石河子大学：《气象学与气候学》课程教学资源（练习题）第二章大气的热能和温度.doc

第二章大气的热能和温度一、填空题： 1.太阳表面的温度为(6000K),地球每年从太阳上获得(1.3*10C)的热量，仅为太阳热量的(1/22亿)。 2.在自然界中的一切物体，只要温度在(-273那)以上，都在不停地以（电磁波）的形式向外放射能量，这种传递能量的方式称为（辐射）。 3.电磁波的范围是(10”一几km),可见光的波长范围是(0.4一0.76um),太阳辐射的波长是(0.15 一4.0um),它包括部分（紫外线）、全部（可见光）和部分（红外线），属于（短波）辐射。 4.地面和大气辐射的波长为(3一120um),属于长波辐射。最大放射能力对应的波长是（10)m。 5.物体的r、a、d之间关系是（r+a+d1),分别代表物体的（反射、吸收、透射）能力。 6.太阳辐射最大放射能力所对应的波长是(0.475um),属于（青）光，太阳辐射能量最多的是（可见光)，其次是（红外线），再其次是（紫外线）。 7.大气上界的太阳常数是(1.967c/c·分 8进入大气的太阳辐射有三种被削弱的方式（吸收、散射、反射 9.大气层中主要的吸收物质是（氧气、水、臭氧、二氧化碳、固体杂质），且具有（选择性)吸收特性，仅占太阳辐射的(24)%。 10.氧气最强的吸收带属于（紫外）部分。 11.臭氧最强的吸收带属于（紫外）部分，而且还吸收属于（可见光）部分。 12.天空出现白色是因为（粗粒子）多。 13.地表面辐射能量的大小主要决定于（地面储存热量的多少)。 14.地面有效辐射击的公式是(F。=E。一。E,),影响因素有（地温、气温、湿度、云量）。 15.地面辐射差额的公式是(Rg=(s+)1-a)-F。),白天为（正）值，气温（升高），夜晚为（负值）值，气温（下降）。纬度愈低，Rg>0的时间愈（长）。 16.地气系统的辐射差额随纬度而逐渐减小，在(35S、30N)辐射差额为0，在(35S以南、30N 以北)辐射差额小于零。 17.“大气窗”对地表起到（地面放射辐射能力大小的监视）作用。 18.烟幕预防霜冻的原理是（增加大气的逆辐射）。 19.大气辐射差额是（负）值，说明大气的热能是亏损。 20.高低纬间有水平气流的运动，是由于（地球表面热量分布不均匀）引起的。 21.传导是依靠分子的热运动将（热量）从一个分子传给另一个分子。 22.辐射发生于（大气）间、（地面与大气）间，是（地面与空气间）最重要的热量交换方式。 23.对流是（低层大气向高层大气传递热量的）重要途径。 1

1 第二章大气的热能和温度一、填空题： 1.太阳表面的温度为（6000K），地球每年从太阳上获得（1.3*1024 C ）的热量，仅为太阳热量的（1/22 亿）。 2.在自然界中的一切物体，只要温度在（ -273K ）以上，都在不停地以（电磁波）的形式向外放射能量，这种传递能量的方式称为（辐射）。 3.电磁波的范围是（10-14—几 km ），可见光的波长范围是（ 0.4—0.76um ），太阳辐射的波长是（0.15 —4.0um ），它包括部分（紫外线）、全部（可见光）和部分（红外线），属于（短波）辐射。 4.地面和大气辐射的波长为（ 3—120um ），属于长波辐射。最大放射能力对应的波长是（ 10 ）um。 5.物体的 r、、d 之间关系是（ r++d=1 ），分别代表物体的（反射、吸收、透射）能力。 6.太阳辐射最大放射能力所对应的波长是（ 0.475um ），属于（青）光，太阳辐射能量最多的是（可见光），其次是（红外线），再其次是（紫外线）。 7.大气上界的太阳常数是（ 1.967c/cm2 •分）。 8.进入大气的太阳辐射有三种被削弱的方式（吸收、散射、反射） 9.大气层中主要的吸收物质是（氧气、水、臭氧、二氧化碳、固体杂质），且具有（选择性）吸收特性，仅占太阳辐射的（ 24 ）%。 10.氧气最强的吸收带属于（紫外）部分。 11.臭氧最强的吸收带属于（紫外）部分，而且还吸收属于（可见光）部分。 12.天空出现白色是因为（粗粒子）多。 13.地表面辐射能量的大小主要决定于（地面储存热量的多少）。 14. 地面有效辐射击的公式是（ F0 = Eg - σEA ），影响因素有（地温、气温、湿度、云量）。 15.地面辐射差额的公式是（ Rg = (s+d)(1 – α)- F0 ），白天为（正）值，气温（升高），夜晚为（负值）值，气温（下降）。纬度愈低，Ｒg >0 的时间愈（长）。 16.地气系统的辐射差额随纬度而逐渐减小，在（ 35°S 、30°N ）辐射差额为０，在（35°S 以南、30°N 以北）辐射差额小于零。 17.“大气窗”对地表起到（地面放射辐射能力大小的监视）作用。 18.烟幕预防霜冻的原理是（增加大气的逆辐射）。 19.大气辐射差额是（负）值，说明大气的热能是亏损。 20.高低纬间有水平气流的运动，是由于（地球表面热量分布不均匀）引起的。 21.传导是依靠分子的热运动将（热量）从一个分子传给另一个分子。 22.辐射发生于（大气）间、（地面与大气）间，是（地面与空气间）最重要的热量交换方式。 23.对流是（低层大气向高层大气传递热量的）重要途径

24.乱流是（摩擦层）热量交换的重要方式。 25.潜热交换主要是在（对流层下半层）中起作用。 26.泊松方程是(T/T。=(P/P)),此公式表明，干绝热变化中气压降低温度呈（呈指数降低）。 27.干空气任一高度处的温度表达式是(T=T。-△z),其中温度递减率是(1℃/100m)。 28.大气稳定度是指（空气层结）使（气团）具有（远离）或返回原来位置的（趋势）或（程度）。 29.当<0时称（逆温），Y=0称（等温），这样的大气层结是（稳定的）。 30.条件性不稳定的大气层结条件是(Y>>Ym),对于干空气和未饱和湿空气是（稳定的），对于饱和空气则是（不稳定的）。 31.不稳定能量的类型有（不稳定型、稳定型、潜在不稳定型）。 32.气温随时间的变化主要有两种方式即（周期性变化、非周期性变化），其中周期性变化有（日变化、年变化)。 33.气温的日变化特点是一天当中有一个（最高值）和一个（最低值），前者出现在（午后14时），后者出现在（日出前后）。 34.气温的日较差是指一天中气温的（最高值）和（最低值）之差，影响因素有（季节、纬度、地表性质、天气)。 35.在中纬度地区影响气温年变化的主要有两个因素（太阳高度角、昼夜长短）。 36.气温在一年中的最高时间是（大暑），最低时间是（大寒）。 37.气温的年较差是指一年中（月平均气温最高值）和（月平均气温最低值）之差，影响因素有 (纬度)和（海陆）。 38.纬度愈高，太阳辐射的年变化愈（大），相应的气温年变化也（大），在我国华南的气温年较差比华北地区（小)。 39.在对流层中，气温的日较差随高度而（小），年较差随高度而（小）。 40.温度梯度是指在（等温线）图上，垂直于（等温线方向），（温度梯度）的变化值，它表示温度在（垂直于等温线）方向的变化程度。 41.在海平面气温分布图上中，如果等温线愈密，温差（大）：等温线愈弯曲，说明影响气温的因素 (多)：等温线东西向分布，影响气温的因素是（纬度）：若南北向或与海岸平行，则温度受（海洋)影响大。 42.北半球7月海平面气温分布比1月份（稀疏），则夏季的南北温差比冬季（小）。 43.北半球冬季最低气温位于（俄罗斯的奥伊米亚康、格棱兰岛）。 44.逆温层中温度的直减率特点是（小于零或等于零），其作用是（抑制对流的发生）。 2

2 24.乱流是（摩擦层）热量交换的重要方式。 25.潜热交换主要是在（对流层下半层）中起作用。 26.泊松方程是（T/T0 =（P/P0）0.286 ），此公式表明，干绝热变化中气压降低温度呈（呈指数降低）。 27.干空气任一高度处的温度表达式是（ T = TO - rdΔz ），其中温度递减率是（ 1℃/100m ）。 28.大气稳定度是指（空气层结）使（气团）具有（远离）或返回原来位置的（趋势）或（程度）。 29.当<0 时称（逆温），＝０称（等温），这样的大气层结是（稳定的）。 30.条件性不稳定的大气层结条件是（ d>>m ），对于干空气和未饱和湿空气是（稳定的），对于饱和空气则是（不稳定的）。 31.不稳定能量的类型有（不稳定型、稳定型、潜在不稳定型）。 32.气温随时间的变化主要有两种方式即（周期性变化、非周期性变化），其中周期性变化有（日变化、年变化）。 33.气温的日变化特点是一天当中有一个（最高值）和一个（最低值），前者出现在（午后 14 时），后者出现在（日出前后）。 34.气温的日较差是指一天中气温的（最高值）和（最低值）之差，影响因素有（季节、纬度、地表性质、天气）。 35.在中纬度地区影响气温年变化的主要有两个因素（太阳高度角、昼夜长短）。 36.气温在一年中的最高时间是（大暑），最低时间是（大寒）。 37.气温的年较差是指一年中（月平均气温最高值）和（月平均气温最低值）之差，影响因素有（纬度）和（海陆）。 38.纬度愈高，太阳辐射的年变化愈（大），相应的气温年变化也（大），在我国华南的气温年较差比华北地区（小）。 39.在对流层中，气温的日较差随高度而（小），年较差随高度而（小）。 40.温度梯度是指在（等温线）图上，垂直于（等温线方向），（温度梯度）的变化值，它表示温度在（垂直于等温线）方向的变化程度。 41.在海平面气温分布图上中，如果等温线愈密，温差（大）；等温线愈弯曲，说明影响气温的因素（多）；等温线东西向分布，影响气温的因素是（纬度）；若南北向或与海岸平行，则温度受（海洋）影响大。 42.北半球７月海平面气温分布比１月份（稀疏），则夏季的南北温差比冬季（小）。 43.北半球冬季最低气温位于（俄罗斯的奥伊米亚康、格棱兰岛）。 44.逆温层中温度的直减率特点是（小于零或等于零），其作用是（抑制对流的发生）

7.为什么天空有时是白色的，而有时则是青蓝色的？答：①当天空中有小颗粒时，且直径小于入射波的波长时，波长愈短，散射愈强，即散射强度与入射波的波长的四次方成反比。青兰色光波长较短，散射较强，所以天空中出现青蓝色 ②当天空中有粗粒子时，且直径大于入射波的波长，对任何波长的波都同等散射，因此天空是白色的。 8.有云的夜晚为什么比晴朗的夜晚暖？答：有云的夜晚大气逆辐射强，地面可以得到热量的补偿，减少热量的损失，地面有效辐射小，所以有云的夜晚比无云的夜晚暖。 9.为什么高低纬间温差不是愈来愈大？答：根据地-气系统各纬度的辐射收支状况分析，无论南、北半球，地一气系统的辐射差额在纬度30°处是一转折点。北纬35°以南、南纬35°以北的差额是正值，北纬35°以北、南纬35°以南是负值。但在高纬与低韩地区间的温度变化是很微小的。这主要是由洋流和大气环流将低韩地区盈余的热量输送至高纬地区，减小了高低纬间的热量差异 10.为什么r.<ra? 答：饱和空气绝热上升时，就要冷却凝结，因水汽己饱和同时释放出凝结潜热，加热气块。所以饱和湿空气绝热上升时因膨胀而引起的温度直减率小于干空气的温度直减率。 11.气压不变时，温度对r.有何影响？答：当气压不变时，假设有两个饱和的气块，一个温度高一个温度低，并含有相同的空气量，绝热上升同样的高度。温度高的空气块比温度低的空气块含有多的水汽，释放出多的凝结潜热，加热气块时，温度高的气块得到的热量补偿多，温度降低的度数少。所以r,温度直减率小。即气压不变时，r。温度直减率与温度是反比关系。温度愈高，r.温度直诚率愈小。 12.温度不变时，气压对r.有何影响？答：温度不变时，气块含有的水汽量是相同的。上升同样的高度，释放出相同的凝结潜热。但气压高的块含有多的空气质量，每个空气质点得到的热量补偿少，温度降低的多。所以，r温度直减率随着气压的升高而增大。即r。与气压是正比关系。 13.空气的稳定度判据是什么？答：①r愈大，大气愈不稳定：r愈小，大气愈稳定。如果r很小，甚至等于零（等温）或小于零（逆温），那将是对流发展的障碍。所以习惯上常将逆温、等温以及r很小的气层称为阻挡层。 5

5 7.为什么天空有时是白色的，而有时则是青蓝色的？答：①当天空中有小颗粒时，且直径小于入射波的波长时，波长愈短，散射愈强，即散射强度与入射波的波长的四次方成反比。青兰色光波长较短，散射较强，所以天空中出现青蓝色 ②当天空中有粗粒子时，且直径大于入射波的波长，对任何波长的波都同等散射，因此天空是白色的。 8.有云的夜晚为什么比晴朗的夜晚暖？答：有云的夜晚大气逆辐射强，地面可以得到热量的补偿，减少热量的损失，地面有效辐射小，所以有云的夜晚比无云的夜晚暖。 9.为什么高低纬间温差不是愈来愈大？答:根据地-气系统各纬度的辐射收支状况分析,无论南、北半球，地—气系统的辐射差额在纬度 30°处是一转折点。北纬 35°以南、南纬 35°以北的差额是正值，北纬 35°以北、南纬 35°以南是负值。但在高纬与低纬地区间的温度变化是很微小的。这主要是由洋流和大气环流将低纬地区盈余的热量输送至高纬地区，减小了高低纬间的热量差异 10.为什么 rm<rd？答：饱和空气绝热上升时，就要冷却凝结，因水汽已饱和同时释放出凝结潜热，加热气块。所以饱和湿空气绝热上升时因膨胀而引起的温度直减率小于干空气的温度直减率。 11.气压不变时，温度对 rm 有何影响？答：当气压不变时，假设有两个饱和的气块，一个温度高一个温度低，并含有相同的空气量，绝热上升同样的高度。温度高的空气块比温度低的空气块含有多的水汽，释放出多的凝结潜热，加热气块时，温度高的气块得到的热量补偿多，温度降低的度数少。所以 rm 温度直减率小。即气压不变时，rm 温度直减率与温度是反比关系。温度愈高，rm 温度直减率愈小。 12.温度不变时，气压对 rm 有何影响？答：温度不变时，气块含有的水汽量是相同的。上升同样的高度，释放出相同的凝结潜热。但气压高的气块含有多的空气质量，每个空气质点得到的热量补偿少，温度降低的多。所以，rm 温度直减率随着气压的升高而增大。即 rm 与气压是正比关系。 13.空气的稳定度判据是什么？答：①r 愈大，大气愈不稳定；r 愈小，大气愈稳定。如果 r 很小，甚至等于零（等温）或小于零（逆温），那将是对流发展的障碍。所以习惯上常将逆温、等温以及 r 很小的气层称为阻挡层

石河子大学：《气象学与气候学》课程教学资源（练习题）第二章 大气的热能和温度

石河子大学：《气象学与气候学》课程教学资源（练习题）第二章大气的热能和温度