气象学与气候学.docx

第1—2章
1）简述气候系统。
答:气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、雪圈和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一物理系统。
太阳辐射是气候系统的能源。在太阳辐射的作用下，气候系统产生了一系列复杂的过程，这些过程在不同的时间尺度上和不同的空间尺度上有着密切的相互作用，各个组成部分之间，通过物质和能量交换，紧密地结合成一个复杂的、有机联系的气候系统。

2）名词解释：天气、气候、天气系统、天气过程、天气预报、气象要素、辐射通量密度、比辐射率
答：
天气：某地在某一瞬间或某一短时间内大气状态和大气现象的综合。
大气状态：大气的气压、气温和湿度等。
大气现象：大气中的风、云、雨、雪等现象。
气候：在太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动的长期作用下，在某一时段内大量天气的综合。不仅包括该地多年的平均天气状况，也包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。
天气系统：指引起天气变化和分布的高压、低压、高压脊、低压槽等典型特征的大气运动系统。
天气过程：天气系统的发生、发展、消失和演变的全过程。
天气预报：人们根据对天气演变规律的认识，利用多种观测及模拟手段，对未来一定时期内天气变化作出主、客观的判断。
气象要素：气象要素是指表示大气属性和大气现象的物理量，如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量和能见度等等。
辐射通量密度：单位时间内通过单位面积的辐射能量称辐射通量密度（E），单位是W/m2。
比辐射率：物体在温度T，波长λ处的辐射出射度M1（T，λ）与同温度，同波长下的黑体辐射出射度M2（T，λ）的比值。由斯忒藩-波尔兹曼定律可知，比辐射率与同温度、同波长时该物体对电磁波的吸收率相同。
比辐射率公式：

比辐射率是反映物体热辐射性质的一个重要参数，与物质的结构、成份、表面特性、温度以及电磁波发射方向、波长(频率)等因素有关。

3）哪些自然现象能证实大气圈的存在？
答：a.蓝色的天空。这是由于大气中的一些非常细小物质成分，如气体、粉尘等，它们的直径较阳光的波长小得多，因此，蓝色的散射量较之于其他任何一种颜色能更多地被选择散射。这种散射称瑞利散射。b.白云。如果形成散射粒子的形状是球形的，而且其直径并不比阳光的波长小，所有的波长都是平均地被散射的，这种散射称迈耶散射。因此，云是白色的。c.风。有风就说明有物质的存在，因为风是由于大气不同部位的压力差别造成的。如果在真空中就不会有风了。d.流星。流星就是陨石穿过大气层时，由于其速度太快，与大气摩擦产生热使陨石燃烧起来。否则我们的地球也与月球一样“千疮百孔”。

4）大气圈各层的主要物理特性是怎样的？
答：a.对流层
厚度：平均11－13km，赤道17－18km，两极8－9km。
质量：约占大气圈质量的75％。
气温：从下向上是降温的，大气降温率是6.5℃/km，对流层顶约-83℃（低纬），高纬（-53℃）。
大气运动：垂直对流运动（地表面的不均匀受热）。
成分：几乎全部的水汽、尘埃。
大气现象：风、霜、雨、雪、雹、雾等。
b.平流层
高度：从对流层顶到55km左右。
质量：几乎占大气圈质量的25％。
气温：从下向上是升温的（O3)，到平流层顶可达-3℃。
大气运动：水平运动。
成分：几乎不含水汽、尘埃，存在臭氧层。无天气现象。
c.中间层
高度：从平流层顶到85km左右。
气温：从下向上是降温的，到中间层的顶温度降到-113—-83℃。
大气运动：垂直对流运动。存在一个只有白天才出现的电离层（D）。
d.暖层（热层，热成层）
高度：从中间层顶到800km。
气温：从下向上迅速升温，到500km高空，温度可增至2000K。存在多层的电离层（E、F、G），也称电离层，可反射无线电波。在高纬度地区上空存在极光。
e.散逸层（外层）
高度：从暖层顶到外层空间，气温随高度的增加很少变化。
物质多以原子、离子状态存在。
是地球物质向宇宙空间扩散的部位，大气圈与星际空间的过渡带。

5）试述湿度的定义及各种表示湿度的方法。
答:a.定义：表示大气中水汽量多少的物理量。大气的湿度状况是决定云、雾、降水等天气现象的重要因素。
b.表示湿度的方法：
水汽压（e）：大气中所含水汽产生的压力（mb,hPa）；
绝对湿度（a）：单位体积空气中水汽的含量（g/cm3,g/m3）；——水汽密度
饱和水汽压（E）：在温度一定的情况下，单位体积空气中能容纳的水汽数量有一定的限度，如果水汽含量达到了这个限度，空气就呈饱和状态，这时的空气称为饱和空气。饱和空气中的水汽压，称为饱和水汽压。
相对湿度（f）：空气中实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比，表示空气距离饱和的程度。f=e/E×100%
比湿（q）：在一团湿空气中，水汽质量与该团空气总质量的比值（g/g)。即表示每一克湿空气中含有多少克的水