農(nóng)業(yè)氣象學(xué)考試復(fù)習(xí)題

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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 海面及其它各種水面 植被表面等 3 氣象要素 構(gòu)成和反映大氣狀態(tài)的物理量和物理現(xiàn)象 稱氣象要素 主要包 括氣壓 氣溫 濕度 風(fēng) 云 能見度 降水 輻射 日照和各種天氣現(xiàn)象等 二 填空題 說明 在有底線的數(shù)字處填上適當(dāng)內(nèi)容 1 干潔大氣中 按容積計(jì)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(yáng)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(fā)生三相變化的成分 是天氣演變的重 要角色 6 根據(jù)大氣中 9 的鉛直分布 可以把大氣在鉛直方向上分為五個(gè)層次 7 在對(duì)流層中 溫度一般隨高度升高而 10 8 大氣中對(duì)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(jù)大氣中極光出現(xiàn)的最大高度作為判斷大氣上界的標(biāo)準(zhǔn) 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(zhǎng)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 說明 正確的打 錯(cuò)誤的打 1 臭氧主要集中在平流層及其以上的大氣層中 它可以吸收太陽(yáng)輻射中的紫外 線 2 二氧化碳可以強(qiáng)烈吸收太陽(yáng)輻射中的紫外線 使地面空氣升溫 產(chǎn)生 溫室 效應(yīng) 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(duì)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(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng) 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(duì) 2 錯(cuò) 3 錯(cuò) 4 對(duì) 5 錯(cuò) 6 對(duì) 7 對(duì) 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(jìn)行光合作用的重要原料 植物在太陽(yáng)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(shí) 由于生物的呼吸 有機(jī)物的分解以及燃燒化石燃料等人類活動(dòng) 又 要產(chǎn)生大量的二氧化碳 這樣就存在著消耗和產(chǎn)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(jìn)行 其速度在大多數(shù)地區(qū)是夏半年大 冬半年 小 而呼吸作用等產(chǎn)生二氧化碳的過程則每時(shí)每刻都在進(jìn)行 所以這兩種過程速度 的差異在一天之內(nèi)是不斷變化的 在一年中也隨季節(jié)變化 從而引起二氧化碳濃度 的日變化和年變化 在一天中 從日出開始 隨著太陽(yáng)輻射的增強(qiáng) 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(dá)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(jìn)行 故近地氣層中二氧化碳濃度逐漸增 大 到第二天日出時(shí)達(dá)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(zhǎng)最旺 光合作用最強(qiáng) 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(shì) 2 對(duì)流層的主要特點(diǎn)是什么 答 對(duì)流層是大氣中最低的一層 是對(duì)生物和人類活動(dòng)影響最大的氣層 對(duì)流 層的主要特點(diǎn)有 1 對(duì)流層集中了80 以上的大氣質(zhì)量和幾乎全部的水汽 是天氣變化最復(fù)雜的 層次 大氣中的云 霧 雨 雪 雷電等天氣現(xiàn)象 都集中在這一氣層內(nèi) 2 在對(duì)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(duì)流層頂可降至 50 至 85 3 具有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)和亂流運(yùn)動(dòng) 促進(jìn)了氣層內(nèi)的能量和物質(zhì)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(yáng)輻 射隨緯度變化和地表性質(zhì)分布的不均勻性而產(chǎn)生的 五 復(fù)習(xí)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(guān)系 2 二氧化碳的日年化 年變化和長(zhǎng)期變化的特點(diǎn)如何 為什么會(huì)有這樣的變化 3 為何氣象學(xué)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(jù)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(diǎn) 6 根據(jù)氣體的狀態(tài)方程 說明當(dāng)一塊空氣的溫度比同高度上周圍空氣溫度高或低 時(shí) 這塊空氣在鉛直方向上的運(yùn)動(dòng)情況 7 根據(jù)狀態(tài)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(fā)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(shí)把輻射能也簡(jiǎn)稱為輻射 2 太陽(yáng)高度角 太陽(yáng)光線與地平面的交角 是決定地面太陽(yáng)輻射通量密度的重 要因素 在一天中 太陽(yáng)高度角在日出日落時(shí)為0 正午時(shí)達(dá)最大值 3 太陽(yáng)方位角 太陽(yáng)光線在地平面上的投影與當(dāng)?shù)刈游缇€的交角 以正南為 0 從正南順時(shí)鐘向變化為正 逆時(shí)針向變化為負(fù) 如正東方為 90 正西方為 90 4 可照時(shí)間 從日出到日落之間的時(shí)間 5 光照時(shí)間 可照時(shí)間與因大氣散射作用而產(chǎn)生的曙暮光照射的時(shí)間之和 6 太陽(yáng)常數(shù) 當(dāng)?shù)厍蚓嗵?yáng)為日地平均距離時(shí) 大氣上界垂直于太陽(yáng)光線平面 上的太陽(yáng)輻射能通量密度 其值為1367瓦 米 2 7 大氣質(zhì)量數(shù) 太陽(yáng)輻射在大氣中通過的路徑長(zhǎng)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(yáng)輻射 9 總輻射 太陽(yáng)直接輻射和散射輻射之和 10 光合有效輻射 綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí) 能被葉綠素吸收并參與光化學(xué) 反應(yīng)的太陽(yáng)輻射光譜成分 11 大氣逆輻射 大氣每時(shí)每刻都在向各個(gè)方向放射長(zhǎng)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(zhǎng)波輻射 13 地面輻射差額 某時(shí)段內(nèi) 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(duì)任何波長(zhǎng)的輻射 吸收率都是1的物體稱為 3 4 當(dāng)絕對(duì)溫度升高一倍時(shí) 絕對(duì)黑體的總輻射能力將增大 4 倍 5 如果把太陽(yáng)和地面都視為黑體 太陽(yáng)表面絕對(duì)溫度為6000K 地面溫度為 300K 則太陽(yáng)表面的輻射通量密度是地表面的 5 倍 6 絕對(duì)黑體溫度升高一倍時(shí) 其輻射能力最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)就變?yōu)樵瓉淼?6 7 太陽(yáng)赤緯在春秋分時(shí)為 7 冬至?xí)r為 8 8 上午8時(shí)的時(shí)角為 9 下午15時(shí)的時(shí)角為 10 9 武漢 30 N 在夏至 冬至和春秋分正午時(shí)的太陽(yáng)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(yáng)高度角 14 11 湖北省在立夏日太陽(yáng)升起的方位是 15 12 在六月份 北京的可照時(shí)間比武漢的 16 13 在太陽(yáng)直射北緯10 時(shí) 北半球緯度高于 17 的北極地區(qū)就出現(xiàn)極晝 14 由冬至到夏至 北半球可照時(shí)間逐漸 18 15 光照時(shí)間延長(zhǎng) 短日照植物的發(fā)育速度就會(huì) 19 16 在干潔大氣中 波長(zhǎng)較短的輻射傳播的距離比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的輻射傳播距離 20 17 隨著太陽(yáng)高度的降低 太陽(yáng)直接輻射中長(zhǎng)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(fēng)速的增大而 25 20 地面吸收的太陽(yáng)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(duì)黑體 4 15 5 160000 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(zhǎng) 17 80 18 延長(zhǎng) 19 減慢 20 短 21 增加 22 多 23 減小 24 增大 25 減小 26 地面輻射差額 三 選擇題 說明 在四個(gè)答案中 只能選一個(gè)正確答案填入空格內(nèi) 1 短日照植物南種北引 生育期將 A 延長(zhǎng) B 縮短 C 不變 D 可能延長(zhǎng)也可能縮短 2 晴朗的天空呈藍(lán)色 是由于大氣對(duì)太陽(yáng)輻射中藍(lán)紫色光 較多的結(jié)果 A 吸收 B 散射 C 反射 D 透射 3 對(duì)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(zhǎng)波輻射 4 在大氣中放射輻射能力最強(qiáng)的物質(zhì)是 A 氧 B 臭氧 C 氮 D 水汽 水滴和二氧化碳 5 當(dāng)?shù)孛嬗行л椛湓龃髸r(shí) 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(duì)絕對(duì)黑體 當(dāng)溫度升高時(shí) 輻射能力最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)將向長(zhǎng)波方向移 動(dòng) 2 在南北回歸線之間的地區(qū) 一年有兩次地理緯度等于太陽(yáng)赤緯 3 時(shí)角表示太陽(yáng)的方位 太陽(yáng)在正西方時(shí) 時(shí)角為90 4 北半球某一緯度出現(xiàn)極晝時(shí) 南半球同樣的緯度上必然出現(xiàn)極夜 5 白天氣溫升高主要是因?yàn)榭諝馕仗?yáng)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(yáng)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(zhǎng)波輻射 9 對(duì)太陽(yáng)輻射吸收得很少的氣體 對(duì)地面輻射也必然很少吸收 10 北半球熱帶地區(qū)輻射差額晝夜均為正值 所以氣溫較高 答案 1 錯(cuò) 2 對(duì) 3 錯(cuò) 4 對(duì) 5 錯(cuò) 6 對(duì) 7 錯(cuò) 8 對(duì) 9 錯(cuò) 10 錯(cuò) 五 計(jì)算題 1 任意時(shí)刻太陽(yáng)高度角的計(jì)算 根據(jù)公式 Sinh sin sin cos cos cos 大致分三步進(jìn)行 1 計(jì)算時(shí)角 以正午時(shí)為0 上午為負(fù) 下午為正 每小時(shí)15 如以 度 為單位 其計(jì)算式是 t 12 15 其中 t 為以小時(shí)為單位的時(shí)間 如以 弧度 為單位 則 t 12 2 24建議計(jì)算時(shí)以角度為單位 2 計(jì)算 sinh 值 所需的 值可從教材附表3中查到 考試時(shí)一般作為已知條件給出 3 求反正弦函數(shù)值 h 即為所求太陽(yáng)高度角 例 計(jì)算武漢 30 N 在冬至日上午10時(shí)的太陽(yáng)高度角 解 上午10時(shí) t 12 15 10 12 15 30 冬至日 23 27 武漢緯度 30 sinh sin30 sin 23 27 cos30 cos 23 27 cos 30 0 48908 h 29 17 2 正午太陽(yáng)高度角的計(jì)算 根據(jù)公式 h 90 進(jìn)行計(jì)算 特別應(yīng)注意當(dāng)計(jì)算結(jié)果 h 90 時(shí) 應(yīng)取補(bǔ)角 即用180 h 作為太陽(yáng)高度角 也可根據(jù) h 90 進(jìn)行計(jì)算 就不需考慮取補(bǔ)角的問題 建議用后一公式計(jì)算 還應(yīng)注意對(duì)南半球任何地區(qū) 應(yīng)取負(fù)值 在北半球?yàn)槎肽?秋分至春分 時(shí) 也取負(fù)值 例 計(jì)算當(dāng)太陽(yáng)直射20 S 時(shí) 約11月25日 在40 S 的正午太陽(yáng)高度角 解 已知 40 在南半球 20 h 90 40 20 110 計(jì)算結(jié)果大于90 故取補(bǔ)角 太陽(yáng)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(jì)算可照時(shí)間 大致分三步 1 根據(jù)公式 cos 0 tg tg 計(jì)算 cos 0 的值 2 計(jì)算反余弦函數(shù)值 0 得日出時(shí)角為 0 日落時(shí)角為 0 3 計(jì)算可照時(shí)間2 0 15 其中 0 必須以角度為單位 例 計(jì)算11月25日武漢的可照時(shí)間 解 由附表3可查得 20 武漢緯度 30 cos 0 tg tg tg30 tg 20 0 210138 0 77 87 即 日出時(shí)角為 77 87 相當(dāng)于真太陽(yáng)時(shí)6時(shí)49分 日落時(shí)角為77 87 相當(dāng)于真太陽(yáng)時(shí)17時(shí)11分 可照時(shí)間 2 0 15 2 77 87 15 10 38小時(shí) 4 計(jì)算水平面上的太陽(yáng)直接輻射通量密度 根據(jù)公式 R sb Rsc am sinh 大致分三步進(jìn)行計(jì)算 1 計(jì)算太陽(yáng)高度角的正弦 sinh 參看第1 2兩部分 2 計(jì)算大氣質(zhì)量數(shù) 一般用公式 m 1 sinh 3 計(jì)算 Rsb 例1 計(jì)算北京 取 40 N 冬至日上午10時(shí)水平面上的太陽(yáng)直接輻射通量密度 設(shè) Rsc 1367瓦 米 2 a 0 8 解 已知 40 23 27 冬至日 30 sinh sin40 sin 23 27 cos40 cos 23 27 cos 30 0 352825 m 1 sinh 1 0 352825 2 8343 R sb Rsc am sinh 1367 0 82 8343 0 352825 256 25 瓦 米 2 例2 計(jì)算武漢 為30 N 在夏至日正午時(shí)的太陽(yáng)直接輻射通量密度 已知 a 0 8 解 已知 30 23 27 正午太陽(yáng)高度角為 h 90 90 30 23 27 83 27 m 1 sinh 1 00657 Rsb Rsc am sinh 1367 0 81 00657 sin83 27 1084 87 瓦 米 2 例3 當(dāng)太陽(yáng)直射南半球緯度18 時(shí) 試求我國(guó)緯度42 處地面上正午時(shí)的直接輻射通量密度 已 知大氣透明系數(shù)為0 7 太陽(yáng)常數(shù)為1367瓦 米 2 解 已知 42 18 a 0 7 正午時(shí) h 90 90 42 18 30 m 1 sinh 1 sin30 2 Rsb Rsc am sinh 1367 0 7 2 sin30 334 9 瓦 米 2 5 計(jì)算坡面的太陽(yáng)直接輻射通量密度 坡面上的直接輻射通量密度計(jì)算式為 Rsb 坡 Rsc am sin 其中 為太陽(yáng)光線與坡面的夾角 Rsb 坡 的計(jì)算步驟與上述水平面上 Rsb的計(jì)算類似 但在第2步 計(jì)算 m 后 應(yīng)確定夾角 例1 計(jì)算武漢 為30 N 冬至日坡度為20 的南坡和北坡在正午時(shí)的太陽(yáng)直接輻射通量密度 設(shè)透明系數(shù) a 0 8 解 已知 30 23 27 正午太陽(yáng)高度角為 h 90 90 30 23 27 36 33 m 1 sinh 1 sin36 33 1 6792 注意 此處計(jì)算 m 時(shí)不能用 代替 h 對(duì)于南坡 正午時(shí) h 坡度 36 33 20 56 33 Rsb 南坡 Rsc am sin 1367 0 8 1 6792 sin56 33 784 14 瓦 米 2 對(duì)于北坡 正午時(shí) h 坡度 36 33 20 16 33 如果北坡坡度大于 h 時(shí)則無直射光 即 Rsb 北坡 0 Rsb 北坡 Rsc am sin 1367 0 8 1 6792 sin16 33 267 71 瓦 米 2 由此題可知冬季南坡暖而北坡冷的一個(gè)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(shí)太陽(yáng)直 接光線垂直于玻璃面 試問玻璃面與地平面的夾角應(yīng)是多少 冬至日正午時(shí)到達(dá)玻璃面上的直 接輻射通量密度為多少 已知太陽(yáng)常數(shù)為1367瓦 米 2 透明系數(shù)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 923804 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 Rsc am 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(shí)水平地面上及南北 坡面上的太陽(yáng)直接輻射通量密度 設(shè)大氣透明系數(shù)為0 8 太陽(yáng)常數(shù)為1367瓦 米 2 解 已知 36 5 23 5 a 0 8 坡面坡度 30 h 90 90 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 Rsc am sinh 1367 0 8 2 sin30 437 4 瓦 米 2 南坡 R sb 南坡 Rsc am sin R sc am sin h 1367 0 8 2 sin60 757 7 瓦 米 2 北坡 R sb 北坡 Rsc am sin R sc am sin h R sc am sin0 0 由此題可知 一般來說冬季正午南坡上的太陽(yáng)直接輻射最強(qiáng) 而對(duì)坡度大于太陽(yáng)高度角的北坡 則無太陽(yáng)直接輻射 所以南坡為溫暖的陽(yáng)坡 北坡為陰冷的陰坡 六 問答題 1 太陽(yáng)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(zhǎng)波不同 太陽(yáng)輻射能量主要在 0 15 4微米 包括紫外線 可見光和紅外線 能量最大的波長(zhǎng)為0 48微米 地面輻 射能量主要在3 80微米 為紅外線 能量最大的波長(zhǎng)在10微米附近 二者溫度不同 太陽(yáng)表面溫度為地面的20倍 太陽(yáng)輻射通量密度為地面的204倍 2 試述正午太北半球陽(yáng)高度角隨緯度和季節(jié)的變化規(guī)律 答 由正午太陽(yáng)高度角計(jì)算公式 h 90 可知在太陽(yáng)直射點(diǎn)處正午 時(shí) h 最大 為90 越遠(yuǎn)離直射點(diǎn) 正午 h 越小 因此正午太陽(yáng)高度角的變化規(guī)律 為 隨緯度的變化 在太陽(yáng)直射點(diǎn)以北的地區(qū) 隨著緯度 的增大 正午 h 逐漸減小 在直射點(diǎn)以南的地區(qū) 隨 的增大 正午 h 逐漸增大 隨季節(jié) 的變化 對(duì)任何一定的緯度 隨太陽(yáng)直射點(diǎn)的接近 正午 h 逐漸增 大 隨直射點(diǎn)的遠(yuǎn)離 正午 h 逐漸減小 例如北回歸線以北的地區(qū) 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(qū) 極圈內(nèi) 為極夜區(qū) 全天太陽(yáng)在地平線以下 3 可照時(shí)間長(zhǎng)短隨緯度和季節(jié)是如何變化的 答 隨緯度的變化 在北半球?yàn)橄陌肽陼r(shí) 全球隨緯度 值的增大 在南半球 由南極向赤道 增大 可照時(shí)間延長(zhǎng) 在北半球?yàn)槎肽陼r(shí) 全球隨緯度 值的 增大可照時(shí)間縮短 隨季節(jié) 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(shí)間逐漸延長(zhǎng) 隨 減小 夏至到冬至 可照時(shí)間逐漸縮短 南半球與此相 反 在北半球?yàn)橄陌肽?0 時(shí) 北極圈內(nèi)緯度為 90 以北的地區(qū)出現(xiàn)極晝 南極圈內(nèi)同樣緯度以南的地區(qū)出現(xiàn)極夜 在北半球冬半年 0 時(shí) 北極圈90 以北的地區(qū)出現(xiàn)極夜 南極圈內(nèi)同樣緯度以南出現(xiàn)極晝 4 光照時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)不同緯度之間植物的引種有什么影響 答 光照長(zhǎng)短對(duì)植物的發(fā)育 特別是對(duì)開花有顯著的影響 有些植物要求經(jīng)過 一段較短的白天和較長(zhǎng)的黑夜才能開花結(jié)果 稱短日照植物 有些植物又要求經(jīng)過 一段較長(zhǎng)的白天和較短的黑夜才能開花結(jié)果 稱長(zhǎng)日照植物 前者發(fā)育速度隨生育 期內(nèi)光照時(shí)間的延長(zhǎng)而減慢 后者則相反 對(duì)植物的主要生育期 夏半年 來說 隨 緯度升高光照時(shí)間延長(zhǎng) 因而短日照植物南種北引 由于光照時(shí)間延長(zhǎng) 發(fā)育速度 將減慢 生育期延長(zhǎng) 北種南引 發(fā)育速度因光照時(shí)間縮短而加快 生育期將縮短 長(zhǎng)日照植物的情況與此相反 而另一方面 對(duì)一般作物來說 溫度升高都會(huì)使發(fā)育速度加快 溫度降低使發(fā) 育速度減慢 因此 對(duì)長(zhǎng)日照植物來說 南種北引 光照時(shí)間延長(zhǎng)將使發(fā)育速度加 快 溫度降低又使發(fā)育速度減慢 光照與溫度的影響互相補(bǔ)償 使生育期變化不大 北種南引也有類似的光溫互相補(bǔ)償?shù)淖饔?所以長(zhǎng)日照植物不同緯度間引種較易成 功 而對(duì)短日照植物 南種北引 光照和溫度的改變都使發(fā)育速度減慢 光照影響 互相疊加 使生育期大大延長(zhǎng) 而北種南引 光溫的變化都使發(fā)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(qū)間引種 不論對(duì)長(zhǎng)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(duì)地面具有 溫室效應(yīng) 答 大氣對(duì)太陽(yáng)短波輻射吸收很少 絕大部分太陽(yáng)輻射能透過大氣而到達(dá)地面 使地面在白天能吸收大量的太陽(yáng)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(qiáng)烈地吸收地面放射的長(zhǎng)波輻射 并向地面發(fā)射大氣逆輻射 使 地面的輻射能不致于大量逸出太空而散熱過多 同時(shí)使地面接收的輻射能增大 大 氣逆輻射 因而對(duì)地面有增溫或保暖效應(yīng) 與玻璃溫室能讓太陽(yáng)輻射透過而又阻 止散熱的保溫效應(yīng)相似 所以這種保暖效應(yīng)被稱為大氣的 溫室效應(yīng) 6 什么是地面有效輻射 它的強(qiáng)弱受哪些因子的影響 舉例說明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作 用 答 地面有效輻射是地面放射的長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)波輻射的主要?dú)怏w 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(fēng)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(zhì) 地表越粗糙 顏 色越深 越潮濕 地面有效輻射越強(qiáng) 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(fēng)速 風(fēng)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 因而使有效輻射減小 而在白天風(fēng)速增大 可使有效輻射轉(zhuǎn)向增大 舉例 因?yàn)橐归g地面溫度變化決定于地面有效輻 射的強(qiáng)弱 所以早春或晚秋季節(jié)夜間地面有效輻射很強(qiáng)時(shí) 引起地面及近地氣層急 劇降溫 可出現(xiàn)霜凍 7 試述到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射光譜段對(duì)植物生育的作用 答 太陽(yáng)輻射三個(gè)光譜段是紫外線 0 15 0 4微米 可見光 0 4 0 76微米 和紅外線 0 76 4微米 紫外線對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育主要起生化效應(yīng) 對(duì)植物有刺激 作用 能促進(jìn)種子發(fā)芽 果樹果實(shí)的色素形成 提高蛋白質(zhì)和維生素含量以及抑制 植物徒長(zhǎng)和殺菌作用等 可見光主要起光效應(yīng) 提供給綠色植物進(jìn)行光合作用的光 能 主要吸收紅橙光區(qū) 0 6 0 7微米 和藍(lán)紫光區(qū) 0 4 0 5微米 紅外線主要起 熱效應(yīng) 提供植物生長(zhǎng)的熱量 主要吸收波長(zhǎng)為2 0 3 0微米的紅外線 七 復(fù)習(xí)思考題 1 對(duì) A B 兩灰體 在同樣強(qiáng)度的輻射照射下 A 升溫快得多 問在移去外界輻射 源后 哪一個(gè)降溫快 若 A B 都不是灰體 你的結(jié)論還成立嗎 2 雪面對(duì)太陽(yáng)輻射的反射率很大 約0 9 對(duì)紅外輻射的吸收率也很大 可達(dá)0 99 由此解釋地面積雪時(shí)天氣特別寒冷的原因 3 設(shè)灰體的吸收率為 a 試推導(dǎo)其總輻射能力與溫度的關(guān)系式 提示 將 Kirchhoff 定律與 Stefan Boltzmann 定律結(jié)合起來考慮 4 已知太陽(yáng)表面溫度約為6000K 地球表面溫度平均約為300K 假定太陽(yáng)表面為 絕對(duì)黑體 地球表面為吸收率為0 9的灰體 試分別計(jì)算太陽(yáng)和地球表面的總放射 能力 5 計(jì)算武漢 30 N 二分 二至日出 日落時(shí)間和可照時(shí)間 6 試分析正午太陽(yáng)高度角隨緯度和季節(jié)的變化規(guī)律 7 根據(jù)可照時(shí)間計(jì)算公式分析可照時(shí)間隨緯度和季節(jié)的變化規(guī)律 8 當(dāng)太陽(yáng)赤緯為 時(shí) 在地球上哪些區(qū)域分別出現(xiàn)極晝 極夜 9 假如地球自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道面鉛直 地球上還會(huì)有季節(jié)交替嗎 可照時(shí)間還會(huì) 變化嗎 正午太陽(yáng)高度角隨緯度如何變化呢 為什么 10 為何長(zhǎng)日照植物大多原產(chǎn)于高緯度地區(qū) 而短日植物一般原產(chǎn)于低緯度地區(qū) 11 對(duì)長(zhǎng)日照作物和短日照植物進(jìn)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 10 8公里 太陽(yáng)直徑為1 392 10 6公里 太陽(yáng)常數(shù) 為 1367瓦 米 2 將太陽(yáng)視為絕對(duì)黑體 忽略宇宙塵埃對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收作用 試 推算太陽(yáng)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(lán)色 而日出 日落時(shí)太陽(yáng)光盤又呈紅色 14 根據(jù)水平面太陽(yáng)直接輻射通量密度的計(jì)算式 分析直接輻射的影響因素 15 計(jì)算武漢 30 N 和北京 40 N 冬至和夏至日晴天真太陽(yáng)時(shí)10 12時(shí)的太陽(yáng) 直接輻射通量密度 設(shè)透明系數(shù) p 0 8 16 任一坡面上太陽(yáng)直接輻射通量密度為 Rsb 坡 Rsc am sin 其中 為太陽(yáng) 光線與坡面的夾角 試分別計(jì)算武漢冬至和夏至正午時(shí) 在坡度為30 的南坡和 北坡上的太陽(yáng)輻射通量密度 設(shè)透明系數(shù) p 0 8 17 武漢夏至日測(cè)得正午水平面上的直接輻射通量密度為800瓦 米 2 設(shè)這一天 天空晴朗 透明系數(shù)不變 試計(jì)算透明系數(shù)和下午16時(shí)的太陽(yáng)輻射通量密度 18 太陽(yáng)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(yáng)高度角如何變化 為什么 提示 根據(jù)分子散射規(guī)律解釋 20 不同光譜成分的太陽(yáng)輻射對(duì)植物的生命活動(dòng)有何影響 21 地面輻射通量密度如何計(jì)算 它受什么因素影響 22 何謂大氣的 溫室效應(yīng) 如果大氣中水汽含量減少 溫室效應(yīng) 是增強(qiáng)還 是減弱 為什么 不考慮大氣中水汽的凝結(jié)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(duì)流層中 氣溫隨高度的升高而降低 25 何謂地面輻射差額 其日變化和年變化特征如何 26 解釋名詞 輻射 絕對(duì)黑體 灰體 太陽(yáng)赤緯 太陽(yáng)高度角 方位角 可照 時(shí)間 光照時(shí)間 光周期現(xiàn)象 長(zhǎng)日照植物 短日照植物 太陽(yáng)常數(shù) 大氣透明系 數(shù) 大氣質(zhì)量數(shù) 總輻射 大氣逆輻射 溫室效應(yīng) 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(cè)溫度值之平均 即 T 平均 T02 T 08 T 14 T 20 4 4 候平均溫度 為五日平均溫度的平均值 5 活動(dòng)溫度 高于生物學(xué)下限溫度的溫度 6 活動(dòng)積溫 生物在某一生育期 或全生育期 中 高于生物學(xué)下限溫度的日平 均氣溫的總和 7 有效溫度 活動(dòng)溫度與生物學(xué)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(xiàn)象 10 輻射逆溫 晴朗小風(fēng)的夜間 地面因強(qiáng)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(dòng)面 作用面 凡是輻射能 熱能和水分交換最活躍 從而能調(diào)節(jié)鄰近 氣層和土層溫度或濕度狀況的物質(zhì)面 12 容積熱容量 單位容積的物質(zhì) 升溫1 所需要的熱量 13 農(nóng)耕期 通常把日平均溫度穩(wěn)定在0 以上所持續(xù)的時(shí)期 稱為農(nóng)耕期 14 逆溫層 氣溫隨高度升高而升高的現(xiàn)象 稱為逆溫現(xiàn)象 發(fā)生逆溫現(xiàn)象的 氣層 稱為逆溫層 15 三基點(diǎn)溫度 是指生物維持生長(zhǎng)發(fā)育的生物學(xué)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(guī)律是 最高溫度出現(xiàn)在 1 時(shí) 最低溫度出現(xiàn) 2 時(shí) 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(xiàn)的時(shí)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(dǎo)熱率 比空氣 8 粘土的熱 容量比沙土的要 9 粘土的導(dǎo)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 d 在200 1300米的氣層中 對(duì)干空氣塊是不穩(wěn)定狀態(tài) 2 某作物從出苗到開花需一定有效積溫 其生物學(xué)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(jù)預(yù)報(bào)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(dòng)積溫及有效積溫各是多少 解 1 求某作物所需有效積溫 A 由公式 n A T B 得 A n T B 則 A 25 10 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 750 310 440 還需天數(shù) n 440 30 10 22天 即6月22日開花 3 求活動(dòng)積溫與有效積溫 活動(dòng)積溫 20 31 30 22 1280 有效積溫 750 答 該作物于6月22日開花 所需要的活動(dòng)積溫和有效積溫分別為1280 和750 3 育種過程中 對(duì)作物進(jìn)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(fù)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(shí)播種為宜 已知父本播種后 天氣預(yù)報(bào)日平均溫度為25 解 A 母 765 A 父 1350 T 25 B 10 n A 父 A 母 T B 1350 765 25 10 585 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(xué)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(dòng)積溫和有效積溫 月 份 5 6 7 月平均 溫度 2 1 3 2 5 7 2 8 8 解 已知 t 5 21 3 n 31天 t 6 25 7 n 30天 t 7 28 8 n 31 天 B 10 1 Y t 10 n1 t1 n 2 t2 n 3t3 31 21 3 30 25 7 31 28 8 2324 1 2 A T B n1 t1 B n 2 t2 B n 3 t3 B 31 11 3 30 15 7 31 18 8 1404 1 答 活動(dòng)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(tài) 當(dāng) 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(shè)1200米處氣溫為 t2 氣塊下沉至地面時(shí)的溫度為 t 1 t2 t 1 Z2 Z 1 r t2 t1 r Z 2 Z 1 20 0 65 100米 1200 200 米 13 5 2 t2 to Z 2 rd to t2 rd Z2 13 5 1 100米 1200米 25 5 答 離地面1200米高處的氣溫為13 5 氣塊下沉至地面時(shí)的溫度為25 5 6 某水稻品種5月25日開始幼穗分化 從幼穗分化到抽穗的有效積溫為242 生物學(xué)下限溫度為11 5 天氣預(yù)報(bào)5月下旬至6月中旬平均溫度為22 5 試問抽 穗日期是何時(shí) 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 復(fù)習(xí)思考題 1 土壤的熱容量主要由什么決定 為什么 2 何謂導(dǎo)熱率 它表示什么意義 3 土壤導(dǎo)熱率隨土壤濕度如何變化 4 何謂導(dǎo)溫率 它表示什么物理意義 5 土壤導(dǎo)溫率隨土壤濕度如何變化 為什么 6 表示溫度周期性變化的特征量有哪些 如何計(jì)算 7 一天中地面最高和最低溫度各出現(xiàn)在什么時(shí)候 為何最高溫度一般不出現(xiàn)在正 午 8 土中溫度的變化特征是什么 為何年溫不變層深度大于日溫不變層深度 9 已知某地溫度日較差為32 而10cm 深處日較差為10 1 求日溫不變層 日 較差 0 1 的深度 如該地的地面溫度年較差為40 求年溫不變層深度 10 水體的熱交換特性有哪些 這些特性對(duì)水溫的變化有什么影響 11 緯度對(duì)氣溫日較差和年較差有什么影響 為什么 12 何謂絕熱變化 大氣中在什么情況下的狀態(tài)變化可看作絕熱變化 13 為何氣塊作上升運(yùn)動(dòng)時(shí)溫度會(huì)下降 為何飽和濕空氣上升時(shí)降溫比干空氣慢 14 何謂溫度的鉛直梯度 它和干絕熱直減率 濕絕熱直減率有什么不同 15 何謂逆溫 在什么條件下可出現(xiàn)逆溫 逆溫在農(nóng)業(yè)上有什么意義 16 何謂大氣穩(wěn)定度 如何判斷大氣的穩(wěn)定度 17 試分析晴天條件下大氣穩(wěn)定度的日變化情況 由分析結(jié)果解釋夏天雷陣雨常 出現(xiàn)在午后的原因 18 已知500m 1000m 和2000m 高處的氣溫分別為12 0 8 0 和2 0 試判斷 500m 1000m 和1000m 2000m 這兩層空氣的穩(wěn)定度 19 某種植物從出苗到開花所需的有效積溫是一定的 它在日均溫恒為20 的條 件下從出苗到開花時(shí)間為100天 而在18 時(shí)為125天 如果讓這種植物在25 條件 下生長(zhǎng)50天 然后轉(zhuǎn)移至20 的條件下栽培 問該植物從出苗到開花共需多少天 其生物學(xué)零度為多少 20 為什么對(duì)同一植物的同一發(fā)育期 積溫也存在不穩(wěn)定性 21 解釋名詞 熱容量 導(dǎo)熱率 導(dǎo)溫率 活動(dòng)層 活動(dòng)面 年較差 逆溫 亂 流 活動(dòng)溫度 有效積溫 干絕熱直減率 濕絕熱直減率 第四章 水分 一 名詞解釋題 1 飽和水汽壓 E 空氣中水汽達(dá)到飽和時(shí)的水汽壓 2 相對(duì)濕度 U 空氣中的實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的百分比 3 飽和差 d 同溫度下飽和水汽壓與實(shí)際水汽壓之差 4 露點(diǎn)溫度 t d 在氣壓和水汽含量不變時(shí) 降低溫度使空氣達(dá)到飽和時(shí)的 溫度 5 降水量 從大氣中降落到地面 未經(jīng)蒸發(fā) 滲透和流失而在水平面上積累的 水層厚度 6 干燥度 為水面可能蒸發(fā)量與同期內(nèi)降水量之比 7 農(nóng)田蒸散 為植物蒸騰與株間土壤蒸發(fā)的綜合過程 8 降水距平 是指某地實(shí)際降水量與多年同期平均降水量之差 9 降水變率 降水距平 多年平均降水量 100 10 輻射霧 夜間由于地面和近地氣層輻射冷卻 致使空氣溫度降低至露點(diǎn)以 下所形成的霧 二 填空題 1 低層大氣中的水汽 隨著高度的升高而 1 2 蒸發(fā)量是指一日內(nèi)由蒸發(fā)所消耗的 2 3 相對(duì)濕度的日變化與溫度的日變化 3 4 使水汽達(dá)到過飽和的主要冷卻方式有 4 冷卻 接觸冷卻 5 冷卻和 6 冷 卻 5 空氣中水汽含量越多 露點(diǎn)溫度越 7 空氣中的水汽達(dá)到飽和時(shí) 則相對(duì) 濕度是 8 答案 1 減少 2 水層厚度 3 相反 4 輻射 5 混合 6 絕熱 7 高 8 100 三 判斷題 1 當(dāng)氣溫高于露點(diǎn)溫度時(shí) 飽和差則等于零 2 相對(duì)濕度在一天中 中午最大 早上最小 3 甲地降水相對(duì)變率較乙地同時(shí)期的相對(duì)變率大 說明甲地降水量比乙地多 4 形成露時(shí)的露點(diǎn)溫度在零上 出現(xiàn)霜時(shí)的露點(diǎn)溫度在零下 5 當(dāng)干燥度小于0 99時(shí) 為濕潤(rùn) 大于4為干燥 答案 1 錯(cuò) 2 錯(cuò) 3 錯(cuò) 4 對(duì) 5 對(duì) 四 選擇題 1 當(dāng)飽和水汽壓為8hPa 相對(duì)濕度為80 則水汽壓為 1 6 4hPa 4 6hPa 8 0hPa 4 0hPa 2 當(dāng)相對(duì)濕度為100 時(shí) 則 3 氣溫高于露點(diǎn) 飽和差 0 氣溫 露點(diǎn) 飽和差大于零 氣溫 露點(diǎn) 飽和差 0 氣溫低于露點(diǎn) 飽和差小于零 3 中午相對(duì)濕度變小 主要因?yàn)闅鉁厣?從而使 2 e 增大 E 不變 E 比 e 更快增大 E 減小 e 更快減小 蒸發(fā)量增大 E 降低 答案 1 2 3 五 簡(jiǎn)答題 1 何謂降水變率 它與旱澇關(guān)系如何 答 降水變率 降水距平 多年平均降水量 100 它表示降水量變動(dòng)情況 變 率大 說明該地降水量距平均值的差異大 即降水量有時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過多年的平均值 這樣就會(huì)出現(xiàn)洪澇災(zāi)害 相反 有時(shí)降水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于平均降水量 則相應(yīng)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán) 重缺水干旱 2 相對(duì)濕度的日 年變化規(guī)律如何 答 相對(duì)濕度的日變化與氣溫日變化相反 最大值出現(xiàn)在凌晨 最小值出現(xiàn)在 14 15時(shí) 年變化一般是冬季最大 夏季最小 但若受海陸風(fēng)及季風(fēng)影響的地方 其日 年變化 有可能與氣溫相一致 3 影響農(nóng)田蒸散的主要因子是什么 sdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdfdf 答 有三方面 1 氣象因子 包括輻射差額 溫度 濕度和風(fēng)等 2 植物因 子 包括植物覆蓋度 植物種類 生育狀況等 3 土壤因子 包括土壤通氣狀況 土壤含水量 土壤水的流動(dòng)情況等 六 論述題 1 試述霧的種類及成因 并分析霧在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義 答 霧的種類 輻射霧 夜間地面和近地面氣層 因輻射冷卻 使空氣溫度降 低至露點(diǎn)溫度以下而形成的霧 平流霧 當(dāng)暖濕空氣流經(jīng)冷的下墊面而逐漸冷卻 使空氣溫度降低到露點(diǎn)溫度以下而形成的霧 霧在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義 不利方面 霧削弱了到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射 使日照時(shí)間減少 改變光質(zhì)成分 霧影響土溫和氣 溫日較差 使日較差變小 霧使空氣濕度增大 減弱農(nóng)田蒸散 對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育 光合作用 產(chǎn)量和品質(zhì)等均產(chǎn)生不利影響 此外 霧為病蟲害提供滋生和發(fā)展條件 有利方面 在寒冷季節(jié) 霧可減弱地面有效輻射 減輕或避免作物的凍害 霧對(duì)于 以莖 葉為主要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的作物有利 如茶 麻等 可還延長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期而提高產(chǎn) 量 七 計(jì)算題 1 當(dāng)飽和差為1hPa 相對(duì)濕度為80 求飽和水汽壓是多少 解 已知 d E e 1hpa U e E 0 8 則 e E 1 又 E 1 E 0 8 E 5 hPa 答 飽和水汽壓為5hPa 2 當(dāng)氣溫為15 0 時(shí) 飽和水汽壓為17 1hPa 在氣溫為26 3 時(shí) 飽和水汽 壓為34 2hPa 現(xiàn)測(cè)得氣溫為26 3 水汽壓為17 1hPa 試求相對(duì)濕度和露點(diǎn)是多 少 解 U e E 100 據(jù)題意當(dāng) t 26 3 則 E 34 2hPa e 17 1hPa U 17 1 34 2 100 50 又當(dāng) t 15 0 則 E 17 1hPa 此時(shí) t td 露點(diǎn)溫度 答 相對(duì)濕度為50 露點(diǎn)溫度為15 3 溫度為20 水汽壓為17 1hPa 的一未飽和氣塊 從山腳海平處抬升翻越 1500m 的高山 凝結(jié)產(chǎn)生的水滴均降在迎風(fēng)坡 求該氣塊到達(dá)山背風(fēng)坡海平面處的 溫度和相對(duì)濕度 已知 rd 1 100米 r m 0 5 100米 且溫度為10 15 20 25 時(shí)的飽和水汽壓分別為12 3 17 1 23 4 31 7hPa 忽略未飽和氣塊 升降時(shí)露點(diǎn)的變化 解 e 17 1hPa 當(dāng) t 15 時(shí) 則水汽飽和 E 15 17 1hPa 凝結(jié)高度為 Z d 20 15 100 500米 t2000米 20 1 0 500 100 0 5 1500 500 100 10 t 山背腳 10 1 1500 100 25 U e E 100 12 3 31 7 100 39 答 背風(fēng)坡海平面上的氣溫為25 相對(duì)濕度為39 4 溫度為25 水汽壓為22hPa 的空氣塊 從迎風(fēng)坡山腳處向上爬升 已知山 高1500米 凝結(jié)產(chǎn)生的水滴均降在迎風(fēng)坡 試求空氣塊的凝結(jié)高度 山頂處的溫 度和相對(duì)濕度 氣溫為19 和25 的飽和水汽壓依次是22 0hPa 和31 7hPa 忽略空 氣上升時(shí)露點(diǎn)的變化 解 1 t o 25 t d 19 r d 1 100米 t d t o Zd r d 凝結(jié)高度為 Z d to t d rd 25 19 1 100米 600米 2 已知 rm 0 5 100米 t 山頂 t d Z Z d r m t 山頂 td r m Z Z d 19 0 5 100米 1500 600 19 0 5 100米 900米 14 5 3 因氣塊到達(dá)山頂時(shí)水汽是飽和的 所以相對(duì)濕度 r 100 5 某地夏季 6 8月 各月降水量及平均溫度資料如下表 月 6 7 8 份 降水 量 毫 米 2 0 9 5 1 5 6 2 1 1 9 4 平均 溫度 2 5 7 2 8 8 2 8 3 試求夏季干燥度 并說明其干濕狀況 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 故為濕潤(rùn)狀態(tài) 八 復(fù)習(xí)思考題 1 試推導(dǎo)用水汽壓計(jì)算露點(diǎn)溫度的公式 2 簡(jiǎn)述各種濕度特征量的定義和表示的意義 3 總結(jié)歸納各種濕度特征量的換算方法 4 水分子數(shù)一定的空氣塊作絕熱上升運(yùn)動(dòng)時(shí) 各濕度特征量如何變化 為什么 5 在氣溫為15 0 時(shí) 測(cè)得水汽壓為13 4hPa 氣壓為1010 0 hPa 試求比濕 相對(duì)濕度 飽和差和露點(diǎn)溫度 6 開水杯上和夏天冰塊周圍均可出現(xiàn)水汽凝結(jié)成的水霧 試分析這兩種現(xiàn)象形成 的原因并比較其形成過程的異同點(diǎn) 7 簡(jiǎn)述水汽壓 相對(duì)濕度的日變化 年變化特征和原因 8 某日氣溫為20 0 水溫為18 0 相對(duì)濕度為70 水面蒸發(fā)速率為2 1mm 日 如果次日水溫升為20 0 其它條件不變 則水面蒸發(fā)速率變?yōu)槎嗌?9 土壤中的水分是通過哪些方式蒸發(fā)的 試針對(duì)這些方式提出保墑措施 10 在什么條件下容易形成露和霜 為什么 11 某日晨最低氣溫 tm 10 露點(diǎn) td 9 據(jù)預(yù)報(bào)次日晨 tm 8 t d不變 試估計(jì)次日晨是否有霧 如有的話可能是什么霧 為什么 12 降水是如何形成的 為什么在云中 冰水共存或大小水滴共存時(shí)有利于降水 的形成 13 簡(jiǎn)述人工降水的原理和方法 14 降水變率的意義是什么 為什么降水變率大的地區(qū)易發(fā)生旱澇 15 一團(tuán)溫度為15 相對(duì)濕度為80 的空氣塊 從海平面處開始翻越一座2000米 高的山脈 忽略飽和前水汽壓的變化 求迎風(fēng)坡的云高和山頂處的水汽壓 16 解釋名詞 水汽壓 比濕 相對(duì)濕度 飽和差 露點(diǎn)溫度 農(nóng)田蒸散 平流 霧 降水量 降水距平 降水相對(duì)變率 干燥度 水分利用率 蒸騰系數(shù) 第五章 一 名詞解釋題 低氣壓 又稱氣旋 是中心氣壓低 四周氣壓高的閉合氣壓系統(tǒng) 高氣壓 又稱反氣旋 是中心氣壓高 四周氣壓低的閉合氣壓系統(tǒng) 地轉(zhuǎn)風(fēng) 當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)偏向力與氣壓梯度力大小相等 方向相反達(dá)到平衡時(shí) 空氣沿等壓線作直線運(yùn)動(dòng)所形 成的風(fēng) 季風(fēng) 大范圍地區(qū)的盛行風(fēng)向隨季節(jié)而改變的風(fēng) 其中1月和7月風(fēng)向變換需在120 以上 海陸風(fēng) 在沿海地區(qū) 由于海陸熱力差異 形成白天由海洋吹向陸地 夜間風(fēng)由陸地吹向海洋 這樣 一種晝夜風(fēng)向轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象 山谷風(fēng) 在山區(qū) 白天風(fēng)從谷地吹向山坡 夜間由山坡吹向山谷這樣一種以日為周期的地方性風(fēng) 焚風(fēng) 氣流越山后在山的背風(fēng)坡絕熱下沉而形成的干而熱的風(fēng) 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 溫度為0 在緯度45 的海平面上的大氣壓力 其值為1013 2hPa 二 填空題 1 按照三圈環(huán)流理論 北半球有 1 2 3 4 四個(gè)氣壓帶和 5 6 7 三個(gè)風(fēng)帶 2 季風(fēng)以 8 為周期 海陸風(fēng)以 9 為周期 且海風(fēng) 10 陸風(fēng) 3 作用于空氣運(yùn)動(dòng)的力有 11 12 13 和 14 其中在高層大氣中 15 力可以忽略 而空氣作 直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 16 力可以忽略 4 白天 由山谷吹向山坡的風(fēng)是 17 風(fēng) 夜晚 由陸地吹向海洋的風(fēng)是 18 風(fēng) 5 風(fēng)向規(guī)定為風(fēng)的 19 向 由南向北運(yùn)動(dòng)的空氣 風(fēng)向?yàn)?20 答案 1 赤道低壓帶 2 副熱帶高壓帶 3 副極地低壓帶 4 極地高壓帶 5 東北信風(fēng)帶 6 盛行西風(fēng)帶 7 極地東風(fēng)帶 8 年 9 日 10 強(qiáng)于 11 水平氣壓梯度力 12 地轉(zhuǎn)偏向 力 13 摩擦力 14 慣性離心力 15 摩擦力 16 慣性離心力 17 谷 18 陸 19 來 20 南 三 判斷題 1 在赤道和極地都存在有地轉(zhuǎn)偏向力 但赤道上沒有慣性離心力 2 顧名思義 季風(fēng)就是季節(jié)性的風(fēng) 如春季為春季風(fēng) 夏季為夏季風(fēng)等 3 高大山體的迎風(fēng)坡 云霧往往比背風(fēng)坡多 4 當(dāng)空氣作絕熱上升運(yùn)動(dòng)時(shí) 氣溫要逐漸升高 氣流越過山后 在山的背風(fēng)坡下沉 氣溫將下降 5 在山區(qū)的山谷風(fēng) 夜間由山坡吹向山谷 6 一團(tuán)濕空氣從海平面沿一山坡上升 其溫度必然會(huì)升高 7 海陸風(fēng)以日為周期 白天風(fēng)由海洋吹向陸地 晚上相反 8 夏季影響我國(guó)大部分地區(qū)的大氣活動(dòng)中心是太平洋高壓和阿留申低壓 答案 1 錯(cuò) 2 錯(cuò) 3 對(duì) 4 錯(cuò) 5 對(duì) 6 錯(cuò) 7 對(duì) 8 錯(cuò) 四 簡(jiǎn)答題 1 海平面氣壓場(chǎng)有哪幾種基本類型 各自所對(duì)應(yīng)的天氣如何 答 按照氣壓的分布 海平面氣壓場(chǎng)有五種基本類型 低氣壓 即等壓線封閉的中心 氣壓低四周氣壓高的區(qū)域 常常帶來陰雨天氣 高氣壓 即等壓線封閉的中心氣壓高 四周氣壓低的區(qū)域 常常對(duì)應(yīng)晴好天氣 低壓槽 即由低氣壓向高氣壓延伸的狹長(zhǎng)區(qū)域 它的天氣與低壓天氣類似 高壓脊 即由高氣壓向低氣壓延伸的狹長(zhǎng)區(qū)域 天氣與高氣 壓天氣類似 鞍形氣壓區(qū) 即兩個(gè)高壓和兩個(gè)低壓交錯(cuò)相對(duì)的中間區(qū)域 這個(gè)區(qū)域的天 氣一般無明顯規(guī)律 常常取決于是偏于高壓還是低壓 從而具有相應(yīng)的天氣 2 海陸風(fēng)的成因 答 由于海陸熱力差異 白天陸地增溫比海洋快 使陸地上空氣溫度高 密度小 氣流 上升 近地形成低壓區(qū) 海洋上空氣溫度低 密度大而下沉 形成高壓區(qū) 氣壓梯度由海 洋指向陸地 使空氣自海洋流向陸地 即海風(fēng) 夜間陸地降溫比海洋快 于是情況與白天 相反 空氣自陸地流向海洋 即陸風(fēng) 3 為什么高大山體的迎風(fēng)坡多云雨 答 由于空氣受高大山體阻礙 沿著迎風(fēng)坡絕熱上升 按干絕熱規(guī)律降溫 到一定高度 凝結(jié)高度 時(shí) 空氣達(dá)到飽和狀態(tài) 然后按濕絕熱規(guī)律上升降溫 空氣中水汽凝結(jié) 成云 致雨 故迎風(fēng)坡多云雨 4 比較季風(fēng)與海陸風(fēng)的異同 答 季風(fēng)與海陸風(fēng)的比較可從下表中得到明顯反映 成 因 范 圍 周期 強(qiáng) 度 關(guān) 系 季 風(fēng) 冬夏海陸熱 特性的差異 行星風(fēng)帶的 季節(jié)性位移 距沿海幾百 至上千公里 年 東亞季風(fēng)是 冬季風(fēng)強(qiáng)于 夏季風(fēng) 夏季風(fēng)類似 于海風(fēng) 冬季風(fēng)類似 于陸風(fēng) 海陸風(fēng) 日夜海陸熱特 性的差異 僅距沿海幾 十公里 日 海風(fēng)強(qiáng)于陸 風(fēng) 5 分析焚風(fēng)成因及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有何影響 答 焚風(fēng)是由于氣流遇到高大山脈阻擋被迫爬坡時(shí) 在山的迎風(fēng)坡水汽凝結(jié)成云和雨 而在背風(fēng)坡絕熱下沉 溫度升高 濕度下降而形成的一種干熱風(fēng) 初春的焚風(fēng)可使積雪融 化 利于灌溉 也可提早春耕 有利作物生長(zhǎng) 夏末秋季的焚風(fēng)可使谷物和水果早熟 提 早收獲 另一方面 焚風(fēng)出現(xiàn)時(shí) 由于短時(shí)間內(nèi)氣溫急劇升高 相對(duì)濕度迅速下降 使作 物蒸騰加快 引起作物脫水枯萎 甚至死亡 造成作物減產(chǎn)或無收 強(qiáng)大的焚風(fēng)還能引起 森林火災(zāi) 旱災(zāi) 高山雪崩等 6 何謂大氣活動(dòng)中心 影響我國(guó)的有哪些 答 由三圈環(huán)流模式所導(dǎo)出的地球表面的氣壓帶和行星風(fēng)帶的分布均未考慮地表物理狀 況的影響 由于地球表面海陸性質(zhì)的差異 氣壓帶和風(fēng)帶發(fā)生斷裂 形成性質(zhì)各異的一個(gè) 個(gè)氣壓中心 這些中心統(tǒng)稱為大氣活動(dòng)中心 影響我國(guó)的大氣活動(dòng)中心夏半年有北太平洋 高壓和印度低壓 冬半年有蒙古高壓和阿留申低壓 五 綜合論述題 1 試述東亞季風(fēng)和南亞季風(fēng)的形成過程和成因 答 東亞季風(fēng)和南亞季風(fēng)雖然都出現(xiàn)在歐亞大陸上 但其形成原因和過程是不同的 東 亞季風(fēng)是由海陸間熱力差異形成的 東亞位于世界上最大的大陸歐亞大陸的東部 東鄰世 界上最大的海洋太平洋 夏季大陸增暖快于海洋 陸地上氣溫比海洋上高 氣壓較海洋上 低 陸地上為印度低壓 海洋上為北太平洋高壓 氣壓梯度由海洋指向陸地 形成了由海 洋吹向陸地的夏季風(fēng) 帶來高溫 多雨天氣 冬季陸地上降溫快于海洋 陸地上溫度低 氣壓高 為蒙古高壓 海洋上為阿留申低壓 氣流由陸地吹向海洋 形成了寒冷干燥的冬 季風(fēng) 東亞的特殊海陸分布使它成為世界上季風(fēng)最發(fā)達(dá) 最明顯的地區(qū)之一 南亞季風(fēng)是 由行星風(fēng)帶的季節(jié)性位移造成的 冬季南亞為東北信風(fēng)區(qū) 夏季 赤道低壓帶北移 南半 球的東南信風(fēng)越過赤道后變成西南風(fēng) 影響南亞地區(qū) 由于東北信風(fēng)來自干燥的高緯內(nèi)陸 吹冬季風(fēng)期間就成為南亞的旱季 而西南風(fēng) 即夏季風(fēng) 來自低緯廣大的海洋上 高溫高濕 它的到來即標(biāo)志著南亞雨季的開始 2 實(shí)際大氣中的風(fēng)是在哪幾種力作用下產(chǎn)生的 各自所起的作用如何 答 實(shí)際大氣中的風(fēng)是在水平氣壓梯度力 地轉(zhuǎn)偏向力 慣性離心力和摩擦力四個(gè)力的 作用下產(chǎn)生的 水平氣壓梯度力是使空氣開始運(yùn)動(dòng)的原始動(dòng)力 只要有溫度差就會(huì)有氣壓 差 氣壓梯度 由此產(chǎn)生氣壓梯度力 空氣就可以開始運(yùn)動(dòng) 而且氣壓梯度的方向就是空 氣開始運(yùn)動(dòng)的方向 地轉(zhuǎn)偏向力是由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的 是一種假想的力 在北半球 它永遠(yuǎn)偏于運(yùn)動(dòng)方向的右面 只能改變運(yùn)動(dòng)的方向 不能改變運(yùn)動(dòng)的速度 且隨緯度的增 高而增大 赤道上為零 極地最大 因此 在低緯度地區(qū) 地轉(zhuǎn)偏向力?？珊雎圆挥?jì) 當(dāng) 空氣運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線時(shí) 要受到慣性離心力的作用 這個(gè)力由曲率中心指向外圍 大小 與風(fēng)速成正比 與曲率半徑成反比 在多數(shù)情況下 這個(gè)力數(shù)值很小 僅在龍卷風(fēng) 臺(tái)風(fēng) 中比較明顯 摩擦力總是阻礙空氣的運(yùn)動(dòng) 既存在于空氣與下墊面之間 外摩擦 也存在 于不同運(yùn)動(dòng)速度的空氣層之間 內(nèi)摩擦 摩擦力一般在摩擦層 2km 以下的大氣層 比較重要 且越近地面摩擦力越大 在2km 以上的自由大氣中可忽略不計(jì) 六 計(jì)算題 1 一登山運(yùn)動(dòng)員 從海拔500m 氣溫為25 處開始登山 當(dāng)他到達(dá)高度 Z1處時(shí) 氣壓 比出發(fā)時(shí)減少了1 5 氣溫為 13 他繼續(xù)往上走 到 Z2處時(shí) 氣壓比 Z1處又減少了1 5 氣溫為 1 試問 Z1 Z 2處的海拔高度各為多少 解 已知開始登山時(shí) Z0 500m t0 25 到 Z1高度 t1 13 Z