信息工程學(xué)院《大氣物理學(xué)》歷年試卷及參考答案

1、第 頁共6頁第 頁共6頁第1頁共6頁信息工程學(xué)院考試試卷及參考答案課程名稱：大氣物理學(xué)專業(yè)：班級(jí)：_考生學(xué)號(hào)：考生姓名：注意：試卷評(píng)閱統(tǒng)一使用紅色筆，要求對(duì)的打“V”，錯(cuò)的打“X”，并采用加分的方法評(píng)定。題號(hào)二三四總分題分一、選擇題（每小題2分，共40分）物體的溫度越（），所發(fā)射輻射通量密度越（），這可以解釋為什么太陽所發(fā)射輻射通量密度比地球的（）。A、低，小，小B、低，大，大C、高，小，小D、高，大，大若一個(gè)黑體的吸收輻射量比發(fā)射的少，則它的溫度將（）。A、上升B、下降C、不變下圖表示過冷水滴和冰晶共存，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？（）A、不會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象B、冰晶會(huì)融化成水滴C、水滴會(huì)立即凍結(jié)成冰粒

2、D、冰晶將長大，水滴將消失E、水滴將長大，冰晶將消失自然云滴是靠（）核化方式形成。A、異質(zhì)凝結(jié)B、均質(zhì)凝結(jié)C、蒸凝D、均質(zhì)大約100km以下的大氣是（）。A均勻混合，被稱為非均質(zhì)層B均勻混合，被稱為均質(zhì)層C沒有均勻混合，被稱為非均質(zhì)層D沒有均勻混合，被稱為均質(zhì)層（）高度處氣壓是最高的。A、中層B、地面C、熱層頂部D、平流層頂部E、臭氧層距離地球表面最遠(yuǎn)的大氣層次為（），那里的分子和原子可以逃逸到宇宙空間。A、平流層B、中層C、熱層D、外頂一塊未飽和濕空氣在等壓降溫過程中下列哪種濕度參量的數(shù)值會(huì)升高？A、露點(diǎn)B、相對(duì)濕度C、混合比Stefan-Boltzmann定律表明：對(duì)于一個(gè)黑體，（）。A所

3、發(fā)射的最大輻射波長隨溫度的升高而增大B所發(fā)射的最大輻射波長隨溫度的升高而減小C其輻射出射度隨溫度升高而增大D其輻射出射度隨溫度升高而減小E輻射通量密度隨著你和輻射源距離的增大而減小。米（）未飽和氣塊上升時(shí)，引起它的溫度變（），溫度改變?yōu)槊可?000米（）A冷，10CB冷，6CC暖，10CD暖，6C下面哪一個(gè)不是云形成的條件？（）A、足夠的凝結(jié)B、充足的水汽C、足夠的水平風(fēng)速D、上升運(yùn)動(dòng)在等溫大氣中，氣壓隨高度的變化規(guī)律為（）。A、線性遞減B、指數(shù)遞減C、幕函數(shù)遞減D、以上都不對(duì)一個(gè)未飽和濕空氣塊在被絕熱抬升到飽和的過程中，比濕、位溫、假相當(dāng)位溫這三個(gè)參量的守恒性為（）。A、只有比濕守恒B、只

4、有位溫守恒C、只有假相當(dāng)位溫守恒D、比濕、位溫、假相當(dāng)位溫都守恒如果一個(gè)黑體吸收的輻射能大于其放射的輻射能，則該黑體的溫度將。A、下降B、上升C、沒有變化大氣壓強(qiáng)一定時(shí)，未飽和氣塊隨著溫度升高，其實(shí)際水汽壓將（）、飽和水汽壓將（）。A、降低；降低B、不變；升咼C、不變；降低D、升咼；升咼對(duì)實(shí)際物體而言，物體表面的真實(shí)溫度比物體有效溫度（）。A、高B、低C、相等D、不確定多元大氣是指（）。A、氣溫隨高度線性變化的大氣B、包含有多種成分的大氣C、包含有多種相態(tài)的大氣黑體所發(fā)射輻射的極大輻射波長和其表面絕對(duì)溫度之間的關(guān)系為（）。A、反比關(guān)系B、正比關(guān)系C、不確定在（）波段內(nèi)大氣的吸收很弱，地表的溫度

5、約300K,與這個(gè)溫度相對(duì)應(yīng)的黑體輻射能量主要集中在10mm這一范圍，通過窗區(qū)，地面發(fā)出的長波輻射可順利地被發(fā)送到宇宙空間。A、5-6mmB、8-12mmC、0.1-4mmD、4-12mm咼積云出現(xiàn)的咼度約在（）A、1公里B、5公里C、10公里D、20公里二、名詞解釋題（每小題3分，共15分）1.干潔大氣2.標(biāo)準(zhǔn)大氣3.凈輻射4.比濕5.比輻射率三、簡答題（每小題5分，共25分）簡述暖云形成和暖云降水所涉及的微觀過程用“氣塊法”如何判斷大氣的靜力穩(wěn)定度?同是無風(fēng)或微風(fēng)晴夜，北方的地面降溫，常比同樣情況下的南方要快些，為什么？氣塊絕熱上升時(shí)為什么會(huì)降溫?未飽和氣塊絕熱上升時(shí)為何會(huì)凝結(jié)？何謂氣塊法

6、？它有哪些局限性？四、計(jì)算題（每小題10分，共20分）空氣溫度為12.7C,氣壓為974.2百帕，相對(duì)濕度為42%,求比濕？如果其他條件不變，僅僅相對(duì)濕度增大，則答案將怎樣變化呢？求氣溫為11.4C，大氣壓力為981.4百帕?xí)r的最大比濕值（即空氣飽和時(shí)的比濕），自然界經(jīng)常會(huì)遇到這種情況么？第 頁共6頁第5頁共6頁試卷答案一、選擇題（每小題2分，共40分）12345DBDAB678910BDBCA1112131415CBDBB1617181920AAABB二、名詞解釋題（每小題3分，共15分）干潔大氣：不含水汽和懸浮顆粒物的大氣稱為干潔大氣標(biāo)準(zhǔn)大氣：所謂標(biāo)準(zhǔn)大氣，就是能夠粗略地反映出周年、中緯度

7、狀況的，得到國際上承認(rèn)的,假定的大氣溫度、壓力和密度的垂直分布。凈輻射：系統(tǒng)或物體收入輻射能與支出輻射能的差值比濕：水汽與濕空氣的質(zhì)量比。比輻射率：物體的放射能力Fa,T和黑體的輻射能力FB（,T）之比為比輻射率入,T。三、簡答題（每小題5分，共25分）簡述暖云形成和暖云降水所涉及的微觀過程水汽的異質(zhì)凝結(jié)核化：以氣溶膠粒子為核心，水汽凝結(jié)形成初始胚滴的過程。云滴的凝結(jié)增長：當(dāng)大氣中的水汽在凝結(jié)核上凝結(jié)，形成胚滴以后，如環(huán)境水汽壓仍大于胚滴表面的平衡水汽壓，胚滴就能繼續(xù)因水汽凝結(jié)而增長。這種凝結(jié)增長速度隨云滴半徑的增長而減小，只能在云滴增長的前期起作用，要形成降水必須通過云滴的碰并。云滴的碰并增

8、長：大小云滴之間碰撞后，有一部分小云滴被大云滴所合并，使大云滴增長，從而有助于雨滴的形成。雨滴的繁生：雨滴通過自發(fā)破碎或碰撞破碎形成多個(gè)小滴的現(xiàn)象稱為雨滴的繁生。破碎形成的小滴可以作為大云滴，參與云滴的碰并。對(duì)于較大雨滴，除了表面張力以外，還有兩個(gè)力作用于水滴，一個(gè)是四周空氣的壓力，另一個(gè)是重力引起的水滴內(nèi)部的靜壓力差。隨著水滴的增大，后兩個(gè)力也隨之增加，而表面張力卻因曲率的減小而減小。這三個(gè)力的共同作用，使大雨滴降落時(shí)發(fā)生變形。雨滴越大，變形越厲害，以至最終破碎。這種破碎稱為自發(fā)破碎。另外，降水粒子發(fā)生碰撞時(shí)也可能破碎成若干小滴，稱為碰撞破碎。用“氣塊法”如何判斷大氣的靜力穩(wěn)定度？通常運(yùn)用氣

9、塊模型：令氣塊離開平衡位置作微小的虛擬位移，（1）如果氣塊到達(dá)新位置后有繼續(xù)移動(dòng)的趨勢，則此氣塊的大氣層結(jié)是不穩(wěn)定的，它表明稍有擾動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)展；（2）如果相反，氣塊有回到原平衡位置的趨勢，則這種大氣層結(jié)是穩(wěn)定的；（3）如果氣塊既不遠(yuǎn)離平衡位置也無返回原平衡位置的趨勢，而是隨遇平衡，就是中性的。同是無風(fēng)或微風(fēng)晴夜，北方的地面降溫，常比同樣情況下的南方要快些，為什么？夜間地面沒有太陽輻射收入，在無風(fēng)或微風(fēng)晴夜，地面的變溫率取決于地面有效輻射，該值越大，地面降溫率越大。北方的空氣常比南方的干燥，因此夜間大氣逆輻射比南方小，所以地面有效輻射就較大，因此在無風(fēng)或微風(fēng)晴夜，北方的地面降溫，常比

10、同樣情況下的南方要快些。氣塊絕熱上升時(shí)為什么會(huì)降溫?未飽和氣塊絕熱上升時(shí)為何會(huì)凝結(jié)？氣塊絕熱上升時(shí)，由于周圍大氣的氣壓不斷減小，因此氣塊會(huì)不斷膨脹，使其內(nèi)部的氣壓與周圍的相平衡，因此氣塊不斷對(duì)外做功，消耗自身的內(nèi)能，對(duì)于可看作理想氣體的氣塊而言，內(nèi)能的減少必然使分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)減慢，從而使溫度下降。未飽和氣塊絕熱上升時(shí)，比濕不變，水汽壓由于氣塊內(nèi)部氣壓的減小而不斷減小，露點(diǎn)也不斷減小。由前一個(gè)問可知，氣塊絕熱上升時(shí)其溫度也不斷減小。而露點(diǎn)隨高度減小率小于溫度隨高度的減小率，因此氣塊溫度露點(diǎn)差不斷減小，因此氣塊上升到一定高度時(shí)必然使溫度露點(diǎn)差為零，氣塊達(dá)飽和，如果繼續(xù)上升則會(huì)發(fā)生凝結(jié)。5.答案:

11、氣塊法假定氣塊在垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足以下假定：1）氣塊作垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，周圍的環(huán)境大氣仍保持靜力平衡狀態(tài)；2）氣塊與周圍環(huán)境之間無混合，即不發(fā)生質(zhì)量和熱量的交換；3）在任一時(shí)刻氣塊的氣壓與同高度環(huán)境空氣的氣壓相等，符合準(zhǔn)靜力條件。在以上假定下，在靜止氣層中任取一氣塊，設(shè)此氣塊受外力作用產(chǎn)生一個(gè)鉛直位移到達(dá)某高度時(shí)，氣塊在鉛直方向上的力與位移方向是否一致，從而判斷該氣層的靜力穩(wěn)定度。這種判斷大氣靜力穩(wěn)定度的方法稱為氣塊法。局限性：1）氣塊作垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，周圍的環(huán)境大氣仍保持靜力平衡狀態(tài)，這一假設(shè)與實(shí)際不符，事實(shí)上周圍大氣會(huì)有補(bǔ)償性運(yùn)動(dòng)；2）氣塊與周圍環(huán)境之間無混合，即不發(fā)生質(zhì)量和熱量的交換，這一假設(shè)也與實(shí)際不符；3）在任一時(shí)刻氣塊的氣壓與同高度環(huán)境空氣的氣壓相等，這一假設(shè)與實(shí)際略有不符。四、計(jì)算題（每小題10分，共20分）空氣溫度為12.7C，氣壓為974.2百帕，相對(duì)濕度為42%,求比濕？如果其他條件不變，僅僅相對(duì)濕度增大，則答案將怎樣變化呢？解：先從馬格奴斯公式求飽和水汽壓E7.45*12.7E二6.11x10二14.75（百帕）e=14.72x0.42=6.18（百帕）將e與p值代入比濕公式q=0.6