《氣象學與氣候學》要點及試題

本課程是自然地理的一個重要組成部分，通過系統的學習，應使學生系統地掌握大氣

中的物理現象、物理過程和大氣運動的基本原理；天氣演變和氣候的形成、分布、變化的

基本規律；了解人類對天氣的影響和改造的基本原理;使學生能勝任中學的教學任務,帶領

中學生開展課外氣象活動.

教學任務：

第1-4章:氣象學基礎理論（講授54學時，實習20學時）

第5章:天氣學基礎理論（講授18學時,實習4學時）

第6-8章:氣候的形成,分布，變化及人類活動對氣候的影響.（講授38學時，實習12

學時）

*課程安排如下：

教學內容授課時實習內容及時

數數

第一章大氣概述4氣象要素觀測

6

第二章大氣的熱能和溫度6

第三章大氣的水分4

第四章大氣的運動12

第五章天氣系統和天氣過程14

第六章氣候的形成10

第七章氣候帶與氣候型16

666

*試題類型

1.選擇題（含多項選擇和單項選擇）15-20分

2.填空題20-25分

3.判斷并改錯（找出唯一的一處錯詞或字并改成正確的）15-20分

分

4.根據要求作圖10-20

分

5.連線題5-10

分

6.根據要求填圖10-20

分

7.根據溫度、降水柱狀圖判斷氣候類型5-10

分

.根據所給溫度、降水資料回答問題

810-15配

9.簡答題10-2,

10.讀圖并回答問題10-15分

*教學參考書:

0

序書名作者出版社

號

1《氣象學與氣候學》周淑珍高教出版社

2《氣象學與氣候學》中山大人民教育出版

學社

3《氣象學與氣候學》張苑瑩北師大出版社

4《氣象學與氣候學基卜永芳高教出版社

礎》

5《氣象學》陳世訓農業出版社

6《氣象學》關伯雄江蘇出版社

7《天氣學教程》張元箴氣象出版社

8《大氣?天氣?氣候》張超、高教出版社

馬騁琦

9《山地氣候》施尚文科學出版社

1《地理氣候學》傅抱璞氣象出版社

0

1《世界氣候》盛永禹氣象出版社

1

1《氣象學與氣候學實上海師高教出版社

2習》范

1《中國云圖》中央氣中央氣象局

3象局

*教學要點及試題：

緒論

重點：1.氣象學、氣候學、天氣學的概念及所研究對象

2.本學科與其他部門地理、區域地理學的關系

一.選擇題：

1.（a.b.c.e.g）是氣象學的研究范圍

a.風b.雨c.冷卻d.臺風e.雪f.龍卷g.蒸發

2.（b.d）是天氣學的研究范圍

a.霜b.臺風c.凝結d.龍卷e.溫度

3.氣象學與氣候學的關系是（b）

a.氣候學包含氣象學b.氣象學是氣候學的基礎c.氣象學和氣候學是獨

立的

二、填空題：

1.氣象學是研究發生于（大氣）中的一切（物理現象）和（物理過程）的科學，以（大

氣）為研究對象。用（氣象要素）表示。

2.天氣學是研究（大氣）在不同的區域內所發生的（天氣過程）的（成因）及（演變）

規律，并應用這些規律（進行天氣預報）的科學，以（天氣系統）為研究對象。

3.天氣是指在某一地區，（某一瞬間）或（短時間）內大氣中的（狀態）和天氣現象

的綜合。

4.氣候學是研究地球上的（形成原因）、（分布類型）、（變化）規律的科學，以（氣

候）為研究對象。

5.氣候是指在（太陽輻射）、（大氣環流）、（下墊面性質）和（人類活動）長時間

相互作用下，在某一時段內大量（天氣過程）的綜合。

6.氣象學是氣候學的（基礎），天氣學是氣候學的（基礎），氣候學是（氣象學）和

（天氣學）的綜合。

三.問答題：

1.天氣與氣候的區別和聯系？

區別：1、天氣是指某地區在某一瞬間或某一短時間內大氣狀態和大氣現象的綜合。氣

候是在某一時段內大量天氣過程的綜合。它不僅包括該地多年來經常發生的天氣狀況，還

包括某些年份偶爾出現的極端天氣狀況。

2、天氣是短時間的，氣候是長期的天氣具有多變性，氣候則比較穩定。

3、形成原因不同：天氣由氣團、鋒，氣候則在太陽輻射:大氣環流、下墊面性

質和人類活動長時間相互作用下形成

聯系：1、天氣是氣候的基礎，氣候是天氣的總結和概括。

2、氣候是在多年觀測到的天氣基礎上所得出的總結和概括，是在一定時段內由大

量天氣過程綜合而得出的長期大氣過程，二者之間存在著統計聯系，從時間上反映出微觀

與宏觀的關系。

2.本學科在實際中有哪些方面的應用？

3.根據以前學過的專業課和日常生活講述一、二個有關氣象或氣候應用的小例子。

第一章大氣概述

重點：

1.干潔空氣的概念、成分及作用

2.對流層、平流層的特點及成因

#1-1大氣的組成

要求：

1.熟練掌握千潔空氣的概念、成分及作用

2.掌握大氣中的水汽、固體雜質的來源及分布

1.理解固體雜質、液體微粒的作用

一.填空題：

1.大氣中物質的存在有三種形態，即（固態）、（液態）、（氣態）

2.地面一90km的范圍中大氣的組成是（干潔空氣）、（固體雜質）、（液體顆粒）。

2

3.大氣是（多種氣體）的混合物，主要成分是（氮、氧、晁），此外還有含量不定的（固

體雜質）、（液體微粒）。

4.干空氣是指不包含（水汽）、（固態雜質）、（液態微粒）的大氣。其含量占整個大

氣的（99.97）%,主要成分是（氮、氧、僦），占干空氣的（99.97）%；次要成分是（臭

氧、二氧化碳、氮、氟、債），占干空氣的（0.03）

5.90km以下大氣的分子量是（28.966）,90km以上大氣主要成分是（氧、氮）。

6.氧來源于水的離解，其方程式是（）；光合作用的方程式是（）

臭氧分解的方程式是（）。

7.大氣中的氧參與有機物的（燃燒）、（腐敗）、（氧化）過程。

8.CO,在大氣中的含量比為（0.03）除主要集中于（90）km以下，具有（時空）分布

特點。參與植物的（光合）作用，能吸收（太陽）和（地面）的長波輻射。

9.Q,的作用是（吸收太陽紫外線），使大氣增暖，另一個作用就是（改變大氣溫度的垂

直分布狀態）。

10.大氣中的水汽量隨高度而（減少），隨緯度而（減少）。

11.水汽是大氣中唯一具有（三態）變化的氣體，可以吸收來自于地表的（長波）輻射，

可以放出（長波）輻射。

12.大氣中的固體雜質主要集中于（大氣底層）。并具有（時空）分布特點，其作用是（凝

結核）和（散射太陽輻射）。

13.液體微粒是指懸浮于大氣中的（水滴）、（冰晶）等水汽凝結物。

二.選擇題:

1.0-90km范圍內，大氣是由（a,d,f）組成的

a.干潔空氣b.02c.C02d.水汽e,雜質與微粒f.雜質

2.干空氣是指不包含（abd）的大氣。

a.水汽b.雜質c.惰性氣體d.液體微粒

3.干空氣占整個空氣質量的（a）%o

a.99.97b.99.96c.99.98d.99.99

4.90km以上，大氣的主要成分是（be）

a.臭氧b.氮c.氧d.M

5.（b）可以產生大氣中的氧。

a.離子交換b.光合作用c.閃電d.水的電解

6.氮的作用是（bd）

a.參與有機物的分解b.緩解氧化c.吸收長波輻射d.肥料

7.臭氧在（b）km處量最多

a.20-30b.20-25c.15-25

8.大氣中的固體雜質作用是（a.c）

a.破壞能見度b.減弱地面長波輻射c.水汽的凝結核心

9.（be）可以吸收地面的長波輻射

a.臭氧b.水汽c.二氧化碳d.固體雜質e.氮和氧

三.判斷并改錯：

L大氣底層臭氧量少，是因為氧原壬少。（錯）

紫外線

2.大氣中的氣體由于臨界溫壓直，因此都以氣體形態存在。（錯）

3

低

3.大氣中的水汽其容積變化范圍是0-4%（對）

四.簡答題：

1.二氧化碳的來源及作用

二氧化碳主要來源是：（1）動植物和微生物的呼吸作用所排出的二氧化碳

（2）早期碳酸類礦物分解生成的二氧化碳

（3）人類文明發展到一定程度后，燃燒化石燃料生成的二氧化碳

作用是：大氣中的二氧化碳是植物進行光合作用的重要原料

2.臭氧在高空中的分布特點及原因、作用

分布特點：在近地面臭氧含量很少，從10km高度開始逐漸增加，在12—15km以上含量增

加得特別顯著，在20—30km高度處達最大值，再往上則逐漸減少，到55km高度上就極少

了。

形成原因：①在近地面臭氧含量很少，空氣中的太陽紫外線大大減少，氧分子的分解也就

大為減弱，氧原子數量減少，以致臭氧形成減少

②大氣上層，太陽短波的強度很大，使得氧分子分解增多，氧分子與氧原子相遇的機會很

少，即使臭氧在此形成，由于它吸收一定波長的紫外線，又引起自身的分解，因此在大氣

上層臭氧的含量不多。

③在20—30km高度，既有足夠的氧分子，又有足夠的氧原子，造成了臭氧形

成的最適宜條件，故這一層又稱臭氧層。

作用：①大量吸收太陽紫外線，使臭氧層增暖，影響大氣溫度的垂直分布

②保護著地表生物和人類

3.水汽在大氣中的作用（見P9,第6自然段）

五.作圖題：

臭氧在大氣中的分布曲線（可百度）

#1-2大氣的垂直結構

要求：

1.熟練掌握大氣垂直方向的五個分層，溫度分布特點及原因

2.理解大氣高度的劃分

一.填空題：

1.在（0）℃、（760）mmhg條件下，（50）%的大氣集中距地面（5.5）km以下的層

4

次中，離地（36-1000）km的大氣中質量僅占（1）%,大氣中的（質量）和（密度）隨高

度而逐漸變小。

2.氣象學規定在大氣中有（極光）出現的最大高度，稱為（物理高度），其高度為（1200）

km0密度法規定的大氣上界高度為（2000—3000）km。

3.在垂直方向上根據大氣（溫度）、（成分）、（水汽）和（電荷）將大氣分

為（5）個層次。

4.對流層的上界因緯度而不同，低緯（高），高緯（低）；又因季節而不同，夏季（高），

冬季（低）。在本層中集中了（3/4）大氣，（90%）水汽。

5.對流層中的平均溫度遞減率為（0.65）℃/100mo

6.在對流層中按（氣流）和（天氣現象）分為三層。最下層稱為（摩擦層），范圍是

（地面一？公里）km

7.（暖）層調電高層，具有（無線電反射）的能力。

二.選擇題：

1.物理上界的高度是（c）km0

a.2000b.1000c.1200d.3000-4000

2.密度法規定的大氣上界的電子濃度是（b）個/cm=質點濃度是（a）個/cm',高度是

（c）

km。

1a.10-102b.102-103c.10：'-10'

2a.1b.2c.3

3a.2000b.3000c.2000-3000

3.大氣的垂直分層根據（a.b.c.d）

a.大氣溫度b.水汽c.大氣成分d.垂直運動狀況

4.對流層在低緯的上界高度是（c）km

a.13-14b.15-16c.17-18

5.在對流層中，因（b）而分（c）層

a.氣溫b.氣流c.天氣現象d.水汽分布

a.3b.2c.4

6.對流層中（b）層是天氣預報的重要層次

a.1b.2c.3d.4

7.平流層中的溫度升高是因為（a）

a.臭氧多b.氮、氧分子多c.空氣運動快

8.中間層溫度隨高度而（a）,原因是（氮氧所需的太陽輻射被上一?層吸收掉了）

a.降低b.升度c.不變

a.臭氧b.氮、氧分子c.太陽輻射

9.在中間層的（c）km處，僅白天出現一個電離D層

a.60-70b.60-80c.60-90

10.（c）層具有無線電波的反射能力

a.中間層b.平流層c.暖層d.散逸層

11.在大氣的垂直五層中，有（b）個層次溫度隨高度而升高

a.2b.3c.4

12.（b）層中偶爾會出現貝母云

a.對流層b.平流層c.中間層d.暖層

三.判斷并改錯：

5

1.對流層上界高度隨季節而有變化，夏季低，冬季血。（錯）

高低

2.對流層中溫度、濕度分布不均是因為地表性質不同而產生的（對）

3.在對流層和平流層之間大約2km的層次中有一個溫度隨高度升高變小或不變的過渡層。

（錯）

降低緩慢

4.平流層中水汽、塵埃含量少，是因為此層遠離地表。（錯）

沒有對流運動產生的

5.中間層又稱高空對流層，仃時能觀測到夜光云。（錯）

有一個白天出現的電離D層

四.問答題：

1.在對流層中溫度隨高度變化的特點是什么？為什么？

①氣溫隨著高度增加而降低：由于對流層的熱量主要是從地面得到的，因此氣溫隨高度增

加而降低。

②空氣垂直對流運動：由于地表的不均勻加熱，產生垂直對流運動

③氣象要素水平分布不均勻：由于對流層受地表的影響最大，而地表有海陸分異、地形起

伏差異，因此在對流層中，溫度、濕度等的水平分布是不均勻的。

2.在對流層中水平方向上溫度、濕度有何特點？為什么？

氣溫隨高度的增加而遞減。這主要是因為對流層大氣的熱量絕大部分直接來自地面因此

離地面愈高的大氣，受熱愈少，氣溫愈低。平均每上升100米，氣溫降低0.6攝氏度。近

地面的水汽和雜質通過對流運動向上空輸送，在升過程中隨著氣溫的降低，容易成云致雨。

云、雨、雪等天氣現象都發生在這一層。

3.在對流層中空氣運動的特點是什么？為什么？

空氣對流運動顯著。對流層上部冷下部熱，有利于空氣的對流運動。低緯度地區受熱多，

對流旺盛，對流層所達高度就高；高緯度地區受熱少，對流層高度就低。

4.平流層中溫度隨高度有何變化特點？為什么？

在平流層中隨著高度的增高，氣溫最初保持丕變或微有上升。大約在30km以上，氣溫有

顯著的升高。原因是遠離地表受地面溫度的影響小，別外此層存在著大量的臭氧能夠直接

吸收太陽輻射造成溫度隨高度迅速上升

5.在平流層中空氣運動的特點是什么？為什么？

由于平流層中的溫度分布是上暖下冷，不利于空氣垂直運動，平流層內氣流比較平穩，

空氣的垂直混合作用顯著減弱。

6.平流層中為什么水汽、塵埃含量少？

由于平流層中的溫度分布是隨著高度的增高而增高的，沒有對流運動，則對流層中的水

汽、塵埃不能輸送到平流層的上層，所以水汽、塵埃含量少。

6

7.中間層溫度隨高度分布的特點是什么？為什么？

氣溫隨著高度的增加而迅速下降，并有相當強烈的垂直運動。主要原因是由于這一層中幾

乎沒有臭氧，而氮氧等氣體所能吸收的那些波長更短的太陽輻射又大部分被上層大氣吸收

掉了。

8.暖層中溫度的分布特點是什么？為什么？

暖層中氣溫隨著高度的增加而迅速增高。這是由于波長小于0.175um的太陽紫外線輻射都

被該層中的大氣物質（主要是原子氧）所吸收的緣故。

9.暖層中空氣處于什么狀態？為什么？

在暖層中的空氣處于高度電離狀態，其電離的程度是不均勻的。由于受到強太陽輻射，迫

使氣體原子電離，產生帶電離子和自由電子錄像帶我高層大氣中能夠產生電流和磁場，并

可反射無線電波。

10.為什么低緯對流層頂高度高，而高緯對流層頂高度低？

對流層頂的高度是根據空氣上升的所達到的高度而定的。由于對流層中的熱量主要來源于

地表，下墊而熱量越多空氣上升的強度就越大，達的高度也越高。由于太陽輻射在地表的

分布特點是低緯度獲得的太陽輻射多，高緯度獲得的太陽輻射少，所以，低緯度空氣上升

達到的高度高于高緯度。

五.作圖題：

畫出大氣垂直結構中溫度隨高度的變化曲線（見P11）

#1-3大氣的基本物理特性

要求：

1.熟練掌握各主要氣象要素的定義、單位及公式

2.掌握干空氣、濕空氣的狀態方程

3.能利用儀器準確測定主要的氣象要素

一.填充題:

1.表示大氣狀態的物理量，稱為（氣象要素）

2.氣壓的大小主要決定于（單位面積上空氣柱內空氣質量的增多或減少）

3.在氣象學上，氣壓的單位是（mb）、（hpa）、（mmHg）

4.Imb=（1000）達因/cn?=（100）帕

5.標準大氣壓是指在（緯度為45°）的海平面上，溫度為（0）℃時，所測到的水銀柱的

為高度為（760mmHg）的大氣壓強。

5.lmmhg=（4/3）mb,Imb=（3/4）mmhg

6.氣溫表示大氣（冷熱）程度的物理量，單位有（℃）、(K)和(F)

7.氣溫高低的實質就是（空氣分子平均動能的表現）

8.攝氏溫標與華氏溫標換算的表達式是（C=5/9（F-32）)

9.華氏溫標與攝氏溫標換算的表達式是（F+9/5*C+32）)

10.攝氏溫標與絕對溫標換算的表達式是（T-273.15t)

11.濕度是指表示大氣（潮濕）程度的物理量

12.絕對濕度的單位是（g/M3）和（mg/L）

13.比濕的表達式是（q=/nid+mw）

7

14.相對濕度是指空氣中的（實際水汽壓）和同溫度下的（飽和水汽壓）的百分比，表達

式是（f=e/EX100%）

15.飽和差的表達式是（d=E-e）

16.在表示空氣濕度的物理量中，其中表示空氣中水汽含量的物理量有（e、E、q、r、Td）,

表示空氣距離飽和程度的物理量有（f、d、Td）

17.氣流運動的物理量地面風用（16方位）表示，高空風用（方位度數）表示，NNE

表示（東北偏北）風，SSW（西南偏南）風

18.空氣的狀態用（密度、體積、壓強、溫度）表示

19.理想氣體的狀態方程是（pv/T=常量）

20.干空氣狀態方程的表達式是（p=P&T）

二.選擇題：

1.1個標準大氣壓=（c）mb

a.1000b.1013c.1013.25

2.水汽的比氣體常數（Rw=1.608RJ比干空氣（c）

a.小b.相等c.大

三是非題：

1.相對濕度數值愈小，表示當時空氣飽和程度愈遠（對）

2.在氣壓不變的情況下，L只與空氣中的水汽含水量量有關（對）

3.露點表示空氣中水汽含量的多少，其值愈高水汽量愈多（對）

4.大氣中是產生蒸發，還是凝結，主要取決于空氣的含水量（錯）

是否飽和

5.大氣中水汽凝結量的多少，主要決定于空氣是查飽邳（錯）

含水量的多少

第二章大氣的熱能和溫度

重點：

1.太陽輻射及太陽常數

2.干絕熱直減率和濕絕熱直減率

3.全球水平氣溫的分布特點

4.如何判別大氣穩定度

難點：

1.大氣穩定度能量的判別

2.亂流逆溫的形成過程

#2-1太陽輻射

要求：

1.熟練掌握太陽輻射、太陽輻射光譜、太陽常數的概念，大氣對太陽輻射吸收的特點,

8

影響直接輻射的因素

2.掌握太陽輻射的波長，大氣對太陽輻射的散射，到達地面的太陽總輻射及影響因素

一.填空題：

1.太陽表面的溫度為（6000K）,地球每年從太陽上獲得（5.44*10-24）的熱量，僅為太

陽熱量的（1/22億）。

2.在自然界中的一切物體，只要溫度在（絕對零度）以上，都在不停地以（電磁波）的形

式向外放射能量，這種傳遞能量的方式稱為（輻射）。

3.電磁波的范圍是（l（T-10um——幾KM）,可見光的波長范圍是（0.4-0.76um）,太陽

輻射的波長是（0.15-4.0um）,它包括部分（紫外線）、全部（可見光）和部分（紅

外線），屬于（短波）輻射。

4.地面和大氣輻射的波長為（3-120um）,屬于長波輻射。

5.物體的A、a、P之間關系是（A+a+P=l）,分別代表物體的（反射、吸收、透射）能

力。

6.太陽輻射最大放射能力所對應的波長是（0.475pm）,屬于（青）光，太陽輻射能量

最多的是（可見光），其次是（紅外線），再其次是（紫外線）。

7.任?地點單位面積接受的太陽輻射能量是（太陽輻射強度），大氣上界的太

陽常數是（1.967c/cm'2）?

8.進入大氣的太陽輻射有三種被削弱的方式（吸收、散射、反射）

9.大氣層中主要的吸收太陽輻射的物質是（氧氣、水、臭氧、二氧化碳、固體雜質），且

具有（選擇性）吸收特性，僅占太陽輻射的（24）%o

10.氧氣最強的吸收帶是（0.2UM），屬于（紫外）部分。

11.臭氧最強的吸收帶是（0.2~0.3），屬于（紫外）部分，而且還吸收（0.6）。

屬于（可見光）部分。

12.天空出現白色是因為（粗粒子）多。

二.選擇題:

L地表面的最強放射能力對應的波長是（c）um

a.0.475b.8c.10d.10.2

2.通過大氣的太陽輻射被吸收的僅是（d）

a.紅外b.可見光c.紫外d.紅外和紫外

3.當天空出現青藍色時，說明大氣中的粒子直徑（c）

a.>A,b.與入無關c.小于入d.=入

4.當天空出現白色時，此時大氣中的粒徑是（a）

a.>A,b.與九無關c.小于九d.=入

5.通過大氣到達地面的太陽輻射量為（c）%

a.50b.40c.45d.55

6.我國太陽輻射年總量最高地區是（b）

a.青海b.西藏c.黃河流域d.新疆

三.是非題：

1.物體輻射某?波長的輻射，在同溫度下決不吸收此波長的輻射（錯）

2.溫度愈高，黑體的放射能力愈強，波長愈長（錯）

9

3.黑體最大放射能力所對應的波長隨溫度升高逐漸向長波方向移動（錯）

4.太陽常數是指垂直于太陽光的地表面，單位面積上的太陽輻射（錯）

5.大氣主要吸收帶位于太陽輻射光譜兩端能量較小的區域內（對）

6.分子的散射強度與其波長的四次方成正比（錯）

N7.大氣愈厚，太陽高度角愈大，到達地面的太陽輻射愈少（對）

8.到達地表面的太陽輻射的日總量最大值在赤道/在緯度20（緯度20）

9.陰天由于散射輻射強，到達地表的太陽輻射比晴天多/少（少）

10.大氣透明度愈高，空氣中所含水汽、固體雜質愈多（錯）

11.加熱低層大氣的直接熱源是太陽輻射/地面輻射（地面輻射）

12.由于太陽輻射光譜與黑體相似，因此黑體的定律也適合太陽輻射（對）

13.物體的溫度愈高，其單色輻射極大值對應的波長愈短（對）

四.問答題:

1.為什么太陽輻射是短波輻射？

太陽輻射的波長在0.15-4.Oum之間,最大放射能力所對應的波長為0.475um,所以太陽輻

射為短波輻射。

2.推導地表面I=I（）sinh

3.什么是太陽輻射光譜，其能量是如何分配的？

太陽輻射光譜一是描述太陽輻射各種波長的光線輻射能力的一種光譜，其對于太陽輻射的

研究具有非常重要的意義;太陽輻射的能量分布，在可見光部分占48%波長比紫光短的紫

外區占7%波長比紅光長的紅外區占45%o

4.什么是太陽常數，數值是多少？

在日地平均距離條件下，地球大氣上界垂直于太陽光線的面上所接受的太陽輻射通量密

度，稱為太陽常數。

數值是L967c/cnf2*分

5.太陽高度角與直接輻射有何關系？

答：1、太陽高度角越大，等量的太陽輻射散布的面積越小，地表單位面積上所獲得的太

陽輻射能越大。2、太陽高度角越小，太陽光透過的大氣層越厚，削弱越強，到達地面的

太陽輻射就越小。

6.大氣對太陽輻射的吸收特點是什么？

P27第段

7.分子散射和粗粒子散射有何異同點

P27第二段

8.為什么天空有時是白色的，而有時則是青藍色的？

10

上題即可解釋

9.大氣厚度與到達地面的太陽輻射多少有何關系？

P28大氣質量數來回答

五.作圖：

1.太陽高度角大小與受熱面積大小的關系圖P28圖2.8

2.太陽高度角與大氣層厚度的關系圖P28圖2.9

#2-2地面輻射和大氣輻射

要求：

1.熟練掌握地面有效輻射的概念及影響因素，地面輻射差額的概念、大氣逆輻射的

概念

2.掌握地面輻射、大氣輻射、大氣窗、溫室效應、輻射差額等概念

一.填空題：

1.地表面輻射能量的大小主要決定于（地面溫度的高低）。

2.地面屬于（長波）輻射，最大放射能力對應的波長是（10）um。

3.水的最強吸收波長是（6和24以上）um,最弱是（8-12）urn,此波段乂稱為（大氣之

窗）。

4.地面有效輻射的公式是（F0=Eg-oEA）,影響因素有（地溫、氣溫、濕度、云

量）。

5.地面輻射差額的公式是（Rg=（s+d）（1-a）-F0）,白天為（正）值，氣溫（升高）,

夜晚為（負）值，氣溫（下降）。緯度愈低，R”>0的時間愈（長）。

6.地氣系統的輻射差額隨緯度而逐漸減小，在（35°S、30°N）輻射差額為0,在（35°

S以南、30°N以北）輻射差額小于零。

7.大氣放射輻量的大小，一方面決定于（大氣溫度），另一方面決定于大氣中的

（云量、透明度）

8.“大氣窗”對地表起到（地面放射輻射能力大小的監視）作用。

9.煙幕預防霜凍的原理是（增加大氣的逆輻射）。

10.大氣輻射差額是（負）值，說明大氣的熱能是虧損。

11.高低緯間有水平氣流的運動，是由于（地球表面熱量分布不均勻）引起的。

二.選擇題：

1.“大氣窗”的能量占地面總輻射量的（C）/

a.10b.30c.20d.15

2.“大氣的溫室效應”中起作用的是（c）

a.水b.大氣逆輻射c.CO2d.塵埃

3.地面輻射的75-90%集中在近地面的（b）m氣層中

a.60-100b.40-50c.50-60d.30-50

4.大氣對長波輻射的主要吸收體是（bed）

a.氧氣b.臭氧c.水d.二氧化碳

三.問答題：

1.為什么大氣和地面均屬于長波輻射？

地球表面的平均溫度為300K,對流層大氣的平均溫度為250K,在這樣溫度條件下，地面

輻射能主要集中在4~80微米的波長范圍內，對流層中大氣的輻射能主要集中在3~120微

11

米的波長范圍內，都是不能直接看見的紅外輻射，地面和大氣輻射的波長比太陽輻射的波

長要長得多，故把地面和大氣的輻射稱為長波輻射。

2.有云的夜晚為什么比晴朗的夜晚暖？

答：1、地面強烈輻射冷卻，降溫迅速；2、當近地面的薄層空氣與冷地面接觸后，空氣將

逐漸冷卻。所以有云的夜晚比晴朗的夜晚暖。

3.大氣窗是什么，作用是什么？

大氣窗區是指電磁波輻射能夠較好地穿透大氣的些波段。包括可見光窗區、紅外窗區和

射電窗區（錯）正確答案見P32第2段

4.為什么高低緯間溫差不是愈來愈大？

根據地-氣系統各緯度的輻射收支狀況分析，無論南、北半球，地-氣系統的輻射差額在緯

度30處是一轉折點。北緯35以南、南緯35以北的差額是正值，北緯35以北、南緯35

以南是負值。但在高緯與低緯地區間的溫度變化是很微小的。這主要是由洋流和大氣環流

將低緯地區盈余的熱量輸送至高緯地區，減少了高低緯間的熱量差異。

四.是非題：

1.地面輻射能力的大小主要決定于吸收太陽輻射的多少（錯）

2.“大氣窗”中的地面輻射占總能量的30%（錯）

3.大氣逆輻射是指與地面輻射方向相反的大氣輻射（對）

4.在地面有效輻射中，地溫高于氣溫，則有效輻射是正值（對）

#2-3大氣的增溫與冷卻

要求：

1.熟練掌握干空氣絕熱直減率、濕空氣絕熱直減率及應用范圍，大氣穩定度的概念和判

斷方法，大氣的不穩定能量

2.掌握大氣的非絕熱變化的兒個方面

一.填空題：

L傳導是依靠分子的熱運動將（熱量）從一個分子傳給另一個分子。

2.輻射發生于（大氣）間、（地面與大氣）間，是（地面與空氣間）最重要的熱量交

換方式。

3.對流是（低層大氣向高層大氣傳遞熱量的）重要途徑。

4.白天亂流的方向向（高空）傳輸熱量，夜晚則向（地面）傳輸熱量，但強度（減

弱），是（地而和大氣）熱量交換的重要方式。

5.潛熱交換主要是在（對流層下半層）中起作用。

6.泊松方程是（T/T0=（P/P0）0.286）,此公式表明，干絕熱變化中氣壓降低溫度呈（指

數降低）。

7.干空氣任一高度處的溫度表達式是（T=TO-rdAz）,其中溫度遞減率是（l℃/100m）0

8.大氣穩定度是指（空氣層結）使（氣團）具有（遠離）或返回原來位置的（趨勢）或

（程度）。

9.當大氣層結使氣團加速運動時，稱為（不穩定層結），反之則（穩定層結）。

10.當丫＜0時稱（逆溫），丫=0稱（等溫），這樣的大氣層結是（穩定的）。

11.條件性不穩定的大氣層結條件是（P48）,對于干空氣和未飽和濕空氣是（穩

12

定的)，對于飽和空氣則是(不穩定的)。

12.影響正不穩定能量的因素有(氣塊的溫度、溫差)。

13.不穩定能量的類型有(不穩定型、穩定型、潛在不穩定型)。

二問答題：

1.為什么r/rd?

因為飽和濕空氣絕熱上升，一方面因膨脹做功，損耗內能而降溫，另一方面因冷卻，飽和

水汽凝結水汽釋放潛熱加熱氣塊，因此凝結作用可抵消一部分由于氣壓降低而引起的溫度

降低，有水汽凝結時，空氣上升所引起的降溫將比沒有水汽凝結時要緩慢。

2.氣壓不變時，溫度對口有何影響？

當氣壓不變時，假設有兩個飽和的氣塊，一個溫度高一個溫度低，并含有相同的空氣量，

絕熱上升同樣的高度。溫度高的空氣塊比溫度低的空氣塊含有多的水汽。釋放出多的凝結

潛熱，加熱氣塊時，溫度高的氣塊得到的熱量補償多，溫度降低的度數少。所以rm溫度

直減率小。即氣壓不變時，rm溫度直減率與溫度是反比關系。溫度越高，rm強度直減率

越小。

3.溫度不變時，氣壓對:有何影響？

溫度不變時，氣塊含有的水汽量是相同的。上升同樣的高度，釋放出相同的凝結潛熱。但

氣壓高的氣塊含有更多的空氣質量，每個空氣質點得到的熱量補償少，溫度降低的多。所

以，rm強度直減率隨著氣壓的升高而增大。

4.干空氣的大氣穩定度的判據是什么？

見P46

5.飽和空氣的大氣穩定度的判別據是什么？

見P48

6.什么是大氣層結的不穩定能量，如何判斷？

把凈浮力作用使得氣塊增加的能量，稱為不穩定能量。

四.作圖：(見P49)

1.濕空氣絕熱上升過程示意圖

2.判斷大氣層結正不穩定能量示意圖

3.絕對不穩定能量示意圖

4.絕對穩定能量示意圖

5.潛在不穩定能量示意圖

五.計算題：

1.中緯度某日某地地面溫度是10℃,探空資料表明r=0.65℃/100m,對流層頂溫度是

-55℃,求對流層的高度？

Tl=TO-rAZAZ=(TO-Tl)/rAZ=(10+55)/0.65/100=10000M

對流層的高度是10000米。

2.山高3000m,迎風坡山腳溫度為20C,對應的露點溫度為15C,rm=0.5℃/100m

求:①凝結高度？Z-Zo=123(t0-td)

②高山頂的溫度？

③背風山腳的溫度？

1、凝結高度:Z=123(t0-td)+Z0=123*(20-15)+0=615米

2、高山頂的溫度:T=td-rAZ=15-(3000-615)*0.5/100=-3.075℃

13

3、背風山腳溫度：T=T0+rdAZ=-3.075+3000*1/100=26.975℃

3.求：①500m以內的r及；（口）

②500—1000ni以內r及；（r“）

③1000—1500m以內的r及幾（rd）

④作圖：標出飽和高度、自由對流高度、正負不穩定能量區

⑤判斷此大氣層結的穩定情況（這應該很容易吧）

#2-4氣溫的變化

要求：

1.熟練掌握氣溫的日較差、年較差、日變化的特點及原因，全球氣溫的水平分布特點；輻

射逆溫、亂流逆溫的形成過程

2.掌握影響氣溫日、年較差變化的因素，年變化的原因，平流逆溫，下沉逆溫和鋒面逆溫

的形成

一.填空題：

1.氣溫隨時間的變化主要有兩種方式即（周期性變化、非周期性變化）。

2.氣溫的（日）變化和（年）變化均屬于周期性變化。

3.氣溫的日變化特點是一天當中有一個（最高值）和一個（最低值），前者出現在（午

后2時），

后者出現在（日出前后）。

4.氣溫的日較差是指一天中氣溫的（最高值）和（最低值）之差，影響因素有（季節、緯

度、地表性質、天氣）。

5.在中緯度地區影響氣溫年變化的主要有兩個因素（太陽高度角、晝夜長短）。

6.氣溫在一年中的最高時間是（大暑），最低時間是（大寒）。

7.氣溫的年較差是指一年中（月平均氣溫最高值）和（月平均氣溫最低值）之差，影響

因素有（緯度）和（海陸）。

8.緯度愈高，太陽輻射的年變化愈（大），相應的氣溫年變化也（大），在我國華南

的氣溫年較差比華北地區（小）。

9.在對流層中，氣溫的日較差隨高度而（小），年較差隨高度而（小）。

10.溫度梯度是指在（等溫線）圖上，，垂直于（等溫線方向），（溫度梯度）的變化值,

它表示溫度在（垂直于等溫線）方向的變化程度。

11.在海平面氣溫分布圖上中，如果等溫線愈密，溫差（大）；等溫線愈彎曲，說明影響

氣溫的因素是（多）；等溫線東西向分布，影響氣溫的因素是（緯度）；若南北向或與

海岸平行，則溫度受（海洋）影響大。

12.北半球7月海平面氣溫分布比1月份（稀疏），則夏季的南北溫差比冬季（小）。

13.熱赤道是指月平均氣溫在冬、夏（最高），并隨太陽直射點移動，平均位置在

（20N）o

14.北半球冬季最低氣溫位于（俄羅斯的奧伊米亞康、格棱蘭島）。

15.逆溫層中溫度的直減率特點是（小于零或等于零），其作用是（抑制對流的發生）。

16.1月份北半球陸上的等溫線凸向（赤道），海上則凸向（極地）。

17.根據逆溫的形成原因主要有五種類型（輻射）、亂流）、（平流）、（下沉）、

（鋒面）。

18.在對流層的下層，大約（）km以下，在緯度（）的地區，冬季溫度隨高度增

14

高有（）的現象，此現象稱為（)O

19.下沉逆溫多出現在（高氣壓內）。

二.選擇題：

1.（c）地點氣溫日變化大

a.山頂b.高原邊緣c.盆地中部d.平原

2.海陸之間的反射率可相差（d）%

a.10b.20c.15d.10-20

3.海上最熱月和最冷月的時間是（b）

a.1和7b.2和8c.1和8d.8和2

4.地面溫度的升或降主要決定于（c）

a.太陽輻射b.輻射差額c.有效輻射d.太陽高度

5.輻射逆溫常形成于（d）

a.早晨b.夜間c.晴晴朗無云的夜晚

d.晴朗無云、少云、微風的夜間

6.在中高緯度大陸上冬季逆溫層的厚度為（）m

a.300b.400c.200-300d.300-400

三是非題：

L正午，太陽輻射最強，氣溫也最高（X）

2.一天當中夜間氣溫最低（X）

3.緯度越高，氣溫的日較差也愈大（X）

4.一年中氣溫的日較差最大值在夏至（X）

5.泰山頂上的日較差比泰安市的氣溫日較差小（V）

6.晴天的氣溫日較差比陰天小（X）

7.一年中冬至太陽高度角最小，因此也是氣溫最低的日子（X）

8.氣溫的年較差隨著緯度而增大（V）

9.氣溫的年較差隨著海拔高度的增高而增大（V）

10.在海平面上氣溫分布圖上，等溫線愈密，兩者的溫差愈小（X）

11.在南半球，有寒流經過的地方，等溫線凸向極地（X）

四.問答題：

L氣溫日變化的特點是什么？

大陸最高氣溫一般出現在14時左右，最低氣溫一般出現在日出前。

2.為什么最高氣溫在午后2時，而不是正午12時？

15

日出后，地面儲存熱量增多，地溫升高，大氣吸收地面放出的長波輻射，氣溫隨之升高。

正午，太陽高度角最大，太陽輻射達到一天中最強，正午過后，地面太陽輻射強度雖然開始減

弱，但得到的熱量比失去的熱量T還是多些，地面儲存的熱量仍在增加，所以地溫繼續升高,

長波輻射繼續增強，氣溫也繼續上升，由于地表熱容量小(0.4-0.6C/cm3.℃),地表不斷儲

存太陽輻射能，地溫最高值出現在午后2時。

3.為什么陰天氣溫日較差比晴天小？

氣溫的日較差是一天中的氣溫最高值與氣溫最低值之差。陰天時由于天空中有云的存在，

阻擋太陽輻射到達地面，使地面儲存的熱量減少，傳給大氣的熱量也隨之減少，氣溫的最

高值比晴天低。有云的夜晚地面會從大氣中接受到比晴天多的大氣逆輻射，減少地面損失

的熱量，因此最低氣溫比晴天的高。所以，陰天氣溫日較差比晴天的小

4.為什么一年中氣溫最大值在大暑而不在夏至？

春分一夏至：太陽高度角大，晝長夜短，大氣收入大于支出，氣溫逐漸升高②夏至一大暑:

太陽高度角雖然減小，但大氣仍是收入大于支出，到時大暑時，收入與支出相等，氣溫不

再上升，達到一年中氣溫最高的時間。

5.為什么一年中氣溫最低值在大寒而不在冬至？

大暑一冬至：太陽高度角繼續減小，晝短夜長，大氣收入小于支出，氣溫繼續下降。冬至

一大寒：過了冬至，太陽高度角雖然開始增大，晝長夜短，但地面仍是支出大于收入，到

了大寒，地面的支出熱量等于收入熱量，氣溫也就降到了最低值

6.為什么北半球1月份等溫線分布比7月份密？此四題見P53飛4

7.為什么北半球7月份南北溫差比冬季小？

8.為什么北半球在夏季陸地上的等溫線凸向極地？

9.輻射逆溫是如何形成的，條件是什么？

輻射逆溫是由于地面強烈輻射冷卻而形成的逆溫。條件：晴朗無云或少云、微風的夜晚

10.用圖解釋亂流逆溫的形成過程？

見P57

五.作圖：

1.亂流逆溫形成示意圖

2.輻射逆溫形成示意圖

3.北半球全年氣溫分布曲線

第三章大氣的運動

重點：

1.氣壓隨高度分布的定性解釋

2.氣壓場的表示方法，氣壓場的基本形式

3.促使空氣運動的力

4.地轉風、梯度風的概念、形成、風壓定律

5.大氣環流的概念，三圈環流的模式及風帶、氣壓帶的形成，實際大氣環流的基本特

征

難點：1.等高面圖、等壓面圖的形成

16

2.水平地轉偏向力的由來

1.三圈環流的形成、風帶、氣壓帶的形成

#3-1大氣壓力的變化

要求：

1.熟練掌握單位氣壓高度差、單位高度氣壓差的公式及意義

2.掌握引起氣壓隨時間變化的因素

3.理解氣壓的日變化、年變化

—.填空題：

1.大氣靜力平衡的條件是（垂直方向上受力為零）

2.靜力學方程式是（dp=-pgdzP為氣塊密度g為重力加速度：

3.垂直氣壓梯度的表達式是（GN=Pg）,單位是（mb/100m）和（hpa/lOOm）

4.低層大氣中由于空氣密度（大），單位氣壓高度差（小）

5.在低層大氣中由于空氣密度（大），氣壓隨高度遞減（快）

6.單位氣壓高度差的公式是（h=RdT/pg）,單