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14. 试述气温非周期性变化的原因及主要季节
答：主要是由于大规模冷暖空气的入侵引起天气的突变所造成，如晴天突然转阴或阴天骤然转晴。主要发生在过渡季节，如春夏或秋冬之交最为显著。 15. 空气块在作上升运动时会降温的原因是什么？
空气块作上升运动是绝热过程。当上升运动时，因周围气压降低，气块体积膨胀，以维持与外界平衡，对外作功，消耗能量。因为是绝热过程，所消耗的能量只能取自气块本身，所以温度降低。
16. 试述土温、水温和气温三者变化特征的异同。
三者温度日变化特征相似，都是一高一低型。温度日较差土面最大，水面最小，空气居中。极值出现时间土面最早，水面最迟，空气居中。三者温度年变化，在中高纬度地区，均为一高一低型。年较差土面最大，水面最小，空气居中。极值出现时间土面和空气相似，水面落后二者约一个月。三者随深度(高度)和纬度的变化，随深度(高度)增加白天土温(气温)温度降低，夜间则增高、日较差和年较差变小、极值出现时间推迟；随纬度增高日较差变小、年较差变大。水温随深度和纬度变化与土温相似，只是变化缓和，极值出现时间更加推迟。 17. 试述辐射逆温、平流逆温的成因，并举例说明逆温在农业生产中的意义。
成因：辐射逆温是在晴朗无风或微风的夜间，因地面有效辐射强烈而冷却，使近地气层随之降温，形成自地面向上随高度增加而增温的逆温现象。平流逆温是暖空气平流到冷的地面上，由于空气下层受冷地面影响而降温，形成自下而上随高度增加而增温的逆温现象。意义：逆温层的层结稳定，抑制铅直对流的发展，可利用逆温层出现时间进行喷洒农药防治虫害，施放烟雾防御霜冻，或进行叶面施肥等。冬季山区谷地或盆地因地形闭塞、夜间冷空气下沉常出现自谷底向上的逆温层，山坡处存在一个温度相对高的暖带，此带霜期短，生长期相对较长，越冬安全，有利于喜温怕冻的果树和作物越冬，是开发利用山区农业气候资源的重要方面。逆温对于空气污染的严重地方却有加重危害的作用。
18. 试述“积温学说”的内容和积温在农业生产中的应用及其局限性。 答：“积温学说”认为作物在其它因子都得到基本满足时，在一定的温度范围内，温度与生长发育速度成正相关，而且只有当温度累积到一定总和时，才能完成其发育周期，这个温度的总和称为积温。它反映了作物在完成某一发育期或全生育期对热能的总要求。
应用方面：①用活动积温作为作物要求的热量指标，为耕作制度的改革、引种和品种推广提供科学依据。②用有效积温等作为作物的需热指标，为引种和品种推广提供重要科学依据。③应用有效积温作为预报物候期和病虫害发生期的依据，等等。
局限性：积温学说是理论化的经济方法。事实上在自然条件下作物的发育速度是多因子综合作用的结果。如作物的发育速度不单纯与温度有关，还与光照时间、辐射强度、作物三基点温度和栽培技术条件等因子有关。 19. 相对湿度的日、年变化规律如何？
答：相对湿度的日变化与气温日变化相反。最大值出现在凌晨，最小值出现在14～15时。年变化一般是冬季最大，夏季最小。但若受海陆风及季风影响的地方，其日、年变化，有可能与气温相一致。
20. 影响农田蒸散的主要因子是什么？
答：有三方面：(1)气象因子。包括辐射差额、温度、湿度和风等； (2)植物因子。包括植物
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覆盖度、植物种类、生育状况等； (3)土壤因子。包括土壤通气状况、土壤含水量、土壤水的流动情况等。
21. 试述雾的种类及成因，并分析雾在农业生产中的意义
答：雾的种类：辐射雾：夜间地面和近地面气层，因辐射冷却，使空气温度降低至露点温度以下而形成的雾。平流雾：当暖湿空气流经冷的下垫面而逐渐冷却，使空气温度降低到露点温度以下而形成的雾。雾在农业生产中的意义：不利方面：雾削弱了到达地面的太阳辐射，使日照时间减少，改变光质成分； 雾影响土温和气温日较差，使日较差变小；雾使空气湿度增大，减弱农田蒸散。对作物生长发育、光合作用、产量和品质等均产生不利影响。此外，雾为病虫害提供滋生和发展条件。有利方面：在寒冷季节，雾可减弱地面有效辐射，减轻或避免作物的冻害；雾对于以茎、叶为主要经济价值的作物有利，如茶、麻等，可还延长营养生长期而提高产量。
22. 海平面气压场有哪几种基本类型？各自所对应的天气如何？
答：按照气压的分布，海平面气压场有五种基本类型：①低气压，即等压线封闭的中心气压低四周气压高的区域，常常带来阴雨天气。②高气压，即等压线封闭的中心气压高，四周气压低的区域，常常对应晴好天气。③低压槽，即由低气压向高气压延伸的狭长区域，它的天气与低压天气类似。④高压脊，即由高气压向低气压延伸的狭长区域，天气与高气压天气类似。⑤鞍形气压区，即两个高压和两个低压交错相对的中间区域，这个区域的天气一般无明显规律，常常取决于是偏于高压还是低压，从而具有相应的天气。
23. 海陆风的成因。
答：由于海陆热力差异，白天陆地增温比海洋快，使陆地上空气温度高，密度小，气流上升，近地形成低压区；海洋上空气温度低，密度大而下沉，形成高压区。气压梯度由海洋指向陆地，使空气自海洋流向陆地，即海风。夜间陆地降温比海洋快。于是情况与白天相反，空气自陆地流向海洋，即陆风。
24. 为什么高大山体的迎风坡多云雨？
答：由于空气受高大山体阻碍，沿着迎风坡绝热上升，按干绝热规律降温；到一定高度(凝结高度)时，空气达到饱和状态，然后按湿绝热规律上升降温，空气中水汽凝结，成云致雨。故迎风坡多云雨。
25. 分析焚风成因及其对农业生产有何影响？
答：焚风是由于气流遇到高大山脉阻挡被迫爬坡时，在山的迎风坡水汽凝结成云和雨，而在背风坡绝热下沉，温度升高，湿度下降而形成的一种干热风。初春的焚风可使积雪融化，利于灌溉，也可提早春耕，有利作物生长。夏末秋季的焚风可使谷物和水果早熟，提早收获。另一方面，焚风出现时，由于短时间内气温急剧升高，相对湿度迅速下降，使作物蒸腾加快，引起作物脱水枯萎，甚至死亡，造成作物减产或无收。强大的焚风还能引起森林火灾、旱灾、高山雪崩等。
26. 何谓大气活动中心？影响我国的有哪些？
答：由三圈环流模式所导出的地球表面的气压带和行星风带的分布均未考虑地表物理状况的
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影响。由于地球表面海陆性质的差异，气压带和风带发生断裂，形成性质各异的一个个气压中心，这些中心统称为大气活动中心。影响我国的大气活动中心夏半年有北太平洋高压和印度低压，冬半年有蒙古高压和阿留申低压。
27. 试述东亚季风和南亚季风的形成过程和成因。
答：东亚季风和南亚季风虽然都出现在欧亚大陆上，但其形成原因和过程是不同的。东亚季风是由海陆间热力差异形成的。东亚位于世界上最大的大陆欧亚大陆的东部，东邻世界上最大的海洋太平洋。夏季大陆增暖快于海洋，陆地上气温比海洋上高，气压较海洋上低，陆地上为印度低压，海洋上为北太平洋高压，气压梯度由海洋指向陆地，形成了由海洋吹向陆地的夏季风，带来高温、多雨天气。冬季陆地上降温快于海洋，陆地上温度低，气压高，为蒙古高压，海洋上为阿留申低压，气流由陆地吹向海洋，形成了寒冷干燥的冬季风。东亚的特殊海陆分布使它成为世界上季风最发达、最明显的地区之一。南亚季风是由行星风带的季节性位移造成的。冬季南亚为东北信风区，夏季，赤道低压带北移，南半球的东南信风越过赤道后变成西南风，影响南亚地区。由于东北信风来自干燥的高纬内陆，吹冬季风期间就成为南亚的旱季，而西南风(即夏季风)来自低纬广大的海洋上，高温高湿，它的到来即标志着南亚雨季的开始。
28. 实际大气中的风是在哪几种力作用下产生的？各自所起的作用如何？
答：实际大气中的风是在水平气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力和摩擦力四个力的作用下产生的。水平气压梯度力是使空气开始运动的原始动力，只要有温度差就会有气压差、气压梯度，由此产生气压梯度力，空气就可以开始运动，而且气压梯度的方向就是空气开始运动的方向。地转偏向力是由于地球自转而产生的，是一种假想的力。在北半球，它永远偏于运动方向的右面，只能改变运动的方向，不能改变运动的速度，且随纬度的增高而增大，赤道上为零，极地最大，因此，在低纬度地区，地转偏向力常可忽略不计。当空气运动的轨迹是曲线时，要受到惯性离心力的作用，这个力由曲率中心指向外围，大小与风速成正比，与曲率半径成反比。在多数情况下，这个力数值很小，仅在龙卷风、台风中比较明显。摩擦力总是阻碍空气的运动，既存在于空气与下垫面之间(外摩擦)，也存在于不同运动速度的空气层之间(内摩擦)。摩擦力一般在摩擦层(2km以下的大气层)比较重要，且越近地面摩擦力越大，在2km以上的自由大气中可忽略不计。
计算题
1. 任意时刻太阳高度角的计算
根据公式Sinh＝sinφsinδ＋cosφcosδcosω 大致分三步进行：
(1) 计算时角ω，以正午时为0°，上午为负，下午为正，每小时15°；如以“度”为单位，其计算式是ω＝(t－12)315°其中t为以小时为单位的时间；如以“弧度”为单位，则ω＝(t－12)32π/24建议计算时以角度为单位。
(2) 计算sinh值(所需的δ值可从教材附表3中查到，考试时一般作为已知条件给出)。 (3) 求反正弦函数值h，即为所求太阳高度角。
例：计算武汉(30°N)在冬至日上午10时的太阳高度角。
解：上午10时：ω＝(t－12)315°＝(10－12)315°＝－30° 冬至日：δ=－23°27' 武汉纬度：φ=30°
∴sinh = sin30°sin(－23°27')＋cos30°cos(－23°27')cos(－30°)=0.48908
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h=29°17'
2. 正午太阳高度角的计算 根据公式：
h=90°－φ＋δ
进行计算；特别应注意当计算结果h>90°时，应取补角(即用180°－h作为太阳高度角)。 也可根据
h=90°－|φ－δ|
进行计算，就不需考虑取补角的问题(建议用后一公式计算)。还应注意对南半球任何地区，φ应取负值；在北半球为冬半年(秋分至春分)时，δ也取负值。
例 计算当太阳直射20°S时(约11月25日)在40°S的正午太阳高度角。 解：已知φ= －40°(在南半球) δ=－20° ∴h=90°－(－40°)+(－20°)=110° 计算结果大于90°，故取补角，
太阳高度角为：h=180°－110°=70° 也可用上述后一公式直接得
h=90°－|φ－δ| = 90°－|－40°－(－20°)|=70°
3. 计算可照时间 大致分三步：
(1) 根据公式： cosω0 = －tgφtgδ 计算cosω0 的值。
(2) 计算反余弦函数值ω0 ，得日出时角为－ω0 ，日落时角为+ω0 (3) 计算可照时间2ω0 /15°(其中ω0 必须以角度为单位)。 例 计算11月25日武汉的可照时间。
解：由附表3可查得δ=－20°，武汉纬度φ=30° cosω0 =－tgφtgδ=－tg30°tg(－20°)=0.210138 ω0 =77.87°
即：日出时角为－77.87°(相当于真太阳时6时49分)， 日落时角为77.87°(相当于真太阳时17时11分)。 ∴ 可照时间=2ω0/15°=2377.87°/15°=10.38小时
4. 计算水平面上的太阳直接辐射通量密度 根据公式： Rsb=Rsc?am sinh 大致分三步进行计算：
(1) 计算太阳高度角的正弦sinh (参看第1，2两部分)。 (2) 计算大气质量数，一般用公式 m=1/sinh (3) 计算Rsb
例1 计算北京(取φ=40°N)冬至日上午10时水平面上的太阳直接辐射通量密度(设Rsc=1367瓦?米-2 ，a=0.8)。
解：已知φ=40°,δ=－23°27'(冬至日)，ω=－30°
sinh=sin40°sin(－23°27') + cos40°cos(－23°27') cos(－30°)=0.352825 m=1/sinh=1/0.352825=2.8343
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∴Rsb=Rsc?am sinh=136730.82.834330.352825=256.25 (瓦?米-2 )
例2 计算武汉(φ为30°N)在夏至日正午时的太阳直接辐射通量密度(已知a=0.8)。 解：已知φ=30°，δ=23°27'，
正午太阳高度角为h=90°－φ－δ=90°－30°－23°27'=83°27' m=1/sinh=1.00657
Rsb=Rsc?am sinh=136730.81.00657 3sin83°27'=1084.87 (瓦?米-2)
例3 当太阳直射南半球纬度18°时，试求我国纬度42°处地面上正午时的直接辐射通量密度(已知大气透明系数为0.7，太阳常数为1367瓦?米-2)。 解：已知φ=42° δ=－18° a=0.7
正午时：h=90°－φ+δ=90°－42°－18°=30° m=1/sinh=1/sin30°=2
Rsb=Rsc?am sinh=13673(0.7)2 sin30°=334.9 (瓦?米-2 )
5. 计算坡面的太阳直接辐射通量密度 坡面上的直接辐射通量密度计算式为： Rsb坡=Rsc?am sinα
其中α为太阳光线与坡面的夹角。
Rsb坡的计算步骤与上述水平面上Rsb的计算类似，但在第2步(计算m)后，应确定夹角α。
例1 计算武汉(φ为30°N)冬至日坡度为20°的南坡和北坡在正午时的太阳直接辐射通量密度(设透明系数a=0.8)。 解：已知φ=30°，δ=－23°27'，正午太阳高度角为：h=90°－|φ－δ|=90°－|30°－(－23°27')|=36°33'
m=1/sinh=1/sin36°33'=1.6792(注意：此处计算m时不能用α代替h)。 对于南坡，正午时α=h+坡度=36°33'+20°=56°33'
Rsb南坡=Rsc?am sinα=136730.81.6792 3sin56°33'=784.14 (瓦?米-2 ) 对于北坡，正午时α=h－坡度=36°33'－20°=16°33'(如果北坡坡度大于h时则无直射光，即 Rsb北坡 =0) Rsb北坡=Rsc?am sinα=136730.81.6792 3sin16°33'=267.71 (瓦?米-2 )
由此题可知冬季南坡暖而北坡冷的一个重要原因在于Rsb南坡和Rsb北坡的差别。
例2 在46.5°N的某地欲盖一朝南的玻璃温室，为了减小反射损失，要使冬至日正午时太阳直接光线垂直于玻璃面，试问玻璃面与地平面的夹角应是多少？冬至日正午时到达玻璃面上的直接辐射通量密度为多少(已知太阳常数为1367瓦/米2 ，透明系数为0.8)？ 解：已知φ=46.5°，δ=－23.5°，a=0.8
(1) h=90°－φ+δ=90°－46.5°－23.5°=20° m=1/sinh=1/sin20°=2.923804
玻璃面与地平面的夹角β=90°－h = 90°－20°= 70° (2) 玻璃面上的直接辐射通量密度为
Rsb坡=Rsc?am sinα =13673(0.8)2.923804 3sin90°=711.9 (瓦?米-2 )
例3 在北纬36.5°处有一座山，其南北坡的坡度为30°，试求冬至日正午时水平地面上及南北坡面上的
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