环境气象学练习题
第一章绪论、大气 1、名字解释：
天气：指某地短时间内由各种气象要素综合所决定的大气状况
气候：气候是地球上某一地区多年时段大气的一般状态 ，是该时段各种天气过程的综合表现。 干洁大气：大气混合层中不包含水汽及各种气溶胶颗粒物的气体 2、大气在铅直方向上分层的依据是什么？大气在铅直方向上可分为哪几层？对流层主要特点是什么？
答：大气垂直分层的主要依据是：温度、密度、大气运动状况 大气共分为三层：对流层、平流层和高层大气（高层大气又可细分为中间层、热层（暖层）和散逸层） 对流层的主要特点：气温随高度增加而降低 空气具有强烈的对流运动 气象要素水平分布不均匀 第二章：辐射 1、名词解释：
辐射：指物质以电磁波的形式向外发射能量，这种放射方式成为辐射 太阳高度角：太阳光线在水平面上的投影与当地子午线间的夹角
大气逆辐射：大气吸收地面长波辐射的同时，又以辐射的方式向外放射能量。 温室效应：温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。
3、试分析正午太阳高度角随纬度和季节的变化规律
（1）纬度变化规律：从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减：
夏至日，太阳直射北回归线——由北回归线向南北两侧递减 春秋分日，太阳直射赤道——由赤道向南北两侧递减
冬至日，太阳直射南回归线——由南回归线向南北两侧递减 （2）季节变化规律
夏至日：1、北回归线及其以北地区，正午太阳高度达到一年中最大值 2、南半球的各纬度达到一年中最小值
冬至日：1、南回归线及其以南地区，正午太阳高度达到一年中最大值 2、北半球的各纬度达到一年中最小值
春秋分：1、赤道上正午太阳高度角达到一年中最大值 2、其他地区介于最大值和最小值之间
5、为何晴天天空常呈蔚蓝色？而日出、日落时对太阳光盘又呈蓝色
晴朗的天空呈蓝色，是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光散射较多的结果。 日出、日落时太阳光盘呈红色的原因：日出、日落时，波长较长的红橙光则被散射减弱的较少而蓝紫光散射损失较多，加之大气对红橙光透明度大，大气对红橙光透过较多而对蓝紫光透过较少。因此
日出、日落时。太阳光盘又呈红色。
6、为何在对流层中，气温随高度的升高而降低
因为对流层气温主要是由于大地的辐射引起的，所以距离地面越远，气温就越低，气温随着高度增加而降低。 第三章：温度 1、名词解释： 逆温：在对流层，气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低， 大约每升高100米，气温降低0.6°C，主要原因是对流层大气的主要热源是地面长波辐射，离地面愈高，受热愈少，气温就愈低。但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，或者地面上随高度的增加，降温变化率小于0.6°C，称为逆温现象。 干绝热直减率：干空气或未饱和湿空气在绝热上升或下沉过程中温度随高度的变化率。 湿绝热直减率：饱和状态的湿空气，在绝热上升或下沉过程中的温度随高度的变化率。 4、土中温度变化特征是什么？
土温的日较差随纬度的增高而减小，年较差随纬度增高而增大。
潮湿土壤地表温度的日较差和年较差比干燥土壤小，最高最低温度出现的时间迟 黑色土壤白天温度较高，浅色土壤白天吸热少温度低
6、何谓逆温？在什么条件下可出现逆温？根据近地层温度分布情况判断烟流扩散类型？ 逆温：对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射。一般情况下，离地面越远，气温越低，即气温随高度增加而递减，平均垂直递减率为0.6℃/100米。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而递增的现象，这种气温逆转的现象就是逆温。若由地面到高空气温垂直递减率每100米下降温度低于0.6℃，也属于逆温现象。 条件：地面辐射冷却、空气平流、空气下沉。锋面因素 烟流扩散类型：
7、何谓大气稳定度？如何判断大气稳定度？ 概念：当空气团受到垂直方向扰动后，大气层结使它具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度，叫大气稳定度。 判别:大气稳定与否主要决定于空气块与周围空气的轻重，而空气的轻重决定于气压和温度，在气压相同的情况下，取决于温度的高低。 当?r < rm 时，大气处于绝对稳定状态 当?r> ?rd时，大气处于绝对不稳定状态 当?rm < r?< rd 时，大气处于条件稳定状态
9、已知500m、1000m和2000m高处的气温分别为12.0° c、8.0°c和2.0°c，试判断500m-1000m和1000m——2000m这两层空气的稳定度
由公式r=—dt/dz 可知 500—1000m的r=—dt/dz=—（8-12）/500=0.8/100m 1000—2000m的r=—dt/dz=—（2-8）/1000=0.6/100m 再进行比较判断：γd ＝1℃/100米 而 γ<γd ∴在500～1000米的气层和1000～2000米中，对干空气块是稳定状态。若为湿空气块γm ＝0.5℃/100米 而 γ>γm ∴在500～1000米的气层和1000～2000米中，对湿空气块是不稳定状态。综合起来看为条件性不稳定。 第四章 水分 1、名词解释：
水汽压：是指空气中水汽的分压强 相对湿度：指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之
比。
露点温度：指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。
酸雨：.是指pH值小于5.6的雨、雪、雾、 雹等大气降水。它可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类
3、影响水面蒸发快慢的因素有哪些？
影响水面蒸发的因素：蒸发面的温度，饱和差，风速，气压，蒸发面的性质和形状 4、土壤中的水分是通过哪些方式蒸发的？试针对这些方式提出保墒措施。 答：表面直接蒸发：即水分沿毛细管上升到土壤表面后才蒸发，如潮湿土壤。
内部蒸发：水汽通过土壤孔隙扩散出土表，如干涸土壤。 措施：松土（培土）：如潮湿土壤；镇压：如干涸土壤；深中耕：如积水土壤 9、中国的酸雨为硫酸型 10、简述酸雨对环境的危害
(1)对水生系统的危害，会影响鱼类和其他生物群落，改变营养物和有毒物的循环，使有毒金属溶解到水中，并进入食物链，使物种减少和生产力下降。
(2)对陆地生态系统的危害，重点表现在土壤和植物。对土壤的影响包括抑制有机物的分解和氮的固定，淋洗钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。对植物，酸雨损害新生的叶芽，影响其生长发育，导致森林生态系统退化。
(3)对人体的影响。一是通过食物链使汞、铅等重金属进入人体，诱发癌症和老年痴呆；二是酸雾侵入肺部，诱发肺水肿或导致死亡；三是长期生活在含酸沉降物的环境中，诱使产生过多的氧化脂，导致动脉硬化、心肌梗塞等疾病概率增加。 (4)对建筑物、机械和市政设施的腐蚀。 11、简述酸雨的防治措施
1、原煤脱硫技术。
2、优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。
3、改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。 4、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。
5.开发新能源，如太阳能，风能，核能，可燃冰等。
12、一团温度为15度，相对湿度为80%的空气块，从海平面处开始翻越一座2000米高的山脉，忽略饱和前水汽压的变化，求迎风坡的云底高、山顶处水汽压和背风坡脚处的温度、相对湿度？ 13、当气温为15.0℃时，饱和水汽压为17.1hPa，在气温为26.3℃时，饱和水汽压为34.2hPa，现测得气温为26.3℃，水汽压为17.1hPa，试求相对湿度和露点是多少？
解：∵ r= e / E×100％，据题意当t =26.3℃， 则：E=34.2hPa， e =17.1hPa ∴
r =17.1 / 34.2×100％=50％ 又当t=15.0，则E=17.1hPa，此时t=td (露点温度) 答：相对湿度为50％，露点温度为15℃。
14、温度为20℃，水汽压为17.1hPa的一未饱和气块，从山脚海平处抬升翻越1500m的高
山，凝结产生的水滴均降在迎风坡，求该气块到达山背风坡海平面处的温度和相对湿度(已知rd =1℃/100米，rm=0.5℃/100米，且温度为10℃，15℃，20℃，25℃时的饱和水汽压分别为12.3，17.1，23.4，31.7hPa，忽略未饱和气块升降时露点的变化)。
解：∵e=17.1hPa 当t =15℃时， 则水汽饱和：E15 =17.1hPa 凝结高度为：Zd =(20－15)×100=500米 T1500米=20－(1.0×500/100)－0.5(1500－500)/100=10℃ ∴t山背脚 =10+1×1500/100=25℃ r = e/E×100％ =12.3/31.7×100％=39％ 答：背风坡海平面上的气温为25℃，相对湿度为39%。 第五章 气压与风 1、名词解释：
季风：由于大陆和海洋在一年之中增热和冷却程度不同，在大陆和海洋之间大范围的、风向随季节有规律改变的风，称为季风。 山谷风：由于山谷与其附近空气之间的热力差异而引起白天风从山谷吹向山坡，这种风称“谷风”；到夜晚，风从山坡吹向山谷称“山风”。山风和谷风总称为山谷风。 海陆风：因海洋和陆地受热不均匀而在海岸附近形成的一种有日变化的风系。在基本气流微弱时，白天风从海上吹向陆地，夜晚风从陆地吹向海洋。前者称为海风，后者称为陆风，合称为海陆风。
湍流：湍流是流体的一种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，也称为稳流或片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合。这时的流体作不规则运动，有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流。 2、在某山脚处测得气压为1013hPa，气温为19℃，山顶处气压为880hPa，气温为12℃，求山的高度。
解：由拉普拉斯压高公式： Z2-Z1=18400(1+αtm)LgP1/P2 可解 P1，P2为Z1和Z2分划为两点高度上的气压；t=(t1＋t2)/2，为Z2和Z1高度间的平均气温（℃）,α是膨胀系数=1/273。
4、试述三圈环流及行星风带的形成过程。 低纬环流
由于赤道地区气温高，气流膨胀上升，高空气压较高，受水平气压梯度力的影响，气
流向极地方向流动。又受地转偏向力的影响，气流运动至北纬30度时便堆积下沉，使该地区地表气压较高，又该地区位于副热带，故形成副热带高压。赤道地区地表气压较低， 于是形成赤道低气压带。在地表，气流从高压流向低压，形成低纬环流。
中纬环流和高纬环流(极地环流) 在地表，副热带高压地区的气压较高，因此气流向极地方向流动。在极地地区，由于气温低，气流收缩下沉，气压高，气流向赤道方向流动。来自极地的气流和来自副热带的气流在60度附近相遇，形成了锋面，称作极锋。此地区气流被迫抬升，因此形成副极地低气压带。气流抬升后，在高空分流，向副热带以及极地流动，形成中纬环流和高纬环流。 三风四带：三风——信风带（北半球东北信风带和南半球东南信风带）、中纬度盛行西风带、极地东风带。四带——赤道低压带、副热带高压带、副极地低压带、极地高压带。
5、季风是如何形成的？为何我国东部为典型的季风区？ 由海陆热力差异和气压带风带季节移动共同引起。
我国位于地球上最大的大陆--亚欧大陆的东南部，东临地球上最大的大洋--太平洋．由于海陆性质的巨大差异，冬季亚洲大陆北部成为冷空气的聚集地，气压高，冷空气自高压中心区向四周辐散；夏季陆地增温迅速，气压低，而海洋气压相对较高，暖湿空气从海洋吹向大陆．
7、一团气温为30度，露点温度为25度的气块从海平面开始翻越一座3000米的高山，凝结产生的水滴都降落在迎风坡，试计算翻山后气块到达海平面时的气温和相对湿度
8、一块温度为20℃、露点温度为15℃的空气从海平面开始翻越一座2500m的高山，忽略空气作绝热变化时露点温度的变化，试计算该空气块翻山后到达背风坡海平面时的温度、露点温度和相对湿度(取湿绝热直减率rm=0.5℃/100m)。 解：已知山脚时t=20℃， td=15℃， 山高2500m
当空气块刚开始越山时，按rd上升，到500m高度处下降了5℃，气温为15℃。此时空气达到饱和，即凝结高度为500m。由500m向上，按rm上升， 到山顶时的气温为t=15-(2500-500)×0.5/100=5℃，此时空气仍为饱和状态，水汽压等于5℃下的饱和水汽压，查表得：e =Et=5 =8.7hPa 空气块下降时，气温按rd增加，到山脚时的气温为 t=5+2500×1/100=30℃ 若设下
降过程中没有水汽的损失，到山脚时的水汽压仍为山顶时的水汽压。 e=8.7hPa， td=5℃ U=e/E×100%=8.7/42.5×100%=20.5% 答：到山脚时的温度、露点温度、相对湿度分别为30℃，5℃和20.5%。
第六章 天气学的基本知识
1、什么是气团？气团的形成条件是什么？影响我国的气团主要有哪些？对应的天气如何？ 定义：指在水平方向上，温度、湿度和大气稳定度等物理属性比较均匀且垂直方向上变化很小的大块空气。 气团的形成条件：一是要有大范围性质比较均匀的下垫面; 二是还必须有使大范围空气能较长时间停留在均匀的下垫面上的环流条件，以使空气能有充分时间和下垫面交换热量和水汽，取得和下垫面相近的物理特性。
影响我国的气团：变性极地大陆气团（主要），热带太平洋气团（主要），热带大陆性气团，赤道气团，热带南海气团。 a变性极地大陆气团（主要）：来自西伯利亚、蒙古地区。冬季可影响我国各地，夏季仅影响我国北方和西北地区。在这种气团控制下，天气晴朗寒冷干燥。 b热带太平洋气团（主要）：来自热带太平洋和南海的热带海洋气团。夏季，除西北部分地区外，全国各地均可受其影响；冬季仅影响华南与西南地区。该气团控制的地区常出现对流性天气。
3、气旋和反气旋中的气流有何不同？为何形成截然不同的天气？
答：气旋;中心气压比四周气压低的水平空气涡旋。在北半球，空气作逆时针旋转；南半球相反。
反气旋：中心气压比四周气压高的水平空气涡旋。在北半球，气流为呈顺时针方向流动 气旋：气流向低压中心汇集，迫使中心空气上升，绝热冷却，水汽凝结，成云降雨。 反气旋： 气流从中心向外流散，使地面高压中心对应高空空气下沉，绝热增温，相对湿度小，水汽蒸发，云消雾散。中心地区以下沉气流为主，不利于云雨形成。 4、台风内的气流是什么样的？从台风中心向外围 天气是如何变化的？
气流为下沉气流，天气晴朗，静稳无风，温度较高，向外狂风暴雨区气压急剧下降，风力猛增，经常产生狂风暴雨，雷电交加，海浪滔天，再向外外围大风区，该区边缘主要有卷云，卷层云，有时也出现积雨云、
5、何谓内蒙古高压？它的天气特点及其对我国的影响如何？