者都是以电磁波方式放射能量； 二者波长波不同， 太阳辐射能量主要在 0.15~4 微米，包括紫外线、可见光和红外线，能量最大的波长为 0.48 微米。地面辐射能量主 要在 3~80 微米，为红外线，能量最大的波长在 10 微米附近。二者温度不同，太阳表面 温度为地面的 20 倍，太阳辐射通量密度为地面的 204 倍。 2. 试述正午太北半球阳高度角随纬度和季节的变化规律。 答： 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。 3. 可照时间长短随纬度和季节是如何变化的？ 答：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 &0)时，北极圈 90°+δ 以北 的地区出现极夜，南极圈内同样纬度以南出现极昼。 4. 光照时间长短对不同纬度之间植物的引种有什么影响？ 答：光照长短对植物的发育，特别是对开花有显著的影响。有些植物要求经过一段 较短的白天和较长的黑夜才能开花结果，称短日照植物；有些植物又要求经过一段较长 的白天和较短的黑夜才能开花结果，称长日照植物。前者发育速度随生育期内光照时间 的延长而减慢，后者则相反。对植物的主要生育期(夏半年)来说，随纬度升高光照时间 延长，因而短日照植物南种北引，由于光照时间延长，发育速度将减慢，生育期延长； 北种南引，发育速度因光照时间缩短而加快，生育期将缩短。长日照植物的情况与此相 反。5而另一方面，对一般作物来说，温度升高都会使发育速度加快，温度降低使发育速 度减慢。因此，对长日照植物来说，南种北引，光照时间延长将使发育速度加快，温度 降低又使发育速度减慢，光照与温度的影响互相补偿，使生育期变化不大；北种南引也 有类似的光温互相补偿的作用。所以长日照植物不同纬度间引种较易成功。而对短日照 植物，南种北引，光照和温度的改变都使发育速度减慢，光照影响互相叠加，使生育期 大大延长；而北种南引，光温的变化都使发育速度加快，光温影响也是互相叠加，使生 育期大大缩短，所以短日照植物南北引种一般不易成功。但纬度相近且海拔高度相近的 地区间引种，不论对长日照植物和短日照植物，一般都容易成功。 5. 为什么大气中部分气体成分对地面具有“温室效应”？ 答：大气对太阳短波辐射吸收很少，绝大部分太阳辐射能透过大气而到达地面，使 地面在白天能吸收大量的太阳辐射能而升温。但大气中的部分气体成分，如水汽、二氧 化碳等，都能强烈地吸收地面放射的长波辐射，并向地面发射大气逆辐射，使地面的辐 射能不致于大量逸出太空而散热过多，同时使地面接收的辐射能增大(大气逆辐射)。因 而对地面有增温或保暖效应， 与玻璃温室能让太阳辐射透过而又阻止散热的保温效应相 似，所以这种保暖效应被称为大气的“温室效应”。 6. 什么是地面有效辐射？它的强弱受哪些因子的影响？举例说明在农业生产中的作 用。 答：地面有效辐射是地面放射的长波辐射与地面所吸收的大气逆辐射之差，它表示 地面净损失的长波辐射，其值越大，地面损失热量越多，夜晚降温越快。 影响因子有：(1)地面温度：地面温度越高，放射的长波辐射越多，有效辐射越大。 (2)大气温度：大气温度越高，向地面放射的长波辐射越多，有效辐射越小。(3)云和空 气湿度：由于大气中水汽是放射长波辐射的主要气体，所以水汽、云越多，湿度越大， 大气逆辐射就越大，有效辐射越小。(4)天气状况：晴朗无风的天气条件下，大气逆辐 射减小，地面有效辐射增大。(5)地表性质：地表越粗糙，颜色越深，越潮湿，地面有 效辐射越强。(6)海拔高度：高度增高，大气密度减小，水汽含量降低，使大气逆辐射 减小，有效辐射增大。(7)风速：风速增大能使高层和低层空气混合，在夜间带走近地 层冷空气， 而代之以温度较高的空气， 地面就能从较暖的空气中得到较多的大气逆辐射， 因而使有效辐射减小；而在白天风速增大可使有效辐射转向增大。 举例：因为 夜间地面温度变化决定于地面有效辐射的强弱， 所以早春或晚秋季节夜间地面有效辐射 很强时，引起地面及近地气层急剧降温，可出现霜冻。 7. 试述到达地面的太阳辐射光谱段对植物生育的作用。 答：太阳辐射三个光谱段是紫外线(0.15－0.4 微米)、可见光(0.4－0.76 微米)和 红外线(0.76－4 微米)。紫外线对植物生长发育主要起生化效应，对植物有刺激作用， 能促进种子发芽、果树果实的色素形成，提高蛋白质和维生素含量以及抑制植物徒长和 杀菌作用等。可见光主要起光效应，提供给绿色植物进行光合作用的光能，主要吸收红 橙光区(0.6－0.7 微米)和蓝紫光区(0.4－0.5 微米)。红外线主要起热效应，提供植物 生长的热量，主要吸收波长为 2.0－3.0 微米的红外线。 七、复习思考题： 1. 对 A、B 两灰体，在同样强度的辐射照射下，A 升温快得多，问在移去外界辐射源 后，哪一个降温快？若 A、B 都不是灰体，你的结论还成立吗？ 2. 雪面对太阳辐射的反射率很大(约 0.9)， 对红外辐射的吸收率也很大(可达 0.99)， 由此解释地面积雪时天气特别寒冷的原因。 3. 设灰体的吸收率为 a，试推导其总辐射能力与温度的关系式（提示：将 Kirchhoff 定律与 Stefan－Boltzmann 定律结合起来考虑)。64. 已知太阳表面温度约为 6000K，地球表面温度平均约为 300K，假定太阳表面为绝 对黑体，地球表面为吸收率为 0.9 的灰体，试分别计算太阳和地球表面的总放射能力。 5. 计算武汉(30°N)二分、二至日出、日落时间和可照时间。 6. 试分析正午太阳高度角随纬度和季节的变化规律。 7. 分析可照时间随纬度和季节的变化规律。 8. 当太阳赤纬为 δ 时，在地球上哪些区域分别出现极昼、极夜？ 9. 假如地球自转轴与公转轨道面铅直，地球上还会有季节交替吗？可照时间还会变 化吗？正午太阳高度角随纬度如何变化呢？为什么？ 10. 为何长日照植物大多原产于高纬度地区，而短日植物一般原产于低纬度地区？ 11. 对长日照作物和短日照植物进行南北引种，哪一种更易成功？为什么？ 12. 已知日地平均距离为 1.495×108 公里，太阳直径为 1.392×106 公里，太阳常数 为 1367 瓦?米-2，将太阳视为绝对黑体，忽略宇宙尘埃对太阳辐射的吸收作用，试推算 太阳表面辐射的辐射通量密度、总功率和有效温度。 13. 为何晴天天空常呈尉蓝色？而日出、日落时太阳光盘又呈红色？ 14. 根据水平面太阳直接辐射通量密度的计算式，分析直接辐射的影响因素。 15. 计算武汉(30°N)和北京(40°N)冬至和夏至日晴天真太阳时 10、12 时的太阳直 接辐射通量密度（设透明系数 p=0.8）。 16. 任一坡面上太阳直接辐射通量密度为 Rsb 坡=Rsc?am sinα (其中 α 为太阳光线与坡 面的夹角)，试分别计算武汉冬至和夏至正午时，在坡度为 30°的南坡和北坡上的太阳 辐射通量密度（设透明系数 p=0.8）。 17. 武汉夏至日测得正午水平面上的直接辐射通量密度为 800 瓦?米-2 ，设这一天天 空晴朗，透明系数不变，试计算透明系数和下午 16 时的太阳辐射通量密度。 18. 太阳直接辐射、散射辐射与总辐射各受哪些因素影响？ 19. 晴天直接辐射和散射辐射中光谱能量分布各随太阳高度角如何变化？为什么？ (提示：根据分子散射规律解释)。 20.不同光谱成分的太阳辐射对植物的生命活动有何影响？ 21.地面辐射通量密度如何计算？它受什么因素影响？ 22.何谓大气的“温室效应”？如果大气中水汽含量减少，“温室效应”是增强还是 减弱？为什么（不考虑大气中水汽的凝结物的影响）？ 23. 何谓地面有效辐射？它受哪些因素的影响？ 24. 为何在对流层中，气温随高度的升高而降低？ 25. 何谓地面辐射差额？其日变化和年变化特征如何？ 26. 解释名词：辐射、绝对黑体、灰体、太阳赤纬、太阳高度角、方位角、可照时间、 光照时间、光周期现象、长日照植物、短日照植物、太阳常数、大气透明系数、大气质 量数、总辐射、大气逆辐射、温室效应、地面有效辐射、辐射差额。 第三章 温度一、名词解释题： 1. 温度(气温)日较差：一日中最高温度(气温)与最低温度(气温)之差。 2. 温度(气温)年较差：一年中最热月平均温度(气温)与最冷月平均温度(气温)之 差。 3. 日平均温度：为一日中四次观测温度值之平均。即 T 平均 = (T02＋T08＋T14＋T20)÷4。 4. 候平均温度：为五日平均温度的平均值。 5. 活动温度：高于生物学下限温度的温度。76. 活动积温：生物在某一生育期(或全生育期)中，高于生物学下限温度的日平均 气温的总和。 二、填空题： 1. 空气温度日变化规律是：最高温度出现在 14(1) 时，最低温度出现 日出前后 (2) 时。年变化是最热月在 7(3) ，最冷月在 1(4) 月。 2. 土温日较差，随深度增加而 减小(5) ，极值(即最高，最低值)出现的时间，随 着深度的增加而推迟(6) 。 3. 水的热容量(C)比空气的热容量 (7) 大。水的导热率(λ )比空气 大(8) 。粘土 的热容量比沙土的要 大(9) ，粘土的导热率比沙土 大(10) 。 4. 干松土壤与紧湿土壤相比： C 干松土 &C 紧湿土 ；λ 干松土 &λ 紧湿土 土壤的春季增温和秋季的降温比较：沙土春季升温比粘土快 (11) ，秋季降温，沙土比 粘土 (12)快，沙土温度日较差比粘土要 快(13) 。 5. 土壤温度的日铅直分布的基本型有： 白天为 日射型(14) 型； 夜间为辐射性(15) 型；上午为上午转化型 (16) 型；傍晚为傍晚转换型 (17) 型。 6. 在对流层中， 1000 米的温度为 16.5℃， 若 气温铅直梯度是 0.65℃/百米， 2000 到 米处，温度应是 (10) ℃。 7. 温度的非周期性变化，常由 天气突变和大范围的冷暖空气入侵(19) 而造成。 多发生在春夏 秋冬之交 (20) 季节。 8. 当 rd =1℃/100 米，r =0.9℃/100 米，则此时的大气层结对干空气是稳定 (21) 的。 9. 我国气温日较差，高纬度地区 (22)大 ，低纬度地区 小(23) ，年较差随纬度 的升高而 增大(24) ，且比世界同纬度地区要 大(25) 。 10. 土、气、水温日较差，以土温最大 (26) ，气温 (次之 27) ，水温 最小(28) 。 11. 日平均气温稳定大于 0℃持续日期，称为 农耕期(29) 。 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 51(30) ℃，有效积温为 1(31) ℃。 答案： (1)14 时， (2)日出前后， (3)7 月， (4)1 月， (5)减小， (6)推迟， (7)大， (8)大， (9)大，(10)大，(11)快， (12)快， (13)大， (14)受热型，(15) 放热型， (16)上午转换型， (17)傍晚转换型， (18)10℃， (19)天气突变及大规模 冷暖空气入侵， (20)春夏和秋冬之交，(21)稳定， (22)大， (23)小， (24)增大， (25) 大， (26)最大， (27)其次，(28)最小， (29)农耕期， (30)51℃， (31)1℃。 三、判断题： 1. 对流层中气温随高度升高而升高。F 2. 我国气温的日较差，年较差都是随纬度升高而升高。T 3. 寒冷时期，灌水保温，是因为水的热容量大。T 4. 紧湿土壤，春季升温和秋季降温均比干松土壤要慢。T 5. 干绝热直减率：rd =0.5℃/100 米；湿绝热直减率：rm=1.0℃/100 米。F 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。F 7. 日平均气温大于 5℃的日期越长，表示农耕期越长。F 8. 气温随高度升高而升高的气层，称为逆温层。T 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。F 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。F811. 地面辐射差额最大时，地面温度最高。F 答案： 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( ) 。 ①清晨转换型 ②正午受热(日射)型 ③夜间放热(辐射)型 ④傍晚转换型 2. 地面温度最高时，则是( )时。 ①地面热量收支差额等于零 ②地面热量收支差额小于零 ③地面热量收支差额大于零 ④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( )。 ①白天升高慢，夜间降温快 ②白天升高快，夜间降温慢 ③白天和夜间，升温、降温都快 ④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( )。 ①日较差，年较差均减小 ②日较差、年较差均增大 ③年较差增大，日较差减小 ④日较差增大，年较差减小 答案： 1.③； 2.①； 3.④； 4.②。 五、简答题： 1. 地面最高温度为什么出现在午后(13 时左右)？ 答：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. 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。 答：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.试述我国气温日较差和年较差随纬度的变化特点、以及海陆对它的影响。 答：在我国气温的日较差和年较差均是随纬度升高而升高，且我国气温的年较差比 其它同纬度地区要大，因为我国的大陆性强。另外，由海洋面上―沿海地区―内陆地区 气温的日、年较差均依次增大，这是因为水、陆热特性差异而造成的。 4. 试比较沙土和粘土、干松土壤和紧湿土壤温度变化的特点及其成因。9答：沙土和干松土在白天或增温季节，升温比粘土、紧湿土壤要快；在夜间或降温 季节沙土和干松土降温比粘土和紧湿土也快。 结果沙土和干松土的温度日较差比粘土和 紧湿土的日较差大。这是因为沙土和干松土中空气较多，粘土和紧湿土中水分较多，而 空气的热容量和导热率比水的要小的缘故。 5. 试述气温非周期性变化的原因及主要季节 答：主要是由于大规模冷暖空气的入侵引起天气的突变所造成，如晴天突然转阴或 阴天骤然转晴。主要发生在过渡季节，如春夏或秋冬之交最为显著。 6. 空气块在作上升运动时会降温的原因是什么？ 空气块作上升运动是绝热过程。当上升运动时，因周围气压降低，气块体积膨胀， 以维持与外界平衡，对外作功，消耗能量。因为是绝热过程，所消耗的能量只能取自气 块本身，所以温度降低。 六、论述题： 1. 试述土温、水温和气温三者变化特征的异同。 三者温度日变化特征相似，都是一高一低型。温度日较差土面最大，水面最小，空 气居中。极值出现时间土面最早，水面最迟，空气居中。三者温度年变化，在中高纬度 地区，均为一高一低型。年较差土面最大，水面最小，空气居中。极值出现时间土面和 空气相似，水面落后二者约一个月。三者随深度(高度)和纬度的变化，随深度(高度)增 加白天土温(气温)温度降低，夜间则增高、日较差和年较差变小、极值出现时间推迟； 随纬度增高日较差变小、年较差变大。水温随深度和纬度变化与土温相似，只是变化缓 和，极值出现时间更加推迟。 2. 试述辐射逆温、平流逆温的成因，并举例说明逆温在农业生产中的意义。 成因：辐射逆温是在晴朗无风或微风的夜间，因地面有效辐射强烈而冷却，使近地 气层随之降温，形成自地面向上随高度增加而增温的逆温现象。平流逆温是暖空气平流 到冷的地面上，由于空气下层受冷地面影响而降温，形成自下而上随高度增加而增温的 逆温现象。意义：逆温层的层结稳定，抑制铅直对流的发展，可利用逆温层出现时间进 行喷洒农药防治虫害，施放烟雾防御霜冻，或进行叶面施肥等。冬季山区谷地或盆地因 地形闭塞、夜间冷空气下沉常出现自谷底向上的逆温层，山坡处存在一个温度相对高的 暖带，此带霜期短，生长期相对较长，越冬安全，有利于喜温怕冻的果树和作物越冬， 是开发利用山区农业气候资源的重要方面。 逆温对于空气污染的严重地方却有加重危害 的作用。 3. 试述“积温学说”的内容和积温在农业生产中的应用及其局限性。 答：“积温学说”认为作物在其它因子都得到基本满足时，在一定的温度范围内， 温度与生长发育速度成正相关，而且只有当温度累积到一定总和时，才能完成其发育周 期，这个温度的总和称为积温。它反映了作物在完成某一发育期或全生育期对热能的总 要求。 应用方面：①用活动积温作为作物要求的热量指标，为耕作制度的改革、引种和品 种推广提供科学依据。②用有效积温等作为作物的需热指标，为引种和品种推广提供重 要科学依据。③应用有效积温作为预报物候期和病虫害发生期的依据，等等。 局限性：积温学说是理论化的经济方法。事实上在自然条件下作物的发育速度是多 因子综合作用的结果。 如作物的发育速度不单纯与温度有关， 还与光照时间、 辐射强度、 作物三基点温度和栽培技术条件等因子有关。10七、计算题： 1. 某地在 200 米处气温为 19.9℃，在 1300 米处气温为 7.8℃。试求 200～1300 米 气层中干空气块的大气稳定度。 解：据题意先求出γ ：γ ＝(19.9－7.8)/()＝1.1/100 米 再进行比较判断：γ d ＝1℃/100 米 γ &γ d ∴在 200～1300 米的气层中，对干空气块是不稳定状态。 2. 某作物从出苗到开花需一定有效积温，其生物学下限温度为 10℃，它在日均气 温为 25℃的条件下，从出苗到开花需要 50 天。今年该作物 5 月 1 日出苗，据预报 5 月 平均气温为 20.0℃， 月平均气温为 30.0℃， 6 试求该作物何月何日开花？所需活动积温 及有效积温各是多少？ 解：(1) 求某作物所需有效积温(A)： 由公式 n=A/(T－B) 得：A=n(T－B) 则 A=(25℃－10℃)×50=750℃ (2) 求开花期： 5 月份有效积温为： A5 = (20℃ －10℃ )×31=310℃ 从五月底至开花还需有效积温：750－310=440℃ 还需天数 n = 440 / (30－10)=22 天，即 6 月 22 日开花 (3) 求活动积温与有效积温： 活动积温=20℃×31＋30℃×22=1280℃ 有效积温=750℃ 答：该作物于 6 月 22 日开花，所需要的活动积温和有效积温分别为 1280℃和 750℃。 3. 育种过程中，对作物进行杂交，要求两亲本花期相遇，已知杂交品种由播种到 开花， 母本不育系和父本恢复系各要求大于 10℃的有效积温分别为 765℃和 1350℃， 试 问父本播种后，母本何时播种为宜？已知父本播种后，天气预报日平均温度为 25℃。 解：A 母 =765℃， A 父 =1350℃， T=25℃， B=10℃ n＝(A 父 －A 母 )/(T－B) =()/(25－10)=585/15=39 天 答：父本播种后 39 天母本播种。 4. 某作物品种 5 月 1 日出苗，7 月 31 日成熟。其生物学下限温度为 10℃，这期间 各月平均温度如下表。试求全生育期的活动积温和有效积温。 月 份 5 6 7 月平均温度(℃) 21.3 25.7 28.8 解：已知：t5 =21.3℃，n=31 天，t6 =25.7℃，n=30 天，t7 =28.8℃， n=31 天， B=10℃ (1) Y=Σ t≥10 =n1 t1 ＋n2 t2 ＋n3 t3 =31×21.3＋30×25.7＋31×28.8=2324.1℃ (2) A=Σ (T－B) =n1 (t1 －B)＋n2 (t2 －B)＋n3 (t3 －B)=31×11.3＋30×15.7＋ 31×18.8=1404.1℃ 答：活动积温和有效积温分别为 2324.1℃和 1404.1℃。 5. 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？ 解：已知 Z1 =200 米， Z2 =1200 米， t1 =20℃ r=0.65℃/100 米 rd =1℃/100 米11设 1200 米处气温为 t2 ， 气块下沉至地面时的温度为 t。 (1) (t2 －t1 )/(Z2 －Z1 )=－r t2 =t1 －r(Z2 －Z1 )=20°－0.65℃/100 米×()米=13.5℃ (2) (t2 －to )/Z2 =rd to =t2 +rd Z2 =13.5℃＋1℃/100 米×1200 米=25.5℃ 答：离地面 1200 米高处的气温为 13.5℃；气块下沉至地面时的温度为 25.5℃。 6. 某水稻品种 5 月 25 日开始幼穗分化，从幼穗分化到抽穗的有效积温为 242℃， 生物学下限温度为 11.5℃，天气预报 5 月下旬至 6 月中旬平均温度为 22.5℃，试问抽 穗日期是何时？ 解：已知 A=242℃， T=22.5℃， B=11.5℃ n=A/(T－B)=242 / (22.5－11.5)=242 / 11=22 (天) 答：6 月 16 日抽穗。 八、复习思考题： 1. 土壤的热容量主要由什么决定？为什么？ 2. 何谓导热率？它表示什么意义？ 3. 土壤导热率随土壤湿度如何变化？ 4. 何谓导温率？它表示什么物理意义？ 5. 土壤导温率随土壤湿度如何变化？为什么？ 6. 表示温度周期性变化的特征量有哪些？如何计算？ 7. 一天中地面最高和最低温度各出现在什么时候？为何最高温度一般不出现在正 午？ 8. 土中温度的变化特征是什么？为何年温不变层深度大于日温不变层深度？ 9. 已知某地温度日较差为 32℃，而 10cm 深处日较差为 10.1℃，求日温不变层(日较 差&0.1℃)的深度。如该地的地面温度年较差为 40℃，求年温不变层深度。 10. 水体的热交换特性有哪些？这些特性对水温的变化有什么影响？ 11. 纬度对气温日较差和年较差有什么影响？为什么？ 12. 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？ 13. 为何气块作上升运动时温度会下降？为何饱和湿空气上升时降温比干空气慢？ 14. 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？ 15. 何谓逆温？在什么条件下可出现逆温？逆温在农业上有什么意义？ 16. 何谓大气稳定度？如何判断大气的稳定度？ 17. 试分析晴天条件下大气稳定度的日变化情况， 由分析结果解释夏天雷阵雨常出现 在午后的原因。 18. 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。 19. 某种植物从出苗到开花所需的有效积温是一定的， 它在日均温恒为 20℃的条件下 从出苗到开花时间为 100 天，而在 18℃时为 125 天。如果让这种植物在 25℃条件下生 长 50 天，然后转移至 20℃的条件下栽培，问该植物从出苗到开花共需多少天？其生物 学零度为多少？ 20. 为什么对同一植物的同一发育期，积温也存在不稳定性？ 21. 解释名词：热容量、导热率、导温率、活动层、活动面、年较差、逆温、乱流、 活动温度、有效积温、干绝热直减率、湿绝热直减率。 第四章 水分一、名词解释题： 1. 饱和水汽压(E)：空气中水汽达到饱和时的水汽压。122. 相对湿度(U)：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比。 3. 饱和差(d)：同温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。 4. 露点温度(td )：在气压和水汽含量不变时，降低温度使空气达到饱和时的温度。 5. 降水量：从大气中降落到地面，未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积累的水 层厚度。 6. 干燥度：为水面可能蒸发量与同期内降水量之比。 7. 农田蒸散：为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。 8. 降水距平：是指某地实际降水量与多年同期平均降水量之差。 9. 降水变率=降水距平/多年平均降水量×100％ 10. 辐射雾：夜间由于地面和近地气层辐射冷却，致使空气温度降低至露点以下所 形成的雾。 二、填空题： 1. 低层大气中的水汽，随着高度的升高而 减少(1) 。 2. 蒸发量是指一日内由蒸发所消耗的 (2)水层厚度 。 3. 相对湿度的日变化与温度的日变化 (3) 相反。 4. 使水汽达到过饱和的主要冷却方式有 辐射(4) 冷却、接触冷却、 绝热(5) 冷 却和 (6)混合 冷却。 5. 空气中水汽含量越多，露点温度越 (7)高。空气中的水汽达到饱和时，则相对 湿度是 (8)100% 。 答案： (1)减少， (2)水层厚度， (3)相反， (4)辐射， (5)混合， (6)绝热， (7)高， (8)100％。 三、判断题： 1. 当气温高于露点温度时，饱和差则等于零。F 2. 相对湿度在一天中，中午最大，早上最小。F 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。F 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。T 5. 当干燥度小于 0.99 时，为湿润，大于 4 为干燥。T 答案： 1. 错， 2. 错， 3. 错， 4. 对， 5. 对。 四、选择题： 1. 当饱和水汽压为 8hPa，相对湿度为 80％，则水汽压为( ①6.4hPa， ②4.6hPa， ③8.0hPa， ④4.0hPa 2. 当相对湿度为 100％时，则( )。 ①气温高于露点，饱和差=0； ②气温=露点，饱和差大于零； ③气温=露点，饱和差=0； ④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( )。 ①e 增大，E 不变； ②E 比 e 更快增大 ③E 减小，e 更快减小； ④蒸发量增大，E 降低。 答案： 1.①； 2.③； 3.②。 五、简答题： 1. 何谓降水变率？它与旱涝关系如何？13)。答：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。 2. 相对湿度的日、年变化规律如何？ 答：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。 3. 影响农田蒸散的主要因子是什么？ 答：有三方面：(1)气象因子。包括辐射差额、温度、湿度和风等； (2)植物因子。 包括植物覆盖度、植物种类、生育状况等； (3)土壤因子。包括土壤通气状况、土壤含 水量、土壤水的流动情况等。 六、论述题： 1. 试述雾的种类及成因，并分析雾在农业生产中的意义 答：雾的种类：辐射雾：夜间地面和近地面气层，因辐射冷却，使空气温度降低至 露点温度以下而形成的雾。平流雾：当暖湿空气流经冷的下垫面而逐渐冷却，使空气温 度降低到露点温度以下而形成的雾。雾在农业生产中的意义：不利方面：雾削弱了到达 地面的太阳辐射，使日照时间减少，改变光质成分； 雾 影响了土温和气温日较差，使 日较差变小；雾使空气湿度增大，减弱农田蒸散。对作物生长发育、光合作用、产量和 品质等均产生不利影响。此外，雾为病虫害提供滋生和发展条件。有利方面：在寒冷季 节，雾 可减弱地面有效辐射，减轻或避免作物的冻害；雾 对于以茎、叶为主要经济价 值的作物有利，如茶、麻等，可还延长营养生长期而提高产量。 七、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？ 解：已知 d=E－e =1hpa U = e / E=0.8 则：e = E－1 又(E－1)/E=0.8 ∴E= 5 (hPa) 答：饱和水汽压为 5hPa。 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？ 解：∵ 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) 答：相对湿度为 50％，露点温度为 15℃。 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 rd =1℃/100 米， rm=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)。 解：∵e=17.1hPa 当 t =15℃时， 则水汽饱和：E15 =17.1hPa 凝结高度为：Zd =(20－15)×100=500 米 t2000 米=20－(1.0×500/100)－0.5()/100=10℃ ∴t 山背脚 =10+1×℃14U = e/E×100％ =12.3/31.7×100％=39％ 答：背风坡海平面上的气温为 25℃，相对湿度为 39%。 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凝结高度、山顶处的温度和相对湿度。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。 解：（1） to =25℃ td =19℃ rd =1℃/100 米 (td －to )/Zd =－rd 凝结高度为：Zd =(to －td )/rd =(25°－19°) /(1℃/100 米)=600 米 (2) 已知 rm =0.5℃/100 米 (t 山顶 －td )/(Z－Zd )=－rm t 山顶 =td －rm (Z－Zd ) =19°－0.5°/100 米×() =19°－0.5°/100 米×900 米 14.5℃ （3）因气块到达山顶时水汽是饱和的，所以相对湿度 r=100% 5. 某地夏季(6－8 月)各月降水量及平均温度资料如下表： 月 份 6 7 8 降水量(毫米) 209.5 156.2 119.4 平均温度(℃) 25.7 28.8 28.3 试求夏季干燥度，并说明其干湿状况。 解： K=0.16∑T≥10 / R =0.16(30×25.7+31×28.8+31×28.3)÷(209.5+156.2+119.4) =0.16×(771+892.8+877.3)/(209.5+156.2+119.4) =(0.16×2541.1) / 485.1=0.84 K&0.99 故为湿润状态。 八、复习思考题： 1. 试推导用水汽压计算露点温度的公式。 2. 简述各种湿度特征量的定义和表示的意义。 3. 总结归纳各种湿度特征量的换算方法。 4. 水分子数一定的空气块作绝热上升运动时，各湿度特征量如何变化？为什么？ 5. 在气温为 15.0℃时，测得水汽压为 13.4hPa，气压为 1010.0 hPa，试求比湿、相 对湿度、饱和差和露点温度。 6. 开水杯上和夏天冰块周围均可出现水汽凝结成的水雾，试分析这两种现象形成的 原因并比较其形成过程的异同点。 7. 简述水汽压、相对湿度的日变化、年变化特征和原因。 8. 某日气温为 20.0℃， 水温为 18.0℃， 相对湿度为 70%， 水面蒸发速率为 2.1mm/日， 如果次日水温升为 20.0℃，其它条件不变，则水面蒸发速率变为多少？ 9. 土壤中的水分是通过哪些方式蒸发的？试针对这些方式提出保墒措施。 10. 在什么条件下容易形成露和霜？为什么？ 11. 某日晨最低气温 tm ＝10℃，露点 td ＝9℃，据预报次日晨 tm ＝8℃，td 不变， 试估计次日晨是否有雾？如有的话可能是什么雾？为什么？ 12. 降水是如何形成的？为什么在云中， 冰水共存或大小水滴共存时有利于降水的形 成？ 13. 简述人工降水的原理和方法。 14. 降水变率的意义是什么？为什么降水变率大的地区易发生旱涝？ 15. 一团温度为 15℃，相对湿度为 80%的空气块，从海平面处开始翻越一座 2000 米 高的山脉，忽略饱和前水汽压的变化，求迎风坡的云高和山顶处的水汽压。1516. 解释名词：水汽压、比湿、相对湿度、饱和差、露点温度、农田蒸散、平流雾、 降水量、降水距平、降水相对变率、干燥度、水分利用率、蒸腾系数。 第五章 气压和风一、名词解释题： 低气压：又称气旋，是中心气压低，四周气压高的闭合气压系统。 高气压：又称反气旋，是中心气压高，四周气压低的闭合气压系统。 地转风：当地转偏向力与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。 季风：大范围地区的盛行风向随季节而改变的风，其中 1 月和 7 月风向变换需在 120°以上。 海陆风：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。 山谷风：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。 焚风：气流越山后在山的背风坡绝热下沉而形成的干而热的风。 标准大气压：温度为 0℃，在纬度 45°的海平面上的大气压力，其值为 1013.2hPa。 二、填空题： 1. 按照三圈环流理论， 北半球有赤道低压带 副热带高压带 副极地低压带 极地的 高压带 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 四个气压带和 东北信风 盛行西风 (5) 、 极地 东风(6) 、 (7) 三个风带。 2. 季风以 (8 年) 为周期，海陆风以 (9)日 为周期，且海风 强于(10) 陆风。 3. 作用于空气运动的力有 水平气压梯度力 水平地转偏向力 惯性离心力 摩擦力 (11) 、 (12) 、 (13) 和 (14) ；其中在高层大气中， (15 摩擦力) 力可以忽略；而 空气作直线运动时， 惯性离心力(16) 力可以忽略。 4. 白天， 由山谷吹向山坡的风是 谷(17) 风， 夜晚， 由陆地吹向海洋的风是 陆(18) 风。 5. 风向规定为风的来 (19) 向，由南向北运动的空气，风向为 南(20) 。 答案：(1)赤道低压带， (2)副热带高压带， (3)副极地低压带， (4)极地高压带，(5) 东北信风带， (6)盛行西风带， (7)极地东风带，(8)年， (9)日， (10)强于，(11)水 平气压梯度力， (12)地转偏向力， (13)摩擦力， (14)惯性离心力， (15)摩擦力， (16) 惯性离心力， (17)谷， (18)陆， (19)来， (20)南 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。F 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。F 3. 高大山体的迎风坡，云雾往往比背风坡多。T 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。F 5. 在山区的山谷风，夜间由山坡吹向山谷。T 6. 一团湿空气从海平面沿一山坡上升，其温度必然会升高。F 7. 海陆风以日为周期，白天风由海洋吹向陆地，晚上相反。T 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。F 答案：1.错，2.错，3.对，4.错，5.对，6.错，7.对，8.错16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？ 答：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. 海陆风的成因。 答：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. 为什么高大山体的迎风坡多云雨？ 答：由于空气受高大山体阻碍，沿着迎风坡绝热上升，按干绝热规律降温；到一定 高度(凝结高度)时， 空气达到饱和状态， 然后按湿绝热规律上升降温， 空气中水汽凝结， 成云致雨。故迎风坡多云雨。 4. 比较季风与海陆风的异同。 答：季风与海陆风的比较可从下表中得到明显反映。 成 因 范 围 周期 强 度 关 系 季 风 ①冬夏海陆热 夏季风类似于海风 特性的差异 距沿海几 年 东亚季风是 冬季风类似于陆风 ②行星风带的 百至上千 冬季风强于 季节性位移 公里 夏季风 海陆风 日夜海陆热特 仅距沿海 日 海风强于陆 性的差异 几十公里 风 5. 分析焚风成因及其对农业生产有何影响？ 答：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。 6. 何谓大气活动中心？影响我国的有哪些？ 答： 由三圈环流模式所导出的地球表面的气压带和行星风带的分布均未考虑地表物 理状况的影响。由于地球表面海陆性质的差异，气压带和风带发生断裂，形成性质各异 的一个个气压中心，这些中心统称为大气活动中心。影响我国的大气活动中心夏半年有 北太平洋高压和印度低压，冬半年有蒙古高压和阿留申低压。 五、综合论述题： 1. 试述东亚季风和南亚季风的形成过程和成因。 答： 东亚季风和南亚季风虽然都出现在欧亚大陆上， 但其形成原因和过程是不同的。 东亚季风是由海陆间热力差异形成的。东亚位于世界上最大的大陆欧亚大陆的东部，东17邻世界上最大的海洋太平洋。夏季大陆增暖快于海洋，陆地上气温比海洋上高，气压较 海洋上低，陆地上为印度低压，海洋上为北太平洋高压，气压梯度由海洋指向陆地，形 成了由海洋吹向陆地的夏季风，带来高温、多雨天气。冬季陆地上降温快于海洋，陆地 上温度低，气压高，为蒙古高压，海洋上为阿留申低压，气流由陆地吹向海洋，形成了 寒冷干燥的冬季风。东亚的特殊海陆分布使它成为世界上季风最发达、最明显的地区之 一。南亚季风是由行星风带的季节性位移造成的。冬季南亚为东北信风区，夏季，赤道 低压带北移，南半球的东南信风越过赤道后变成西南风，影响南亚地区。由于东北信风 来自干燥的高纬内陆，吹冬季风期间就成为南亚的旱季，而西南风(即夏季风)来自低纬 广大的海洋上，高温高湿，它的到来即标志着南亚雨季的开始。 2. 实际大气中的风是在哪几种力作用下产生的？各自所起的作用如何？ 答：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。 六、计算题： 1. 一登山运动员，从海拔 500m，气温为 25℃处开始登山。当他到达高度 Z1 处时， 气压比出发时减少了 1/5，气温为 13℃。他继续往上走，到 Z2 处时，气压比 Z1 处又减 少了 1/5，气温为-1℃。试问 Z1 、Z2 处的海拔高度各为多少？ 解：已知开始登山时 Z0 =500m， t0 =25℃， 到 Z1 高度 t1 =13℃，Z2 处 t2 =-1℃ 设开始登山时的气压为 P0， 则 Z1 处气压 P1 =(1-1/5)P0=4/5Po， Z2 处气压为 P2 =4/5P1 由拉普拉斯压高公式得： Z1 -Zo =18400(1+α tm)1gP0 /P1 Z1 =500+/273×(25+3)/2]1g[P0 /(4/5P0 )] =2407m Z2 =[1+1/273×(13-1)/2]1g[P1 /(4/5P1 )] =4229m 答：Z1 、Z2 处的海拔高度分别为 2407m 和 4229m。 2. 一块温度为 20℃、 露点温度为 15℃的空气从海平面开始翻越一座 2500m 的高山， 忽略空气作绝热变化时露点温度的变化， 试计算该空气块翻山后到达背风坡海平面时的 温度、露点温度和相对湿度(取湿绝热直减率 rm=0.5℃/100m)。 解：已知山脚时 t=20℃， td=15℃， 山高 2500m 当空气块刚开始越山时，按 rd 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。18由 500m 向上，按 rm 上升， 到山顶时的气温为 t=15-()×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： =Et=5 =8.7hPa e 空气块下降时，气温按 rd 增加，到山脚时的气温为 t=5+=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， td=5℃ U=e/E×100%=8.7/42.5×100%=20.5% 答：到山脚时的温度、露点温度、相对湿度分别为 30℃，5℃和 20.5%。 复习思考题： 1. 试计算一个表面积为 1.7m2 的成人在海平面(气压为 1013hPa)所受到的大气压 力，这个压力为何不会把人压垮？ 2. 在某山脚处测得气压为 1013hPa，气温为 19℃，山顶处气压为 880hPa，气温为 12℃，求山的高度。 3. 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？ 4. 设在 45°N 附近 700hPa 高度上气温为 0℃，等压线为东西向的平行直线，气压 南高北低，梯度为 0.01hPa/km，若不考虑摩擦力的影响，试求风向风速。 5. 风与等压线的交角是陆上大还是海上大？为什么？试由结论解释为何高气压和 低气压在海上生存的时间比陆上长。 6. 大气环流形成的根本原因是什么？为什么说太阳辐射是大气环流的唯一能源？ 7. 三圈环流是如何形成的？ 8. 为什么会形成大气活动中心？北半球有哪些大气活动中心？ 9. 季风是如何形成的？为何我国东部为典型的季风区？ 10. 试比较季风、海陆风和山谷风形成过程的异同点。 13. 一团气温为 30℃， 露点温度为 25℃的气块从海平面开始翻越一座 3000m 的高山， 凝结产生的水滴都降落在迎风坡，试计算翻山后气块到达海平面时的气温和相对湿度 (忽略未饱和空气作垂直运动时水汽压的变化)。 14. 形成焚风的条件是什么？形成焚风时气温升高所需的能量是从哪里来的？ 15. 解释名词：等压线、地转偏向力、地转风、风压定律、季风、山谷风、海陆风、 焚风。 *注：题号带*的题目仅供有兴趣的同学选做。第六章天气一、名词解释题： 1. 天气：一定地区短时间内各种气象要素的综合所决定的大气状态。 2. 天气过程：各种天气系统随时间和空间的变化过程。 3. 气团：大范围内水平方向上各种物理属性比较均匀，铅直方向上变化比较一致的 大块空气。 4. 暖锋：由暖气团推动冷气团并向冷气团一方移动的锋。 5. 冷锋：由冷气团推动暖气团并向暖气团一方移动的锋。 6. 静止锋：当冷暖气团相遇时，势均力敌，或由于地形的阻滞作用，移动缓慢或 在原地来回摆动的锋。197. 气旋：又称低压，是一个中心气压低，四周气压高的空气涡旋。在北半球，气 旋内气流反时针自外向内辐合。 8. 反气旋：又称高压，是一个中心气压高，四周气压低的空气涡旋。在北半球， 反气旋内气流顺时针自内向外辐散。 9. 霜冻：在作物生长季节里，由于土壤表面、植物表面以及近地表气层的温度降 低到 0℃以下，引起作物遭受的冻害。 10. 平流霜冻：由于寒潮或较强冷空气入侵而出现的霜冻。 11. 寒露风：我国南方双季晚稻抽穗开花时所遇到的低温冷害天气。 12. 寒潮：是指势力强大的冷高压南下，使所到之处产生剧烈降温、冻害和偏北大 风的天气过程。国家气象局对寒潮的一般定量标准：一次冷空气入侵，使该地气温在 24 小时内下降 10℃以上，同时最低温度在 5℃以下。 13. 干旱：是指在农业技术水平不高的条件下，作物需水量与土壤供水量在相当长 时间内失去平衡，使作物生长发育受到危害，造成产量下降的灾害性天气。 14. 干热风：是指高温、低湿，并伴有一定风力的大气干旱。 15. 梅雨：平均每年 6 月上旬至 7 月中旬，我国宜昌以东的江淮地区，出现的阴雨 连绵天气，此时正值江淮梅子成熟，故称这时期的降水为梅雨。 二、填空题： 1. 一气团移往某地后，本身温度逐渐升高，这个气团被称为 (1)冷 气团。冬季影 响我国的主要气团是 (2 极地大陆气团) 、 热带海洋气团(3) ， 夏季除此之外还有 (热 带大陆气团 4) 、 (5 赤道气团) 。 2. 在 (6)高压 系统长期稳定控制下易发生干旱。按季节划分，长江中下游的干旱 主要有 秋旱(7) 和 伏旱(8) 。 3. 我国寒潮的标准是：一次冷空气入侵，使当地气温在 24 小时内下降 10(9) 以 上，同时最低温度在 (10)5 以下。寒潮的主要特点是 大风(11) 和 降温(12) 。 4. 按成因，霜冻分为 辐射(13) 、平流 (14) 和 混合(15) 三类，每年的终霜冻 是 春(16) 季的 (17)末 次霜冻。 5. 影响我国东南沿海的台风，主要取 (18)西移 、 西北(19) 和 (抛物线 20) 路 径。 6. 长江中下游(或湖北省)梅雨出现时间一般在 6 月上旬到七月中旬(21) ， 副高脊 线位于 (22)25 °N 附近，梅雨区出现在副高的 (23) 西北侧。 7. 干热风的主要特征是 高温(24) ， (25)低湿 并伴有 一定风力(26) 的大气干 旱。危害华中地区的主要是 盛夏干热风(27) ，危害华北的是初夏干热风 (28) 。 8. 静止锋的形成是因暖气团 (29) 和 (30)冷气团 相遇时势均力敌，或受 地形 (31) 阻滞， 而使锋面在原地少动或来回摆动， 产生降水的时间 长(32) ， 范围 广(33) 。 9. 在北半球中纬度地区，高空槽、脊移动方向是自 (西 34) 向东 (35) ，槽前脊 后盛吹 (36 西南) 风，附近有 上升(37) 气流，天气多 (38)阴 。 10. 台风的天气区由 台风眼区 39) ， (40 涡旋区) ， 外围大风(41) 三部分组成， 其中 (42) 天气最恶劣。 答案：(1)冷，(2)极地大陆气团，(3)热带海洋气团，(4)热带大陆气团，(5)赤道 气团，(6)高压，(7)伏旱，(8)秋旱，(9)10℃， (10)5℃，(11)大风，(12)降温， (13)辐射霜冻，(14)平流霜冻，(15)混合霜冻， (16)春，(17)末，(18)西移路径， (19)西北路径，(20)抛物线，(21)6 月上旬-7 月上旬，(22)25，(23)西北侧，(24)高温， (25)低湿，(26)一定风力，(27)盛夏干热风，(28)初夏干热风，(29)暖气团，(30)冷气 团，(31)地形，(32)长，(33)广，(34)西，(35)东，(36)西南，(37)上升，(38)阴 雨， (39)台风眼区，(40)涡旋区，(41)外围大风区，(42)涡旋区20三、判断题： 1. 在北半球，高气压系统中的气流是逆时针辐散的，对应为晴好天气。F 2. 出现霜时必定有霜冻，而出现霜冻时不一定有霜。F 3. 低压与气旋是同一种天气系统的不同名称。T 4. 气团是在气旋、反气旋等天气系统长期控制下形成的。F 5. 切变线是指在 850hPa 或 700hPa 高空，温度出现的不连续线。F 答案： 1.错， 2.错， 3.对， 4.错， 5.错 四、选择题： 1. 霜期是指____这一阶段之间的日期。 A.秋季第一次出现霜到年内的最后一次出现霜， B.春季最后一次出现霜到秋季第一次出现霜 C.秋季第一次出现霜到第二年春季最后一次出现霜 D.上半年第一次出现霜到下半年最后一次出现霜 2. 冬季影响我国大部分地区的主要气压系统是____。 A. 蒙古高压和印度低压 B. 蒙古高压和阿留申低压； C. 太平洋副热带高压和阿留申低压； D. 太平洋副热带高压和印度低压； 3. 下列地区中，____是既多秋雨又多梅雨的地区。 A. 四川盆地 B. 华南沿海 C. 两湖地区 D. 长江下游 4. 湖北省秋季出现秋高气爽天气时，地面和高空分别受____控制。 A. 极地大陆气团和热带大陆气团 B. 极地大陆气团和热带海洋气团 C. 赤道海洋气团和热带海洋气团 D. 热带海洋气团和极地大陆气团 5. ____的天气有利于夜间辐射霜冻的形成。 A. 晴朗、大风 B.微风、多云 C. 土壤潮湿、多云 D.晴朗、微风 6. ____这组农业天气影响我省的中稻、晚稻生产。 A. 倒春寒、盛夏干热风 B.南洋风、寒露风 C. 寒潮、寒露风 D.梅雨、倒春寒 答案： 1. C， 2. B， 3. D， 4 .B， 5. D， 6. B 五、简答题： 1. 为什么锋面附近常常是阴雨天气？ 答：(1)锋面两侧是不同的气团，温、湿、压、风等气象要素水平差异较大，锋面 过境时常引起气象要素的急剧变化。(2)锋面移动时，暖空气沿锋面向上爬升，绝热冷 却，水汽达饱和后，易凝结成云，产生降水，因而锋面附近常常是大风、降水天气。 2. 何谓天气、天气系统、天气过程？彼此有什么关系？ 答：天气是一定地区短时间内各种气象要素的综合所决定的大气状况，而气象要素 的空间分布上，具有一定结构特征的大气运动系统，称之为天气系统。天气系统随时间 和空间的变化过程，称为天气过程。因此三者的关系是：天气系统是各种天气现象的制21造者和携带者，它的有规律的移动，造成一定地区一系列的天气过程，反映在每个时刻 就是天气的变化。 3. 为何“槽前脊后”是阴雨天气，而“槽后脊前”是晴好天气？ 答：在北半球中纬度地区，高空槽脊自西向东移动，槽前脊后盛行西南气流，引导 暖湿空气北上。由于暖空气轻，因此作上升运动，在地面对应为一暖低压，常常是阴雨 天气。槽后脊前盛行西北气流，引导冷空气南下，由于冷空气重，作下沉运动，对应地 面为一冷高压，常常是晴好的天气。 4. 霜与霜冻、冻害与冷害有何联系与异同？ 答：在作物生长季节，当土壤表面，植物表面以及近地面气层的温度降至 0℃以下 时，作物遭受冻害，即为霜冻。它是一种生物学现象。出现霜冻时，若近地面空气层中 水汽达饱和， 在地面就会有白色晶体状凝结物出现， 这就是霜， 所以霜是一种天气现象。 出现霜时不一定有霜冻，出现霜冻时也不一定有霜。当温度低于植物生长发育阶段的生 物学温度，而高于 0℃时，就会出现冷害(又称寒害)，所以冷害与冻害都是由于低温对 作物引起的危害，不同的是前者温度在 0℃以上，后者在 0℃以下。 5. 简述副高 不同部位的天气特点。 答：副高(全称为西北太平洋副热带高压)的内部和其外围南北侧的天气是不同的。 在副高内部有强烈的下沉气流，气压梯度很小，多是晴朗少云，炎热微风的天气。若长 期控制，会造成严重干旱和高温酷署。副高外围的西北侧，盛行西南暖湿气流，又与西 风带相邻，水汽充沛，上升气温强烈，在地面上常是一条东西向的宽广雨带所在地，梅 雨就出现在这个区域。 副高南侧与赤道低压带相邻， 盛行东风， 多台风和热带低压活动， 时有大风、暴雨天气。 6. 寒露风的含义及类型 答： 寒露风是指我国南方地区双季晚稻抽穗开花期所遇到的秋季冷空气造成的低温 冷害天气。可分干湿两种类型：干型寒露风的特点是晴朗、干燥、低温，气温日较差大， 相对湿度小。湿型寒露风是低温多雨，气温日较差小，相对湿度大。 7. 暴雨形成的条件 答：形成暴雨需具备三个条件：①要有充足的水汽供应，一来提供足够水汽，二来 提供能量； ②具有强烈的上升气流，以维持暴雨的强度； ③要有湿空气的不稳定层存 在，以促使和维持对流的发展。 8. 台风的结构及无气特征 答：台风结构：从内向外为台风眼区、涡旋区和外围大风区。天气特征：①台风眼 区，中心有下沉气流，产生逆温，层结稳定，风平浪静，为晴好天气。②涡旋区，具有 强烈的上升气流，狂风暴雨，为最恶劣的天气区； ③外围大风区，以大风为主的天气。 六、综合论述题： 2. 试述副高脊线位置的季节变化与我国东部雨带的关系。 答：我国东部雨带位置与副高脊线位置有密切的关系。冬季，副高偏东、偏南、脊 线位于 15°N 附近，雨带在南海、南亚一带。春季，脊线缓慢移至 20°N 附近，雨带中 心在南岭，华南雨季开始。6 月上旬副高脊线第一次北跳至 25°N 附近，雨带移至江淮 流域，这里梅雨开始。7 月上中旬，副高脊线第二次北跳至 30°N 附近，江淮梅雨结束， 出现伏旱天气，雨带中心移至黄淮流域。7 月底 8 月初，脊线第三次北跳稳定在 35°N， 华北，东北雨季开始，并持续到 8 月底。9 月上旬脊线开始第一次南撤至 25°N 附近，22华西和长江下游出现秋风秋雨，华中出现秋高气爽天气。10 月上旬第二次南撤至 20°N 以南，全国雨季随之基本结束。 3. 试述霜冻的种类及其成因，并说明可能采取的防御措施 答：霜冻有三种类型，平流霜冻：因寒潮或较强冷空气平流入侵而出现的霜冻。辐 射霜冻：因冷季夜间或凌晨地面和植物表面辐射冷却作用而出现的霜冻。混合霜冻：是 在冷空气平流入侵和辐射冷却双重作用下的霜冻。可能采取的防御措施：①农业技术措 施，从霜冻发生的规律和特点采用诸如选育抗冻品种，合理配置作物种类和种植比例， 调整播种期和移栽期，避开冻害，增施磷钾肥提高抗冻能力等。②物理化学措施，人工 施放烟幕，以减弱地面有效辐射；露天加温，即人工直接对近地气层加热；人工喷雾法， 即向大气中喷水，利用水的热容量大等性质延缓降温；此外通过灌水或覆盖等措施均可 起到防冻害作用。 4、列举防止霜冻的具体方法，并说明原理？（课堂讲授） 复习思考题 1. 影响我国的气团主要有哪些？它们对我国各季的天气有什么影响？ 2. 锋面附近为何常为大风，阴雨天气？ 3. 锋如何分类？各类锋的天气有什么异同点？ 4. 气旋和反气旋中的气流有何不同？为何形成截然不同的天气？ 5. 太平洋副高内部和周围天气有什么不同？为什么？ 6. 试解释谚语“南风吹到底，北风来还礼”。 7. 如何划分槽(脊)的前后？槽(脊)前后天气有什么不同？为什么？ 8. 何谓切变线？其附近天气有什么特征？ 9. 简述影响我国的冷空气源地和路径。 10. 何谓寒潮？它对工农业生产有什么影响？ 11. 霜冻如何分类？如何防御？ 12. 中国东部大雨带是如何形成的？其活动有什么规律？ 13. 简述春季连阴雨的形成原因。 14. 何谓梅雨？它是如何形成的？梅雨锋和一般天气学上的锋有何异同点？ 15. 干旱是如何形成的？长江流域的伏旱和秋旱的成因是什么？ 16. 产生暴雨的条件是什么？ 17. 台风内的气流是什么样的？从台风中心向外围天气是如何变化的？ 18. 解释名词：气团锋气旋反气旋槽脊切变线西南涡天气天气系统寒潮霜冻梅雨 第七章 气候一、名词解释： 1. 气候： 是指一地多年时期内的大气统计状况。 大气统计状况是用气候要素(温度、 降水、风等)的平均值或统计量来表示。 3. 天文四季： 是根据地球环绕太阳公转的位置而划分的四季。 如农历以 “四立” 为四季之始，“两分两至”为四季之中。阳历以“两分两至”为四季之始，春分～夏至 为春季，夏至～秋分为夏季，秋分～冬至为秋季，冬至～春分为冬季。 4. 气候四季：又称温度四季。是以候平均温度为划分指标，候均温低于 10℃为冬 季，高于 22℃为夏季，介于 10～22℃之间为春季或秋季。 5. 气候异常：是指某些气候要素偏离气候常年平均而出现的极端值。如某年的某 时段内降水量超出多年同期内平均降水量，出现降水量异常，而发生水涝灾害。 二、填空题： 1. 我国气候的形成因素是辐射 (1) 、 (2)大气环流 、下垫面 (3) 。232. 我国年辐射总量的地理分布是自沿海向内陆 (减小 4) 。 3. 我国气温日较差随纬度增高而 (5)增大 。年较差随纬度增高而 (增 大 4. 我国降水变率自沿海向内陆 增大(7) ；全国而言，降水变率冬季 (最大 8) 。 5. 400(9) 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 (秦岭 10) 、长江流 域 (11) 和 南岭(12) 等地区。 7. 我国气候的显著特点是 (13) 和 (14) 。 8. 农业气候资源中最主要的有 太阳辐射 温度 降水 15) 、 (16) 、 (17) 。 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 (增大 18) 。 10. 立夏和芒种之间是 (19) ，日期是 (20) 。 答案： (1)辐射因素； (2)下垫面因素； (3)大气环流； (4).增加；(5)增大；(6) 增大；(7)增大；(8)最大；(9)400；(10)秦岭(淮河)；(11)长江流域；(12)南岭(桂林)； (13)季风性显著；(14)大陆性强； (15)太阳辐射； (16)温度；(17)降水；(18)增加；(19) 小满；(20)5 月 21 日。 三、判断题 1. 我国年辐射差额高值区分布在四川、云南一带。F 2. 我国温度年较差东部地区大于西部地区。F 3. 山地气温高于同高度上的自由大气温度。T 4. 我国气温年较差比世界同纬度的地区小。F 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。F 6. 海南岛东北部是我国年雨量最多的地区。F 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。T 8. 季风气候的特点是夏季高温多雨、冬季寒冷干燥。T 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。T 10. 24 节气中，惊蛰在 3 月 21 日。F 答案： 1.×； 2.×； 3. √； 4.×； 5.×； 6.×； 7. √； 8. √； 9.√； 10.×。 四、选择题 1. 我国大陆高低纬度地区，春季增温和秋季降温的快慢不同，其特点是__。 A. 高纬度地区慢， 低纬度地区快 B. 高纬度地区慢， 低纬度地区慢 C. 高纬度地区快， 低纬度地区快 D. 高纬度地区快， 低纬度地区慢 2. 我国内陆地区降水特点之一是__。 A. 变率大，集中在春季 B. 变率大，集中在夏季 C. 变率小，集中在秋季 D. 变率小，集中在冬季 3. 海陆的热力差异是产生季风的原因之一，夏季风的形成是因为__。 A. 夏季大陆温度高，气压低； 海洋温度低，气压高 B. 夏季大陆温度高，气压高； 海洋温度低，气压低 C. 夏季大陆温度低，气压高； 海洋温度高，气压低 D. 夏季大陆温度低，气压低； 海洋温度高，气压高244. 我国西北地区发展种植业受限制的主要原因是__。 A. 太阳辐射年总量小 B. 生长季热量不足 C. 年降水量稀少 D. 地形复杂 5. 24 节气中既反映降水，又反映温度的节气有__。 A. 清明、白露、霜降 B.白露、寒露、霜降 C. 谷雨、寒露、霜降 D.惊蛰、白露、寒露 答案： 1.(D)； 2.(B)； 3.(A)； 4.(C)； 5.(B)。 五、简答题： 1. 气候异常与气候变迁有何不同？ 答：是两个不同而又有联系的概念。气候异常是指某些气候要素偏离气候常年平均 而出现的极端值。而气候变迁则是指在较长的年代中，一个或几个气候要素值在时间的 变化上具有某种规律性。 2. 大陆性气候与海洋性气候的差异。 答：大陆性气候：夏季炎热，冬季严寒；春季增温快，秋季降温也快，春温高于秋 温；7 月最热，1 月最冷，温度日、年较差大；日照丰富，空气相对湿度小，云雾少； 降水量少且集中在夏季，降水变率大，多对流性雨。海洋性气候：夏季凉爽，冬季温和； 春季增温慢，秋季降温也慢，春温低于秋温；最热月和最冷月分别是 8 月和 2 月，温度 日、年较差小；云雾多，日照少且强度弱，相对湿度大； 降水量大，季节分配较均匀， 变率小，多气旋雨。 3. 季风气候的主要特点及典型区域。 答：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。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。 4. 垂直气候及其农业特征。 答：又称立体气候。在高大山体的垂直方向上，气候分带明显。其垂直分布状况好 比水平方向上，由低纬度到高纬度依次出现各种气候类型。如地处热带的山地，由谷地 到山顶，先后出现热带、亚热带、温带和寒带等。与各种气候带相适应的农业，自下而 上依次为热带作物、亚热带作物、温带作物、寒带农业等。 5. 我国夏季为何南坡为多雨坡？ 答：我国夏季盛行偏南季风，属海洋暖湿气流，不稳定，湿度大，受山体南坡的阻 碍作用，被迫沿山坡抬升，发生绝热冷却，温度降低，当降到露点温度时，水汽达到饱 和状态，气流继续抬升，水汽达到过饱和状态，发生凝结，成云致雨，降落在迎风的南 坡上。如鄂西南和鄂东南山区为本省的多雨区，便是一例。这种降水也称为地形雨。 6. 我国南北温差夏季小，冬季大的原因。 答：一地温度高低决定于该地区获得热量的多少，而获得热量的多少又决定于太阳 高度角和日照长短。夏季，从南到北，二者对太阳辐射量的增减是互抵作用：即南方太 阳高度角虽大，但日照时间短；北方太阳高度角虽小，但日照时间长。冬季二者对太阳 辐射量的增减则是叠加作用。 即南方太阳高度角大， 日照时间也长； 北方太阳高度角小， 日照时间也短。此外，冬夏季风也有影响，冬季北方首当其冲受冬季风的侵袭，夏季南 方多云雨。252. 我国季风气候的成因及其在农业生产中的意义。 答：根据我国季风成因可分为两类：一类为东亚季风，此类季风的形成是由于海陆 之间热力差异引起的。我国位于世界上最大的欧亚大陆东南部，濒临世界上最大的太平 洋，南隔中南半岛与印度洋相距不远，海陆差异的对比最为显著，冬夏热力差异极为显 著。夏季受太平洋副热带高压和印度低压的操纵盛行东南季风；冬季受蒙古高压和阿留 申低压及赤道低压的操纵，盛行偏北季风；另一类为南亚季风，这类季风的形成是由于 行星风带季节性南北移动所致。夏季吹西南季风，冬季吹东北季风。此类季风主要在两 广及西南地区。我国东南半壁在夏季风的控制下，70-80%年雨量集中在作物活跃生长期 内，雨热同季，是我国农业气候资源潜力最大的地区。由于季风进退、强弱年际变化较 大，因此降水和温度年际波动大，旱涝和冻害等灾害频繁。3. 论述我国温度的时空分布特征 答：全国绝大部分地区最热月在 7 月，最冷月在 1 月。以秦岭为界，春季增温和秋 季降温，北方快于南方，北方春温高于秋温，南方秋温高于春温。日较差和年较差北方 大于南方，内陆大于沿海，且年较差大于世界同纬度地区。1 月份等温线大致与纬度相 平行，南北温差大；7 月份出现许多高温中心，西部山区等温线与等高线平行，南北温 差小。一月主要温度特征线的分布：-8℃线通过燕山、长城等地，0℃线通过秦岭、准 河等地，8℃线通过南岭、桂林等地。 4. 论述我国降水的时空分布特征 答：我国大陆地区，降水集中在夏季(6-8 月)，夏季降水在秦岭淮河以北地区占全 年降水量的 60%，以南地区占 40%；华西山地、华东沿海地区多秋雨；台湾东北端基隆 附近多冬雨。年降水量南方多于北方，沿海多于内陆，山地多于平原，迎风坡多于背风 坡。在一定高度以下，山地降水量随高度增高而增加。年降水变率内陆大于沿海，北方 大于南方，冬季最大，夏季最小。年雨量与世界各地相比，33°N 以北，我国降水量比 同纬度地区偏少，以南则偏多。主要年降水特征量：400 毫米年雨量线为夏季风影响的 北界，此线将我国分成西北半壁干旱区和东南半壁湿润区；800 毫米年雨量线通过秦岭 淮河；1200 毫米年雨量通过长江流域地区；1600 毫米年雨量线以南以东地区为夏季风 影响时间最长的地带。 复习思考题 1. 何谓“气候”？它与“天气”一词有什么不同？ 2. 形成气候的主要因素是什么？这些因素是如何决定一地的气候的？ 3. 中国气候在下垫面因素方面有哪些重要特征？这些特征对气候有什么影响？ 4. 气候带如何划分？各气候带有什么特征？ 5. 从海陆热特性的差异分析大陆性气候和海洋性气候的差异及其成因。 6. 季风气候和地中海气候的主要特点是什么？各对农业有何利弊？ 7. &气候相似”学说与“农业气候相似”原则有何不同？在农业上如何应用“农业气 象相似”原则？ 8. 中国气候的主要特点是什么？各表现在哪些方面？ 9. 根据中国的地理特征， 分析中国东部典型的季风气候的成因。 10. 简述中国温度的分布特征。 11. 为何中国冬季南北温差远大于夏季？ 12. 简述中国降水的分布特征。2613. 季节的划分有哪些方法？简述各方法的优缺点。 14. 中国农业气候资源的分布有什么特点？第八章（小）气候与农业一、名词解释： 1. 小气候：在局部地区内，由于下垫面性质和状况的不同而引起近地气层与土壤 上层小范围的特殊气候。 2. 农田小气候：是以农作物为下垫面的小气候。它是农田贴地气层、土壤耕作层 同作物群体之间物理与生物过程相互作用的结果。 4. 非独立小气候：既受到本身下垫面影响又受到周围下垫面条件影响的小气候。 二、填空题： 1. 农田小气候群体中光照强度自上而下是按 指数(1) 规律分布。 2. 作物生长盛期,温度分布特征白天外活动面上方为 日射(2) 型；下方为 (辐射 3) 型。 3. 作物生长盛期，空气湿度分布特征是白天外活动面上方为 湿(4) 型；下方为湿 干(5) 型。 4. 作物生长盛期，温度日变化中最高和最低值出现的部位是外活动面上方附近 (6) 。 5. 作物种植行向的不同，其主要气象效应是 (7) 和 (8) 的差异。 6. 农田中二氧化碳浓度日变化浓度最大值出现在 日出前(9) ，最小值出现在 中 午前后(10) 。 7. 冬季水域对邻近陆地小气候的影响是 (1 保温 1) 作用。 8. 垄作使土壤层疏松且增厚，土表面积增大，其气象效应之一是土温日较差 增大 (12) 。 9. 在山区冬季夜间因辐射冷却，使山岗和谷地之间(山腰)形成一暖带 (13) 。 答案：(1)指数衰减；(2)日射型；(3)辐射型；(4)湿；(5)干；(6)外活动面上方附 近；(7)实照时间；(8)太阳辐射量；(9)日出前；(10)中午前后；(11)保温；(12)增大； (13)暖带；(14)56°。 三、判断题 1. 农田小气候活动面不随作物生育期而变化。F 2. 在密度相同条件下，采用宽窄行种植方式，可以提高光能利用率，同时可改善 通风条件。T 3. 在种有作物的农田邻近地区，由于农田获得的热量主要用于农田蒸散耗热，所 以白天空气温度较低，湿度较大。T 4. 覆盖形成的温室小气候效应，其特征是温度增高，空气湿度降低。F 5. 南坡上辐射日总量随坡度而变化。 当坡度增加 1°所得辐射日总量， 相当于原坡 度北移纬度 1°的辐射日总量。F 答案： 1.错； 2.对； 3.对； 4.错， 5.错。 四、简答题： 1. 分析耕翻措施的气象效应。 答：经耕翻后的土壤，其物理特性发生了变化：① 表土粗糙度加大，反射率降低， 表面积相对增大。白天表土吸收太阳辐射量增大，夜间地面有效辐射加强，失热增多； ②表土疏松，孔隙度加大，空气含量增多，热容量和导热率变小；③切断土壤浅层毛细 管，减少上升水，降低蒸发耗热。产生气象效应之一：白天或暖季土壤表层温度较高，27底层温度相对较低；夜间或冷季，表层温度较低，底层温度相对较高。因此，表层土温 日、年较差较大，故有“锄头底上三把火”之说。效应之二：土壤上升毛管水大为减弱， 底层土壤保持较大湿度，起保墒作用。故有“锄头底下三分水”之说。 2. 分析灌溉对改善农田温湿度的效应，并举例说明在生产上的意义。 答：灌溉后的农田，土壤表层颜色变深，反射率降低，使灌溉地一方面获得的净辐 射能较多， 同时潜热交换热通量也显著增大。 另一方面， 土壤热容量和导热率明显增大， 使得土温升降缓和。 在上述的综合作用下， 使得灌溉地昼夜温度升降都较未灌溉地缓和； 白天或夏季有降温效应，夜间或冬季有保温效应；温度日、年较差小。由于灌溉直接增 加了农田土壤水分，使农田蒸散加强，田间白天气温又较低，所以株间水汽压和相对湿 度都显著增大。在农业生产中，灌溉措施普遍用于改善和调节农田温湿度。如灌溉除可 以直接增加水分解除干旱灾害之外，冬季可防越冬作物冻害，早春适时灌溉可调节早稻 秧田温湿度，防止烂秧。 五、复习思考题： 1. 什么叫小气候？小气候与大气候有哪些显著差异？ 2. 进行农田小气候观测时，为什么要选择天气型？ 3. 农田作物层中，短波和长波的辐射交换是怎样进行的？在作物层中，净辐射的铅 直分布在白天与夜间是怎样转变的？ 4. 表征农田乱流运动的乱流交换系数，具体受到哪些因子的影响？农田在一天中的 什么时间最适合喷洒农药与化学制剂？为什么？ 5. 分别阐述作物层中光、风速、温度、绝对湿度、CO2 浓度铅直分布的基本特征。 6. 农田中 CO2 浓度随时间和高度如何变化？一天中在什么时间进行 CO2 施肥效果最 好？ 7. 冬半年，南坡与北坡的坡度，对可能直接辐射日总量有什么影响？为什么暖坡会 随季节而变？ 8. 分别就耕翻、密植、灌溉三种农田措施，阐明各自改变农田小气候的根本原因。 9. 在冷季，夜间采取哪些措施可以对农田起保温作用？ 10. 在山岗和谷地这两种小地形中，当同受辐射型天气控制时，何种地形的温度偏 低？为什么？若有强冷平流同时侵袭两地时，温度情况又将是怎样？为什么？ 11. 水域对邻近陆地的小气候有何影响？其原因何在？ 12. 温室改善小气候环境的主要原理是什么？怎样才能提高温室的保温性能？编号：0324411农业气象学模拟试卷一、填空题（每小题１分，共１5 分）： 1.大气中的臭氧主要吸收太阳辐射中的_____________。 2.武汉的可照时间在芒种节气时_____ 于北京。 3.一绝对黑体的表面温度由绝对温度 200K 升到 400K， 升温后的总辐射能力是升温前的 __________倍 4.在_______节气，北纬 45°正午