1、第一章 大氣一、名詞解釋題： 1.干潔大氣：除去了水汽和各種懸浮的固體與液體微粒的純凈大氣，稱為干潔大氣。 2.下墊面：指與大氣底部相接觸的地球表面，或墊在空氣層之下的界面。如地表面、海面與其它各種水面、植被表面等。 3.氣象要素：構成和反映大氣狀態的物理量和物理現象，稱氣象要素。主要包括氣壓、氣溫、濕度、風、云、能見度、降水、輻射、日照和各種天氣現象等。二、填空題： (說明：在有底線的數字處填上適當容) 1.干潔大氣中，按容積計算含量最多的四種氣體是：(1)、(2)、氬和(3)。 2.大氣中臭氧主要吸收太陽輻射中的(4)。 3.大氣中二氧化碳和水汽主要吸收(5)輻射。 4.近地氣層空氣中二氧

2、化碳的濃度一般白天比晚上(6)，夏天比冬天(7)。 5. (8)是大氣中唯一能在自然條件下發生三相變化的成分，是天氣演變的重要角色。 6.根據大氣中(9)的鉛直分布，可以把大氣在鉛直方向上分為五個層次。 7.在對流層中，溫度一般隨高度升高而(10)。 8.大氣中對流層之上的一層稱為(11)層，這一層上部氣溫隨高度增高而(12)。 9.根據大氣中極光出現的最大高度作為判斷大氣上界的標準，大氣頂約高(13)千米。 答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外線 (5)長波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)溫度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200三、判斷題：

3、(說明：正確的打“”，錯誤的打“×”) 1.臭氧主要集中在平流層與其以上的大氣層中，它可以吸收太陽輻射中的紫外線。 2.二氧化碳可以強烈吸收太陽輻射中的紫外線，使地面空氣升溫，產生“溫室效應”。 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減少。 4.地球大氣中水汽含量一般來說是低緯多于高緯，下層多于上層，夏季多于冬季。 5.大氣在鉛直方向上按從下到上的順序，分別為對流層、熱成層、中間層、平流層和散逸層。6.平流層中氣溫隨高度上升而升高，沒有強烈的對流運動。 7.熱成層中空氣多被離解成離子，因此又稱電離層。 答案：1.對，2.錯，3.錯，4.對，5.錯，6.對，

4、7.對。四、問答題： 1.為什么大氣中二氧化碳濃度有日變化和年變化？ 答：大氣中的二氧化碳是植物進行光合作用的重要原料。植物在太陽輻射的作用下，以二氧化碳和水為原料，合成碳水化合物，因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳；同時，由于生物的呼吸，有機物的分解以與燃燒化石燃料等人類活動，又要產生大量的二氧化碳。這樣就存在著消耗和產生二氧化碳的兩種過程。一般來說，消耗二氧化碳的光合作用只在白天進行，其速度在大多數地區是夏半年大，冬半年??；而呼吸作用等產生二氧化碳的過程則每時每刻都在進行。所以這兩種過程速度的差異在一天之是不斷變化的，在一年中也隨季節變化，從而引起二氧化碳濃度的日變化和年變化。 在一天中，

5、從日出開始，隨著太陽輻射的增強，植物光合速率不斷增大，空氣中的二氧化碳濃度也隨之不斷降低，中午前后，植被上方的二氧化碳濃度達最低值；午后，隨著空氣溫度下降，光合作用減慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗減少；日落后，光合作用停止，而呼吸作用仍在進行，故近地氣層中二氧化碳濃度逐漸增大，到第二天日出時達一天的最大值。 在一年中，二氧化碳的濃度也主要受植物光合作用速率的影響。一般來說，植物夏季生長最旺，光合作用最強，秋季最弱。因此二氧化碳濃度秋季最小，春季最大。 此外，由于人類燃燒大量的化石燃料，大量的二氧化碳釋放到空氣中，因而二氧化碳濃度有逐年增加的趨勢。 2.對流層的主要特點是什么？ 答：對流層是大

6、氣中最低的一層，是對生物和人類活動影響最大的氣層。對流層的主要特點有： (1)對流層集中了80%以上的大氣質量和幾乎全部的水汽，是天氣變化最復雜的層次，大氣中的云、霧、雨、雪、雷電等天氣現象，都集中在這一氣層； (2)在對流層中， 氣溫一般隨高度增高而下降， 平均每上升100米， 氣溫降低0.65，在對流層頂可降至50至85； (3)具有強烈的對流運動和亂流運動，促進了氣層的能量和物質的交換； (4)溫度、濕度等氣象要素在水平方向的分布很不均勻，這主要是由于太陽輻射隨緯度變化和地表性質分布的不均勻性而產生的。五、復習思考題： 1.臭氧在大氣中有什么作用？它與平流層溫度的鉛直分布有什么關系？ 2

7、.二氧化碳的日年化、年變化和長期變化的特點如何？為什么會有這樣的變化？ 3.為何氣象學中將大氣中含量并不太大的水汽看作是一種重要的成分？ 4.大氣在鉛直方向上分層的依據是什么？ 5.大氣在鉛直方向上可分為哪幾層？其中最低的一層有什么特點？ 6.根據氣體的狀態方程，說明當一塊空氣的溫度比同高度上周圍空氣溫度高或低時，這塊空氣在鉛直方向上的運動情況。 7.根據狀態方程，比較同溫同壓下干、濕空氣密度的差異。第二章 輻射一、名詞解釋題： 1.輻射：物體以發射電磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由輻射所傳輸的能量稱為輻射能，有時把輻射能也簡稱為輻射。 2.太陽高度角：太線與地平面的交角。是決定地面太陽

8、輻射通量密度的重要因素。在一天中，太陽高度角在日出日落時為0，正午時達最大值。 3.太陽方位角：太線在地平面上的投影與當地子午線的交角。以正南為0，從正南順時鐘向變化為正，逆時針向變化為負，如正為90°，正西方為90°。 4.可照時間：從日出到日落之間的時間。 5.光照時間：可照時間與因大氣散射作用而產生的曙暮光照射的時間之和。 6.太陽常數：當地球距太陽為日地平均距離時，大氣上界垂直于太線平面上的太陽輻射能通量密度。其值為1367瓦米-2 。 7.大氣質量數：太陽輻射在大氣過的路徑長度與大氣鉛直厚度的比值。 8.直接輻射：以平行光線的形式直接投射到地面上的太陽輻射。 9.

9、總輻射：太陽直接輻射和散射輻射之和。 10.光合有效輻射：綠色植物進行光合作用時，能被葉綠素吸收并參與光化學反應的太陽輻射光譜成分。 11.大氣逆輻射：大氣每時每刻都在向各個方向放射長波輻射，投向地面的大氣輻射，稱為大氣逆輻射。 12 .地面有效輻射：地面輻射與地面吸收的大氣逆輻射之差，即地面凈損失的長波輻射。13.地面輻射差額：某時段，地面吸收的總輻射與放出的有效輻射之差。二、填空題： 1.常用的輻射通量密度的單位是(1)。 2.不透明物體的吸收率與反射率之和為(2)。 3.對任何波長的輻射，吸收率都是1的物體稱為(3)。 4.當絕對溫度升高一倍時，絕對黑體的總輻射能力將增大(4)倍。 5.

10、如果把太陽和地面都視為黑體，太陽表面絕對溫度為6000K，地面溫度為300K，則太陽表面的輻射通量密度是地表面的(5)倍。 6.絕對黑體溫度升高一倍時，其輻射能力最大值所對應的波長就變為原來的(6)。 7.太陽赤緯在春秋分時為(7)，冬至時為(8)。 8.上午8時的時角為(9)，下午15時的時角為(10)。 9.(30°N)在夏至、冬至和春秋分正午時的太陽高度角分別為(11)，(12)和(13)。 10.冬半年，在北半球隨緯度的升高，正午的太陽高度角(14)。 11.省在立夏日太陽升起的方位是(15)。 12.在六月份，的可照時間比的(16)。 13.在太陽直射北緯10°時

11、，北半球緯度高于(17)的北極地區就出現極晝。 14.由冬至到夏至，北半球可照時間逐漸(18)。 15.光照時間延長，短日照植物的發育速度就會(19)。 16.在干潔大氣中，波長較短的輻射傳播的距離比波長較長的輻射傳播距離(20)。 17.隨著太陽高度的降低，太陽直接輻射中長波光的比(21)。 18.地面溫度越高，地面向外輻射的能量越(22)。 19.地面有效輻射隨空氣濕度的增大而(23)，隨地面與空氣溫度之差的增大而 (24)，隨風速的增大而(25)。 20.地面吸收的太陽總輻射與地面有效輻射之差稱為(26)。 答案： (1)瓦.米2； (2)1； (3)絕對黑體； (4)15； (5)16

12、0000； (6)二分之一； (7)0°；(8)23°27'；(9)60°； (10)45°； (11)83°27'； (12)36°33'；(13)60°； (14)減小； (15)東偏北； (16)長； (17)80°；(18)延長； (19)減慢； (20)短；(21)增加； (22)多； (23)減??； (24)增大； (25)減小； (26)地面輻射差額。三、選擇題： (說明：在四個答案中，只能選一個正確答案填入空格。) 1.短日照植物南種北引，生育期將_。 A.延長； B.縮短；

13、 C.不變； D.可能延長也可能縮短。 2.晴朗的天空呈藍色，是由于大氣對太陽輻射中藍紫色光_較多的結果。 A.吸收； B.散射； C.反射； D.透射。 3.對光合作用有效的輻射包含在_中。 A.紅外線； B.紫外線； C.可見光； D.長波輻射。 4.在大氣中放射輻射能力最強的物質是_。 A.氧； B.臭氧； C.氮； D.水汽、水滴和二氧化碳。 5.當地面有效輻射增大時，夜間地面降溫速度將_。 A.加快； B.減慢； C.不變； D.取決于氣溫。 答案： 1. A； 2. B； 3. C； 4. D； 5. A。四、判斷題： 1.對絕對黑體，當溫度升高時，輻射能力最大值所對應的波長將向長

14、波方向移動。 2.在南北回歸線之間的地區，一年有兩次地理緯度等于太陽赤緯。 3.時角表示太陽的方位,太陽在正西方時,時角為90°。 4.北半球某一緯度出現極晝時，南半球同樣的緯度上必然出現極夜。 5.白天氣溫升高主要是因為空氣吸收太陽輻射的緣故。 6.光合有效輻射只是生理輻射的一部分。 7.太陽直接輻射、散射輻射和大氣逆輻射之和稱為總輻射。 8.地面輻射和大氣輻射均為長波輻射。 9.對太陽輻射吸收得很少的氣體，對地面輻射也必然很少吸收。 10.北半球熱帶地區輻射差額晝夜均為正值，所以氣溫較高。 答案： 1.錯； 2.對； 3.錯； 4.對； 5.錯； 6.對； 7.錯； 8.對； 9

15、.錯； 10.錯。五、計算題1. 任意時刻太陽高度角的計算根據公式Sinhsinsincoscoscos大致分三步進行：(1) 計算時角，以正午時為0°，上午為負，下午為正，每小時15°；如以“度”為單位，其計算式是(t12)×15°其中t為以小時為單位的時間；如以“弧度”為單位，則(t12)×2/24建議計算時以角度為單位。(2) 計算sinh值(所需的值可從教材附表3中查到，考試時一般作為已知條件給出)。(3) 求反正弦函數值h，即為所求太陽高度角。 例：計算(30°N)在冬至日上午10時的太陽高度角。解：上午10時：(t12)&

16、#215;15°(1012)×15°30°冬至日：=23°27' 緯度：=30°sinh = sin30°sin(23°27')cos30°cos(23°27')cos(30°)=0.48908h=29°17'2. 正午太陽高度角的計算根據公式： h=90°進行計算；特別應注意當計算結果h>90°時，應取補角(即用180°h作為太陽高度角)。也可根據 h=90°|進行計算，就不需考慮取補角的問題(建

17、議用后一公式計算)。還應注意對南半球任何地區，應取負值；在北半球為冬半年(秋分至春分)時，也取負值。 例 計算當太陽直射20°S時(約11月25日)在40°S的正午太陽高度角。解：已知= 40°(在南半球) =20°h=90°(40°)+(20°)=110°計算結果大于90°，故取補角，太陽高度角為：h=180°110°=70°也可用上述后一公式直接得h=90°| = 90°|40°(20°)|=70° 3. 計算可照時間大致

18、分三步：(1) 根據公式： cos0 = tgtg 計算cos0 的值。(2) 計算反余弦函數值0 ，得日出時角為0 ，日落時角為+0(3) 計算可照時間20 /15°(其中0 必須以角度為單位)。 例 計算11月25日的可照時間。解：由附表3可查得=20°，緯度=30°cos0 =tgtg=tg30°tg(20°)=0.2101380 =77.87° 即：日出時角為77.87°(相當于真太陽時6時49分)，日落時角為77.87°(相當于真太陽時17時11分)。 可照時間=20/15°=2×77

19、.87°/15°=10.38小時4. 計算水平面上的太陽直接輻射通量密度根據公式：Rsb=Rscam sinh大致分三步進行計算：(1) 計算太陽高度角的正弦sinh (參看第1，2兩部分)。(2) 計算大氣質量數，一般用公式 m=1/sinh(3) 計算Rsb例1 計算(取=40°N)冬至日上午10時水平面上的太陽直接輻射通量密度(設Rsc=1367瓦米-2 ，a=0.8)。解：已知=40°,=23°27'(冬至日)，=30°sinh=sin40°sin(23°27') + cos40°

20、cos(23°27') cos(30°)=0.352825m=1/sinh=1/0.352825=2.8343Rsb=Rscam sinh=1367×0.82.8343×0.352825=256.25 (瓦米-2 ) 例2 計算(為30°N)在夏至日正午時的太陽直接輻射通量密度(已知a=0.8)。解：已知=30°，=23°27'，正午太陽高度角為h=90°=90°30°23°27'=83°27'm=1/sinh=1.00657Rsb=Rscam

21、 sinh=1367×0.81.00657 ×sin83°27'=1084.87 (瓦米-2)例3 當太陽直射南半球緯度18°時，試求我國緯度42°處地面上正午時的直接輻射通量密度(已知大氣透明系數為0.7，太陽常數為1367瓦米-2)。 解：已知=42° =18° a=0.7正午時：h=90°+=90°42°18°=30°m=1/sinh=1/sin30°=2Rsb=Rscam sinh=1367×(0.7)2 sin30°=334.9

22、 (瓦米-2 )5. 計算坡面的太陽直接輻射通量密度坡面上的直接輻射通量密度計算式為：Rsb坡=Rscam sin其中為太線與坡面的夾角。Rsb坡的計算步驟與上述水平面上Rsb的計算類似，但在第2步(計算m)后，應確定夾角。例1 計算(為30°N)冬至日坡度為20°的南坡和北坡在正午時的太陽直接輻射通量密度(設透明系數a=0.8)。解：已知=30°，=23°27'，正午太陽高度角為：h=90°|=90°|30°(23°27')|=36°33'm=1/sinh=1/sin36

23、6;33'=1.6792(注意：此處計算m時不能用代替h)。對于南坡，正午時=h+坡度=36°33'+20°=56°33'Rsb南坡=Rscam sin=1367×0.81.6792 ×sin56°33'=784.14 (瓦米-2 )對于北坡，正午時=h坡度=36°33'20°=16°33'(如果北坡坡度大于h時則無直射光，即Rsb北坡 =0)Rsb北坡=Rscam sin=1367×0.81.6792 ×sin16°33

24、9;=267.71 (瓦米-2 )由此題可知冬季南坡暖而北坡冷的一個重要原因在于Rsb南坡和Rsb北坡的差別。例2 在46.5°N的某地欲蓋一朝南的玻璃溫室，為了減小反射損失，要使冬至日正午時太陽直接光線垂直于玻璃面，試問玻璃面與地平面的夾角應是多少？冬至日正午時到達玻璃面上的直接輻射通量密度為多少(已知太陽常數為1367瓦/米2 ，透明系數為0.8)？解：已知=46.5°，=23.5°，a=0.8(1) h=90°+=90°46.5°23.5°=20° m=1/sinh=1/sin20°=2.92380

25、4玻璃面與地平面的夾角=90°h = 90°20°= 70°(2) 玻璃面上的直接輻射通量密度為Rsb坡=Rscam sin=1367×(0.8)2.923804 ×sin90°=711.9 (瓦米-2 )例3 在北緯36.5°處有一座山，其南北坡的坡度為30°，試求冬至日正午時水平地面上與南北坡面上的太陽直接輻射通量密度(設大氣透明系數為0.8， 太陽常數為1367瓦米-2) 。解：已知=36.5°，=23.5°，a=0.8，坡面坡度=30°h=90°+=90&#

26、176;36.5°+(23.5°)=30°m=1/sinh=1/sin30°=2水平地面上直接輻射能量密度Rsb=Rscam sinh=1367×(0.8)2×sin30°=437.4 (瓦米-2 )南坡：Rsb南坡=Rscam sin=Rscam sin(h+)=1367×(0.8)2 ×sin60°= 757.7(瓦米-2 )北坡：Rsb北坡=Rscam sin=Rscam sin(h)=Rscam sin0°=0由此題可知，一般來說冬季正午南坡上的太陽直接輻射最強，而對坡度大于太

27、陽高度角的北坡，則無太陽直接輻射。所以南坡為溫暖的陽坡，北坡為陰冷的陰坡。六、問答題： 1.太陽輻射與地面輻射的異同是什么？ 答：二者都是以電磁波方式放射能量；二者波長波不同，太陽輻射能量主要在0.154微米，包括紫外線、可見光和紅外線，能量最大的波長為0.48微米。地面輻射能量主要在380微米，為紅外線，能量最大的波長在10微米附近。二者溫度不同，太陽表面溫度為地面的20倍，太陽輻射通量密度為地面的204倍。 2.試述正午太北半球陽高度角隨緯度和季節的變化規律。 答：由正午太陽高度角計算公式h=90°可知在太陽直射點處正午時h最大，為90°；越遠離直射點，正午h越小。因此

28、正午太陽高度角的變化規律為： 隨緯度的變化：在太陽直射點以北的地區(>)，隨著緯度的增大，正午h逐漸減??；在直射點以南的地區，隨的增大，正午h逐漸增大。 隨季節()的變化：對任何一定的緯度，隨太陽直射點的接近，正午h逐漸增大；隨直射點的遠離，正午h逐漸減小。例如北回歸線以北的地區，從冬至到夏至，正午h逐漸增大；從夏至到冬至，正午h逐漸減小。 在>90°的地區(極圈)，為極夜區，全天太陽在地平線以下。 3.可照時間長短隨緯度和季節是如何變化的？ 答：隨緯度的變化：在北半球為夏半年時，全球隨緯度值的增大(在南半球由南極向赤道增大)，可照時間延長；在北半球為冬半年時,全球隨緯度

29、值的增大可照時間縮短。 隨季節()的變化：春秋分日，全球晝夜平分；北半球隨增大(冬至到夏至)，可照時間逐漸延長；隨減小(夏至到冬至)，可照時間逐漸縮短；南半球與此相反。 在北半球為夏半年(>0)時，北極圈緯度為(90°-）以北的地區出現極晝，南極圈同樣緯度以南的地區出現極夜；在北半球冬半年(<0)時，北極圈90°+以北的地區出現極夜，南極圈同樣緯度以南出現極晝。 4.光照時間長短對不同緯度之間植物的引種有什么影響？ 答：光照長短對植物的發育，特別是對開花有顯著的影響。有些植物要求經過一段較短的白天和較長的黑夜才能開花結果，稱短日照植物；有些植物又要求經過一段較長

30、的白天和較短的黑夜才能開花結果，稱長日照植物。前者發育速度隨生育期光照時間的延長而減慢，后者則相反。對植物的主要生育期(夏半年)來說，隨緯度升高光照時間延長，因而短日照植物南種北引，由于光照時間延長，發育速度將減慢，生育期延長；北種南引，發育速度因光照時間縮短而加快，生育期將縮短。長日照植物的情況與此相反。 而另一方面，對一般作物來說，溫度升高都會使發育速度加快，溫度降低使發育速度減慢。因此，對長日照植物來說，南種北引，光照時間延長將使發育速度加快，溫度降低又使發育速度減慢，光照與溫度的影響互相補償，使生育期變化不大；北種南引也有類似的光溫互相補償的作用。所以長日照植物不同緯度間引種較易成功。

31、而對短日照植物，南種北引，光照和溫度的改變都使發育速度減慢，光照影響互相疊加，使生育期大大延長；而北種南引，光溫的變化都使發育速度加快，光溫影響也是互相疊加，使生育期大大縮短，所以短日照植物南北引種一般不易成功。但緯度相近且海拔高度相近的地區間引種，不論對長日照植物和短日照植物，一般都容易成功。 5.為什么大氣中部分氣體成分對地面具有“溫室效應”？ 答：大氣對太陽短波輻射吸收很少，絕大部分太陽輻射能透過大氣而到達地面，使地面在白天能吸收大量的太陽輻射能而升溫。但大氣中的部分氣體成分，如水汽、二氧化碳等，都能強烈地吸收地面放射的長波輻射，并向地面發射大氣逆輻射，使地面的輻射能不致于大量逸出太空而

32、散熱過多，同時使地面接收的輻射能增大(大氣逆輻射)。因而對地面有增溫或保暖效應，與玻璃溫室能讓太陽輻射透過而又阻止散熱的保溫效應相似，所以這種保暖效應被稱為大氣的“溫室效應”。6.什么是地面有效輻射？它的強弱受哪些因子的影響？舉例說明在農業生產中的作用。 答：地面有效輻射是地面放射的長波輻射與地面所吸收的大氣逆輻射之差，它表示地面凈損失的長波輻射，其值越大，地面損失熱量越多，夜晚降溫越快。 影響因子有：(1)地面溫度：地面溫度越高，放射的長波輻射越多，有效輻射越大。(2)大氣溫度：大氣溫度越高，向地面放射的長波輻射越多，有效輻射越小。(3)云和空氣濕度：由于大氣中水汽是放射長波輻射的主要氣體，

33、所以水汽、云越多，濕度越大，大氣逆輻射就越大，有效輻射越小。(4)天氣狀況：晴朗無風的天氣條件下，大氣逆輻射減小，地面有效輻射增大。(5)地表性質：地表越粗糙，顏色越深，越潮濕，地面有效輻射越強。(6)海拔高度：高度增高，大氣密度減小，水汽含量降低，使大氣逆輻射減小，有效輻射增大。(7)風速：風速增大能使高層和低層空氣混合，在夜間帶走近地層冷空氣，而代之以溫度較高的空氣，地面就能從較暖的空氣中得到較多的大氣逆輻射，因而使有效輻射減??；而在白天風速增大可使有效輻射轉向增大。 舉例：因為夜間地面溫度變化決定于地面有效輻射的強弱，所以早春或晚秋季節夜間地面有效輻射很強時，引起地面與近地氣層急劇降溫，

34、可出現霜凍。 7.試述到達地面的太陽輻射光譜段對植物生育的作用。 答：太陽輻射三個光譜段是紫外線(0.150.4微米)、可見光(0.40.76微米)和紅外線(0.764微米)。紫外線對植物生長發育主要起生化效應，對植物有刺激作用，能促進種子發芽、果樹果實的色素形成，提高蛋白質和維生素含量以與抑制植物徒長和殺菌作用等?？梢姽庵饕鸸庑?，提供給綠色植物進行光合作用的光能，主要吸收紅橙光區(0.60.7微米)和藍紫光區(0.40.5微米)。紅外線主要起熱效應，提供植物生長的熱量，主要吸收波長為2.03.0微米的紅外線。七、復習思考題： 1.對A、B兩灰體，在同樣強度的輻射照射下，A升溫快得多，問在

35、移去外界輻射源后，哪一個降溫快？若A、B都不是灰體，你的結論還成立嗎？ 2.雪面對太陽輻射的反射率很大(約0.9)，對紅外輻射的吸收率也很大(可達0.99)，由此解釋地面積雪時天氣特別寒冷的原因。 3.設灰體的吸收率為a，試推導其總輻射能力與溫度的關系式（提示：將Kirchhoff定律與StefanBoltzmann定律結合起來考慮)。 4.已知太陽表面溫度約為6000K，地球表面溫度平均約為300K，假定太陽表面為絕對黑體，地球表面為吸收率為0.9的灰體，試分別計算太陽和地球表面的總放射能力。 5.計算(30°N)二分、二至日出、日落時間和可照時間。 6.試分析正午太陽高度角隨緯度

36、和季節的變化規律。 7.根據可照時間計算公式分析可照時間隨緯度和季節的變化規律。 8.當太陽赤緯為時，在地球上哪些區域分別出現極晝、極夜？ 9.假如地球自轉軸與公轉軌道面鉛直，地球上還會有季節交替嗎？可照時間還會變化嗎？正午太陽高度角隨緯度如何變化呢？為什么？ 10.為何長日照植物大多原產于高緯度地區，而短日植物一般原產于低緯度地區？ 11.對長日照作物和短日照植物進行南北引種，哪一種更易成功？為什么？ 12.已知日地平均距離為1.495×108公里，太陽直徑為1.392×106公里，太陽常數為 1367瓦米-2，將太陽視為絕對黑體，忽略宇宙塵埃對太陽輻射的吸收作用，試推算

37、太陽表面輻射的輻射通量密度、總功率和有效溫度。 13.為何晴天天空常呈尉藍色？而日出、日落時太盤又呈紅色？ 14.根據水平面太陽直接輻射通量密度的計算式，分析直接輻射的影響因素。 15.計算(30°N)和(40°N)冬至和夏至日晴天真太陽時10、12時的太陽直接輻射通量密度（設透明系數 p=0.8）。 16.任一坡面上太陽直接輻射通量密度為 Rsb坡=Rscam sin(其中為太線與坡面的夾角)，試分別計算冬至和夏至正午時，在坡度為30°的南坡和北坡上的太陽輻射通量密度（設透明系數 p=0.8）。 17.夏至日測得正午水平面上的直接輻射通量密度為800瓦米-2 ，

38、設這一天天空晴朗，透明系數不變，試計算透明系數和下午16時的太陽輻射通量密度。 18.太陽直接輻射、散射輻射與總輻射各受哪些因素影響？ 19.晴天直接輻射和散射輻射中光譜能量分布各隨太陽高度角如何變化？為什么？(提示：根據分子散射規律解釋)。 20.不同光譜成分的太陽輻射對植物的生命活動有何影響？ 21.地面輻射通量密度如何計算？它受什么因素影響？ 22.何謂大氣的“溫室效應”？如果大氣中水汽含量減少，“溫室效應”是增強還是減弱？為什么（不考慮大氣中水汽的凝結物的影響）？ 23.何謂地面有效輻射？它受哪些因素的影響？ 24.為何在對流層中，氣溫隨高度的升高而降低？ 25.何謂地面輻射差額？其日

39、變化和年變化特征如何？ 26.解釋名詞：輻射、絕對黑體、灰體、太陽赤緯、太陽高度角、方位角、可照時間、光照時間、光周期現象、長日照植物、短日照植物、太陽常數、大氣透明系數、大氣質量數、總輻射、大氣逆輻射、溫室效應、地面有效輻射、輻射差額。第三章 溫度一、名詞解釋題： 1.溫度(氣溫)日較差：一日中最高溫度(氣溫)與最低溫度(氣溫)之差。 2.溫度(氣溫)年較差：一年中最熱月平均溫度(氣溫)與最冷月平均溫度(氣溫)之差。 3.日平均溫度：為一日中四次觀測溫度值之平均。即 T平均= (T02T08T14T20)÷4。 4.候平均溫度：為五日平均溫度的平均值。 5.活動溫度：高于生物學下限

40、溫度的溫度。 6.活動積溫：生物在某一生育期(或全生育期)中，高于生物學下限溫度的日平均氣溫的總和。 7.有效溫度：活動溫度與生物學下限溫度之差。 8.有效積溫：生物在某一生育期(或全生育期)中，有效溫度的總和。 9.逆溫：氣溫隨高度升高而升高的現象。 10.輻射逆溫：晴朗小風的夜間，地面因強烈有效輻射而很快冷卻，從而形成氣溫隨高度升高而升高的逆溫。 11.活動面(作用面)：凡是輻射能、熱能和水分交換最活躍，從而能調節鄰近氣層和土層溫度或濕度狀況的物質面。 12.容積熱容量：單位容積的物質，升溫1，所需要的熱量。 13.農耕期：通常把日平均溫度穩定在0以上所持續的時期，稱為農耕期。 14.逆溫

41、層：氣溫隨高度升高而升高的現象，稱為逆溫現象。發生逆溫現象的氣層，稱為逆溫層。 15.三基點溫度：是指生物維持生長發育的生物學下限溫度、上限溫度和最適溫度。二、填空題： 1.空氣溫度日變化規律是：最高溫度出現在(1)時，最低溫度出現(2)時。年變化是最熱月在(3)，最冷月在(4)月。 2.土溫日較差，隨深度增加而(5)，極值(即最高，最低值)出現的時間，隨著深度的增加而(6)。 3.水的熱容量(C)比空氣的熱容量(7)。水的導熱率()比空氣(8)。粘土的熱容量比沙土的要(9)，粘土的導熱率比沙土(10)。 4.干松土壤與緊濕土壤相比： C干松土 <C緊濕土 ；干松土 <緊濕土土壤的

42、春季增溫和秋季的降溫比較：沙土春季升溫比粘土(11)，秋季降溫，沙土比粘土(12)，沙土溫度日較差比粘土要(13)。 5.土壤溫度的日鉛直分布的基本型有：白天為(14)型；夜間為(15)型；上午為(16)型；傍晚為(17)型。 6.在對流層中，若1000米的溫度為16.5，氣溫鉛直梯度是0.65/百米，到2000米處，溫度應是(18)。 7.溫度的非周期性變化，常由(19)而造成。多發生在(20)季節。 8.當rd=1/100米，r =0.9/100米，則此時的大氣層結對干空氣是(21)的。 9.我國氣溫日較差，高緯度地區(22)，低緯度地區(23)，年較差隨緯度的升高而(24)，且比世界同緯

43、度地區要(25)。 10.土、氣、水溫日較差，以土溫(26)，氣溫(27)，水溫(28)。 11.日平均氣溫穩定大于0持續日期，稱為(29)。 12.某地某月16日的日均溫分別是10.2，10.1，9.9，10.5，10.0，10.2，若某一生物的生物學下限溫度為10，則其活動積溫為(30)，有效積溫為(31)。 答案：(1)14時，(2)日出前后， (3)7月， (4)1月， (5)減小，(6)推遲，(7)大，(8)大，(9)大，(10)大，(11)快， (12)快， (13)大， (14)受熱型，(15)放熱型，(16)上午轉換型，(17)傍晚轉換型，(18)10， (19)天氣突變與大規

44、模冷暖空氣入侵，(20)春夏和秋冬之交，(21)穩定，(22)大， (23)小，(24)增大，(25)大，(26)最大，(27)其次，(28)最小，(29)農耕期，(30)51，(31)1。三、判斷題： 1.對流層中氣溫隨高度升高而升高。 2.我國氣溫的日較差，年較差都是隨緯度升高而升高。 3.寒冷時期，灌水保溫，是因為水的熱容量大。 4.緊濕土壤，春季升溫和秋季降溫均比干松土壤要慢。 5.干絕熱直減率：rd=0.5/100米；濕絕熱直減率：rm=1.0/100米。 6.因為太陽輻射先穿進大氣，再到達地面，所以地面上最高溫度出現的時刻比空氣的要稍后。 7.日平均氣溫大于5的日期越長，表示農耕期

45、越長。 8.氣溫隨高度升高而升高的氣層，稱為逆溫層。 9.對同一作物而言，其生物學下限溫度高于其活動溫度，更高于有效溫度。 10.正午前后，土溫隨深度加深而升高，氣溫隨高度降低而降低。 11.地面輻射差額最大時，地面溫度最高。 答案：1.錯；2.對；3.對；4.對；5.錯；6.錯；7.錯；8.對；9錯；10.錯；11.錯四、選擇題： 1.某時刻土壤溫度的鉛直分布是隨著深度的增加而升高，它屬于(3 )。 清晨轉換型 正午受熱(日射)型 夜間放熱(輻射)型 傍晚轉換型 2.地面溫度最高時，則是( 1 )時。 地面熱量收支差額等于零 地面熱量收支差額小于零 地面熱量收支差額大于零 地面熱量收支差額不

46、等于零 3.由于水的熱容量、導熱率均大，所以灌溉后的潮濕土壤，白天和夜間的溫度變化是(4 )。 白天升高慢，夜間降溫快 白天升高快，夜間降溫慢 白天和夜間，升溫、降溫都快 白天升高慢，夜間降溫慢 4.我國溫度的日較差和年較差隨著緯度的升高是( 2 )。 日較差，年較差均減小 日較差、年較差均增大 年較差增大，日較差減小 日較差增大，年較差減小 答案：1.；2.；3.；4.。五、簡答題： 1.地面最高溫度為什么出現在午后(13時左右)？ 答：正午時雖然太陽輻射強度最強，但地面得熱仍多于失熱，地面熱量貯存量繼續增加，因此，溫度仍不斷升高，直到午后13時左右，地面熱收入量與支出量相等，熱貯存量不再增

47、加，此時地面熱貯存量才達到最大值，相應地溫度才出現最高值。 2.試述什么是逆溫與其種類，并舉例說明在農業生產中的意義。 答：氣溫隨著高度升高而升高的氣層，稱為逆溫層。逆溫的類型有輻射逆溫、平流逆溫、下沉逆溫和鋒面逆溫。農業生產中，常利用逆溫層氣流鉛直運動弱的特點，選擇上午噴灑農藥和進行葉面施肥以提高藥效與肥效。逆溫層對熏煙防霜凍也有利。特別是晴天逆溫更顯著，貼近地面溫度，可比2米上的氣溫低35，故冬季對甘薯、蘿卜等曬干加工時，為防凍應將曬制品擱放在稍高處。 3.試述我國氣溫日較差和年較差隨緯度的變化特點、以與海陸對它的影響。 答：在我國氣溫的日較差和年較差均是隨緯度升高而升高，且我國氣溫的年較

48、差比其它同緯度地區要大，因為我國的大陸性強。另外，由海洋面上沿海地區陸地區氣溫的日、年較差均依次增大，這是因為水、陸熱特性差異而造成的。 4.試比較沙土和粘土、干松土壤和緊濕土壤溫度變化的特點與其成因。 答：沙土和干松土在白天或增溫季節，升溫比粘土、緊濕土壤要快；在夜間或降溫季節沙土和干松土降溫比粘土和緊濕土也快。結果沙土和干松土的溫度日較差比粘土和緊濕土的日較差大。這是因為沙土和干松土中空氣較多，粘土和緊濕土中水分較多，而空氣的熱容量和導熱率比水的要小的緣故。 5.試述氣溫非周期性變化的原因與主要季節 答：主要是由于大規模冷暖空氣的入侵引起天氣的突變所造成，如晴天突然轉陰或陰天驟然轉晴。主要

49、發生在過渡季節，如春夏或秋冬之交最為顯著。 6.空氣塊在作上升運動時會降溫的原因是什么？ 空氣塊作上升運動是絕熱過程。當上升運動時，因周圍氣壓降低，氣塊體積膨脹，以維持與外界平衡，對外作功，消耗能量。因為是絕熱過程，所消耗的能量只能取自氣塊本身，所以溫度降低。六、論述題： 1.試述土溫、水溫和氣溫三者變化特征的異同。 三者溫度日變化特征相似，都是一高一低型。溫度日較差土面最大，水面最小，空氣居中。極值出現時間土面最早，水面最遲，空氣居中。三者溫度年變化，在中高緯度地區，均為一高一低型。年較差土面最大，水面最小，空氣居中。極值出現時間土面和空氣相似，水面落后二者約一個月。三者隨深度(高度)和緯度

50、的變化，隨深度(高度)增加白天土溫(氣溫)溫度降低，夜間則增高、日較差和年較差變小、極值出現時間推遲；隨緯度增高日較差變小、年較差變大。水溫隨深度和緯度變化與土溫相似，只是變化緩和，極值出現時間更加推遲。 2.試述輻射逆溫、平流逆溫的成因，并舉例說明逆溫在農業生產中的意義。 成因：輻射逆溫是在晴朗無風或微風的夜間，因地面有效輻射強烈而冷卻，使近地氣層隨之降溫，形成自地面向上隨高度增加而增溫的逆溫現象。平流逆溫是暖空氣平流到冷的地面上，由于空氣下層受冷地面影響而降溫，形成自下而上隨高度增加而增溫的逆溫現象。意義：逆溫層的層結穩定，抑制鉛直對流的發展，可利用逆溫層出現時間進行噴灑農藥防治蟲害，施放

51、煙霧防御霜凍，或進行葉面施肥等。冬季山區谷地或盆地因地形閉塞、夜間冷空氣下沉常出現自谷底向上的逆溫層，山坡處存在一個溫度相對高的暖帶，此帶霜期短，生長期相對較長，越冬安全，有利于喜溫怕凍的果樹和作物越冬，是開發利用山區農業氣候資源的重要方面。逆溫對于空氣污染的嚴重地方卻有加重危害的作用。 3.試述“積溫學說”的容和積溫在農業生產中的應用與其局限性。 答：“積溫學說”認為作物在其它因子都得到基本滿足時，在一定的溫度圍，溫度與生長發育速度成正相關，而且只有當溫度累積到一定總和時，才能完成其發育周期，這個溫度的總和稱為積溫。它反映了作物在完成某一發育期或全生育期對熱能的總要求。 應用方面：用活動積溫

52、作為作物要求的熱量指標，為耕作制度的改革、引種和品種推廣提供科學依據。用有效積溫等作為作物的需熱指標，為引種和品種推廣提供重要科學依據。應用有效積溫作為預報物候期和病蟲害發生期的依據，等等。局限性：積溫學說是理論化的經濟方法。事實上在自然條件下作物的發育速度是多因子綜合作用的結果。如作物的發育速度不單純與溫度有關，還與光照時間、輻射強度、作物三基點溫度和栽培技術條件等因子有關。七、計算題： 1.某地在200米處氣溫為19.9，在1300米處氣溫為7.8。試求2001300米氣層中干空氣塊的大氣穩定度。 解：據題意先求出：(19.97.8)/(1300200)1.1/100米 再進行比較判斷：d

53、 1/100米 >d 在2001300米的氣層中，對干空氣塊是不穩定狀態。 2.某作物從出苗到開花需一定有效積溫，其生物學下限溫度為10，它在日均氣溫為25的條件下，從出苗到開花需要50天。今年該作物5月1日出苗，據預報5月平均氣溫為20.0，6月平均氣溫為30.0，試求該作物何月何日開花？所需活動積溫與有效積溫各是多少？ 解：(1) 求某作物所需有效積溫(A)： 由公式 n=A/(TB)得：A=n(TB) 則 A=(2510)×50=750 (2)求開花期： 5月份有效積溫為： A5= (20 10 )×31=310 從五月底至開花還需有效積溫：750310=440

54、 還需天數n = 440 / (3010)=22天，即6月22日開花 (3)求活動積溫與有效積溫： 活動積溫=20×3130×22=1280 有效積溫=750 答：該作物于6月22日開花，所需要的活動積溫和有效積溫分別為1280和750。 3.育種過程中，對作物進行雜交，要求兩親本花期相遇，已知雜交品種由播種到開花，母本不育系和父本恢復系各要求大于10的有效積溫分別為765和1350，試問父本播種后，母本何時播種為宜？已知父本播種后，天氣預報日平均溫度為25。 解：A母 =765， A父 =1350， T=25， B=10 n(A父 A母 )/(TB) =(1350765)

55、/(2510)=585/15=39天 答：父本播種后39天母本播種。 4.某作物品種5月1日出苗，7月31日成熟。其生物學下限溫度為10，這期間各月平均溫度如下表。試求全生育期的活動積溫和有效積溫。月 份567月平均溫度()21.325.728.8 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=t10 =n1 t1 n2 t2 n3t3 =31×21.330×25.731×28.8=2324.1 (2) A=(TB) =n1 (t1B)n2 (t2 B)n3 (t3 B)=31×11.330×15.731×18.8=1404.1 答：活動積溫和有效積溫分別為2324.1和1404.1。 5.離地面200米高處的氣溫為20。此高度以上氣層的氣溫垂直遞減率平均為0.65/100米，試求離地面1200米高處的氣溫。若1200米處空氣是未飽和狀態，當氣塊從此高度下沉至地面，其溫度為若干？ 解：已知Z1 =200米， Z2 =1200米， t1 =20 r=0.65/100米 rd =1/100米 設1200米處氣溫為t2 ， 氣塊下沉至地面時的溫度為t。 (1) (t2t1 )/(Z2 Z1 )=r t2=t1r(Z2 Z1 )=20°0.