氣象學與氣候學習題

18氣象學習題（有答案）-29.假如地球自轉軸與公轉軌道面鉛直， 地球上還會有；10.為何長日照植物大多原產(chǎn)于高緯度地區(qū)，而短日；11.對長日照作物和短日照植物進行南北引種，哪一；12.已知日地平均距離為1.495X108公里，；14.根據(jù)水平面太陽直接輻射通量密度的計算式，分；16.任一坡面上太陽直接輻射通量密度為 Rsb坡二；17.武漢夏至日測得正午水平面上的直接輻射通量密；18.太陽.假如地球自轉軸與公轉軌道面鉛直，地球上還會有季節(jié)交替嗎？可照時間還會變化嗎？正午太陽高度角隨緯度如何變化呢？為什么？.為何長日照植物大多原產(chǎn)于高緯度地區(qū)，而短日植物一般原產(chǎn)于低緯度地區(qū)？.對長日照作物和短日照植物進行南北引種，哪一種更易成功？為什么？.已知日地平均距離為1.495X108公里，太陽直徑為1.392X106公里，太陽常數(shù)為1367瓦？米-2,將太陽視為絕對黑體，忽略宇宙塵埃對太陽輻射的吸收作用，試推算太陽表面輻射的輻射通量密度、總功率和有效溫度。13.為何晴天天空常呈尉藍色？而日出、日落時太陽光盤又呈紅色？.根據(jù)水平面太陽直接輻射通量密度的計算式，分析直接輻射的影響因素。.計算武漢（30°N）和北京（40°N）冬至和夏至日晴天真太陽時10、12時的太陽直接輻射通量密度（設透明系數(shù)p=0.8）。.任一坡面上太陽直接輻射通量密度為Rsb坡=Rsc?amsina（其中a為太陽光線與坡面的夾角），試分別計算武漢冬至和夏至正午時，在坡度為30°的南坡和北坡上的太陽輻射通量密度（設透明系數(shù)p=0.8）。.武漢夏至日測得正午水平面上的直接輻射通量密度為 800瓦？米-2,設這一天天空晴朗，透明系數(shù)不變，試計算透明系數(shù)和下午 16時的太陽輻射通量密度。.太陽直接輻射、散射輻射與總輻射各受哪些因素影響？.晴天直接輻射和散射輻射中光譜能量分布各隨太陽高度角如何變化？為什么？（提示：根據(jù)分子散射規(guī)律解釋）。.不同光譜成分的太陽輻射對植物的生命活動有何影響？.地面輻射通量密度如何計算？它受什么因素影響？ 22.何謂大氣的“溫室效應”？如果大氣中水汽含量減少，“溫室效應”是增強還是減弱？為什么（不考慮大氣中水汽的凝結物的影響）？.何謂地面有效輻射？它受哪些因素的影響？ 24.為何在對流層中，氣溫隨高度的升高而降低？.何謂地面輻射差額？其日變化和年變化特征如何？ 26.解釋名詞：輻射、絕對黑體、灰體、太陽赤緯、太陽高度角、方位角、可照時間、光照時間、光周期現(xiàn)象、長日照植物、短日照植物、太陽常數(shù)、大氣透明系數(shù)、大氣質量數(shù)、總輻射、大氣逆輻射、溫室效應、地面有效輻射、輻射差額。第三章溫度一、名詞解釋題：.溫度（氣溫）日較差：一日中最高溫度（氣溫）與最低溫度（氣溫）之差。.溫度（氣溫）年較差：一年中最熱月平均溫度（氣溫）與最冷月平均溫度（氣溫）之差。.日平均溫度：為一日中四次觀測溫度值之平均。即T平均=（T02+T08+T14+T20）+4。4.候平均溫度：為五日平均溫度的平均值。 5.活動溫度：高于生物學下限溫度的溫度。.活動積溫：生物在某一生育期（或全生育期）中，高于生物學下限溫度的日平均氣溫的總和。.有效溫度：活動溫度與生物學下限溫度之差。 8.有效積溫：生物在某一生育期（或全生育期）中，有效溫度的總和。9.逆溫：氣溫隨高度升高而升高的現(xiàn)象。 10.輻射逆溫：晴朗小風的夜間，地面因強烈有效輻射而很快冷卻，從而形成氣溫隨高度升高而升高的逆溫。 11.活動面（作用面）：凡是輻射能、熱能和水分交換最活躍，從而能調節(jié)鄰近氣層和土層溫度或濕度狀況的物質面。.容積熱容量：單位容積的物質，升溫1C,所需要的熱量。.農(nóng)耕期：通常把日平均溫度穩(wěn)定在0c以上所持續(xù)的時期，稱為農(nóng)耕期。.逆溫層：氣溫隨高度升高而升高的現(xiàn)象，稱為逆溫現(xiàn)象。發(fā)生逆溫現(xiàn)象的氣層，稱為逆溫層。15.三基點溫度：是指生物維持生長發(fā)育的生物學下限溫度、 上限溫度和最適溫度。二、填空題：.空氣溫度日變化規(guī)律是：最高溫度出現(xiàn)在 (1)時，最低溫度出現(xiàn)(2)時。年變化是最熱月在(3),最冷月在(4)月。.土溫日較差，隨深度增加而(5),極值(即最高，最低值)出現(xiàn)的時間，隨著深度的增加而(6)。.水的熱容量(C)比空氣的熱容量(7)。水的導熱率(入)比空氣(8)。粘土的熱容量比沙土的要(9),粘土的導熱率比沙土(10)。.干松土壤與緊濕土壤相比：C干松土<C緊濕土；入干松土<入緊濕土土壤的春季增溫和秋季的降溫比較：沙土春季升溫比粘土(11),秋季降溫，沙土比粘土(12),沙土溫度日較差比粘土要(13)。.土壤溫度的日鉛直分布的基本型有： 白天為(14)型；夜間為(15)型；上午為(16)型；傍晚為(17)型。6.在對流層中，若1000米的溫度為16.5C,氣溫鉛直梯度是0.65C/百米，至IJ2000米處，溫度應是(18)C。7.溫度的非周期性變化，常由(19)而造成。多發(fā)生在(20)季節(jié)。.當rd=1C/100米，r=0.9C/100米，則此時的大氣層結對干空氣是(21)的。.我國氣溫日較差，高緯度地區(qū)(22)，低緯度地區(qū)(23),年較差隨緯度的升高而(24),且比世界同緯度地區(qū)要(25)。.土、氣、水溫日較差，以土溫(26),氣溫(27),水溫(28)。.日平均氣溫穩(wěn)定大于0c持續(xù)日期，稱為(29)。12.某地某月1?6日的日均溫分別是10.2,10.1,9.9,10.5,10.0,10.2C,若某一生物的生物學下限溫度為10C,則其活動積溫為(30)C,有效積溫為(31)C。答案：⑴14時，(2)日出前后，(3)7月，(4)1月，(5)減小，(6)推遲，(7)大，(8)大，(9)大，(10)大，(11)快，(12)快，(13)大，(14)受熱型，(15)放熱型，(16)上午轉換型，(17)傍晚轉換型，(18)10C,(19)天氣突變及大規(guī)模冷暖空氣入侵，(20)春夏和秋冬之交，(21)穩(wěn)定，(22)大，(23)小，(24)增大，(25)大，(26)最大，(27)其次，(28)最小，(29)農(nóng)耕期，(30)51C,(31)1Co三、判斷題：1.對流層中氣溫隨高度升高而升高。2.我國氣溫的日較差，年較差都是隨緯度升高而升高。3.寒冷時期，灌水保溫，是因為水的熱容量大。4.緊濕土壤，春季升溫和秋季降溫均比干松土壤要慢。 5.干絕熱直減率：rd=0.5C/100米；濕絕熱直減率：rm=1.0C/100米。6.因為太陽輻射先穿進大氣，再到達地面，所以地面上最高溫度出現(xiàn)的時刻比空氣的要稍后。7.日平均氣溫大于5c的日期越長，表示農(nóng)耕期越長。 8.氣溫隨高度升高而升高的氣層，稱為逆溫層。 9.對同一作物而言，其生物學下限溫度高于其活動溫度，更高于有效溫度。10.正午前后，土溫隨深度加深而升高，氣溫隨高度降低而降低。11.地面輻射差額最大時，地面溫度最高。答案：1.錯；2.對；3.對；4.對；5.錯；6.錯；7.錯；8.對；9錯；10.錯；11.錯四、選擇題：1.某時刻土壤溫度的鉛直分布是隨著深度的增加而升高，它屬于()①清晨轉換型②正午受熱（日射）型③夜間放熱（輻射）型④傍晚轉換型2.地面溫度最高時，則是（）時。①地面熱量收支差額等于零②地面熱量收支差額小于零③地面熱量收支差額大于零④地面熱量收支差額不等于零-7-.由于水的熱容量、導熱率均大，所以灌溉后的潮濕土壤，白天和夜間的溫度變化是（）。①白天升高慢，夜間降溫快②白天升高快，夜間降溫慢③白天和夜間，升溫、降溫都快④白天升高慢，夜間降溫慢.我國溫度的日較差和年較差隨著緯度的升高是（）。①日較差，年較差均減?、谌蛰^差、年較差均增大③年較差增大，日較差減小④日較差增大，年較差減小答案：1.③；2.①；3.④；4.②。五、簡答題：.地面最高溫度為什么出現(xiàn)在午后（13時左右）？答：正午時雖然太陽輻射強度最強，但地面得熱仍多于失熱，地面熱量貯存量繼續(xù)增加，因此，溫度仍不斷升高，直到午后13時左右，地面熱收入量與支出量相等，熱貯存量不再增加，此時地面熱貯存量才達到最大值，相應地溫度才出現(xiàn)最高值。.試述什么是逆溫及其種類，并舉例說明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義。答：氣溫隨著高度升高而升高的氣層，稱為逆溫層。逆溫的類型有輻射逆溫、平流逆溫、下沉逆溫和鋒面逆溫。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常利用逆溫層內氣流鉛直運動弱的特點，選擇上午噴灑農(nóng)藥和進行葉面施肥以提高藥效及肥效。逆溫層對熏煙防霜凍也有利。特別是晴天逆溫更顯著，貼近地面溫度，可比2米上的氣溫低3?5C,故冬季對甘薯、蘿卜等曬干加工時，為防凍應將曬制品擱放在稍高處。.試述我國氣溫日較差和年較差隨緯度的變化特點、以及海陸對它的影響。答：在我國氣溫的日較差和年較差均是隨緯度升高而升高，且我國氣溫的年較差比其它同緯度地區(qū)要大，因為我國的大陸性強。另外，由海洋面上一沿海地區(qū)一內陸地區(qū)氣溫的日、年較差均依次增大，這是因為水、陸熱特性差異而造成的。.試比較沙土和粘土、干松土壤和緊濕土壤溫度變化的特點及其成因。答：沙土和干松土在白天或增溫季節(jié)，升溫比粘土、緊濕土壤要快；在夜間或降溫季節(jié)沙土和干松土降溫比粘土和緊濕土也快。結果沙土和干松土的溫度日較差比粘土和緊濕土的日較差大。這是因為沙土和干松土中空氣較多，粘土和緊濕土中水分較多，而空氣的熱容量和導熱率比水的要小的緣故。.試述氣溫非周期性變化的原因及主要季節(jié)答：主要是由于大規(guī)模冷暖空氣的入侵引起天氣的突變所造成，如晴天突然轉陰或陰天驟然轉晴。主要發(fā)生在過渡季節(jié)，如春夏或秋冬之交最為顯著。.空氣塊在作上升運動時會降溫的原因是什么？ 空氣塊作上升運動是絕熱過程。當上升運動時，因周圍氣壓降低，氣塊體積膨脹，以維持與外界平衡，對外作功，消耗能量。因為是絕熱過程，所消耗的能量只能取自氣塊本身，所以溫度降低。六、論述題：.試述土溫、水溫和氣溫三者變化特征的異同。 三者溫度日變化特征相似，都是一高一低型。溫度日較差土面最大，水面最小，空氣居中。極值出現(xiàn)時間土面最早，水面最遲，空氣居中。三者溫度年變化，在中高緯度地區(qū)，均為一高一低型。年較差土面最大，水面最小，空氣居中。極值出現(xiàn)時間土面和空氣相似，水面落后二者約一個月。三者隨深度（高度）和緯度的變化，隨深度（高度）增加白天土溫（氣溫）溫度降低，夜間則增高、日較差和年較差變小、極值出現(xiàn)時間推遲；隨緯度增高日較差變小、年較差變大。水溫隨深度和緯度變化與土溫相似，只是變化緩和，極值出現(xiàn)時間更加推遲。.試述輻射逆溫、平流逆溫的成因，并舉例說明逆溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義。成因：輻射逆溫是在晴朗無風或微風的夜間，因地面有效輻射強烈而冷卻，使近地氣層隨之降溫，形成自地面向上隨高度增加而增溫的逆溫現(xiàn)象。平流逆溫是暖空氣平流到冷的地面上，由于空氣下層受冷地面影響而降溫，形成自下而上隨高度增加而增溫的逆溫現(xiàn)象。意義：逆溫層的層結穩(wěn)定，抑制鉛直對流的發(fā)展，可利用逆溫層出現(xiàn)時間進行噴灑農(nóng)藥防治蟲害，施放煙霧防御霜凍，或進行葉面施肥等。冬季山區(qū)谷地或盆地因地形閉塞、夜間冷空氣下沉常出現(xiàn)自谷底向上的逆溫層，山坡處存在一個溫度相對高的暖帶，此帶霜期短，生長期相對較長，越冬安全，有利于喜溫怕凍的果樹和作物越冬，是開發(fā)利用山區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源的重要方面。逆溫對于空氣污染的嚴重地方卻有加重危害的作用。.試述“積溫學說”的內容和積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用及其局限性。 答：“積溫學說”認為作物在其它因子都得到基本滿足時，在一定的溫度范圍內，溫度與生長發(fā)育速度成正相關，而且只有當溫度累積到一定總和時，才能完成其發(fā)育周期，這個溫度的總和稱為積溫。它反映了作物在完成某一發(fā)育期或全生育期對熱能的總要求。-8-應用方面：①用活動積溫作為作物要求的熱量指標，為耕作制度的改革、引種和品種推廣提供科學依據(jù)。②用有效積溫等作為作物的需熱指標，為引種和品種推廣提供重要科學依據(jù)。③應用有效積溫作為預報物候期和病蟲害發(fā)生期的依據(jù)，等等。局限性：積溫學說是理論化的經(jīng)濟方法。 事實上在自然條件下作物的發(fā)育速度是多因子綜合作用的結果。如作物的發(fā)育速度不單純與溫度有關，還與光照時間、輻射強度、作物三基點溫度和栽培技術條件等因子有關。 七、計算題：.某地在200米處氣溫為19.9C,在1300米處氣溫為7.8C。試求200?1300米氣層中干空氣塊的大氣穩(wěn)定度。 解：據(jù)題意先求出丫：丫=(19.9-7.8)/(1300-200)=1.1/100米再進行比較判斷：丫d=1C/100米T>Td:在200?1300米的氣層中，對干空氣塊是不穩(wěn)定狀態(tài)。.某作物從出苗到開花需一定有效積溫，其生物學下限溫度為 10C,它在日均氣溫為25c的條件下，從出苗到開花需要 50天。今年該作物5月1日出苗，據(jù)預報5月平均氣溫為20.0C,6月平均氣溫為30.0C,試求該作物何月何日開花？所需活動積溫及有效積溫各是多少？ 解：(1)求某作物所需有效積溫(A):由公式n=A/(T-B)得：A=n(T-B)則A=(25C-10C)X50=750C(2)求開花期：5月份有效積溫為：A5=(20C-10C)X31=310C從五月底至開花還需有效積溫：750—310=440C還需天數(shù)n=440/(30 -10)二22天，即6月22日開花(3)求活動積溫與有效積溫：活動積溫=20CX31+30CX22=1280C有效積溫=750C答：該作物于6月22日開花，所需要的活動積溫和有效積溫分別為 1280c和750c.育種過程中，對作物進行雜交，要求兩親本花期相遇，已知雜交品種由播種到開花，母本不育系和父本恢復系各要求大于10c的有效積溫分別為765c和1350C,試問父本播種后，母本何時播種為宜？已知父本播種后，天氣預報日平均溫度為25C。解：A母=765C,A父=1350C,T=25C,B=10Cn=（A父—A母）/（T—B）=（1350-765）/（25-10）=585/15=39天答：父本播種后39天母本播種。.某作物品種5月1日出苗，7月31日成熟。其生物學下限溫度為10C,這期間各月平均溫度如下表。試求全生育期的活動積溫和有效積溫。7.農(nóng)田蒸散：為植物蒸騰與株間土壤蒸發(fā)的綜合過程。=降水距平/多年平均降水量X100%夜間由于地面和近地氣層輻射冷卻，致使空氣溫度降低至露點以下所形成的霧。 二、填空題：1.低層大氣中的水汽，隨著高度的升高而（1）。2.蒸發(fā)量是指一日內由蒸發(fā)所消耗的（2）o3.相對濕度的日變化與溫度的日變化（3）o.使水汽達到過飽和的主要冷卻方式有 （4）冷卻、接觸冷卻、（5）冷卻和（6）冷卻。.空氣中水汽含量越多，露點溫度越（7）。空氣中的水汽達到飽和時，則相對濕度是（8）答案：（1）減少，（2）水層厚度，（3）相反，（4）輻射，（5）混合，（6）絕熱，⑺高，（8）100%。三、判斷題：1.當氣溫高于露點溫度時，飽和差則等于零。2.相對濕度在一天中，中午最大，早上最小。.甲地降水相對變率較乙地同時期的相對變率大，說明甲地降水量比乙地多。.形成露時的露點溫度在零上，出現(xiàn)霜時的露點溫度在零下。.當干燥度小于0.99時，為濕潤，大于4為干燥。答案：1.錯，2.錯，3.錯，4.對，5.對。四、選擇題：1.當飽和水汽壓為8hPa,相對71度為80%,則水汽壓為（）。①6.4hPa,②4.6hPa,③8.0hPa,④4.0hPa2.當相對濕度為100%時，貝U（）。①氣溫高于露點，飽和差二0;②氣溫=露點，飽和差大于零；③氣溫=露點，飽和差=0;④氣溫低于露點，飽和差小于零。3.中午相對濕度變小，主要因為氣溫升高，從而使（）。①e增大，E不變；②E比e更快增大③E減小，e更快減?。虎苷舭l(fā)量增大，E降低。答案：1.①；2.③；3.②。五、簡答題：1.何謂降水變率？它與旱澇關系如何?答：降水變率=降水距平/多年平均降水量x100%。它表示降水量變動情況，變率大，說明該地降水量距平均值的差異大，即降水量有時遠遠超過多年的平均值，這樣就會出現(xiàn)洪澇災害；相反，有時降水量遠遠少于平均降水量，解：已知：t5=21,3C,n=31天，t6=25,7C,n=30天，t7=28,8C,n=31天，B=10CY=2tA10=n1t1+n2t2+n3t3=31X21.3+30X25.7+31X28.8=2324.1CA=2(T-B)=n1(t1 -B)+n2(t2 -B)+n3(t3 —B)=31X11.3+30X15.7+31X18.8=1404,1C答：活動積溫和有效積溫分別為 2324.1C和1404.1C。5.離地面200米高處的氣溫為20C。此高度以上氣層的氣溫垂直遞減率平均為 0.65C/100米，試求離地面1200米高處的氣溫。若1200米處空氣是未飽和狀態(tài)，當氣塊從此高度下沉至地面，其溫度為若干？解：已知Z1=200米，Z2=1200米，t1=20Cr=0.65C/100米rd=1C/100米設1200米處氣溫為t2,氣塊下沉至地面時的溫度為to(1)(t2 —11)/(Z2 —Z1)=—rt2=t1 -r(Z2-Z1)=20°—0.65C/100米X(1200—200)米=13.5C(2)(t2-to)/Z2=rdto=t2+rdZ2=13,5C+1C/100米X1200米=25.5C6.某水稻品種5月25日開始幼穗分化，從幼穗分化到抽穗的有效積溫為242C,生物學下限溫度為11.5C,天氣預報5月下旬至6月中旬平均溫度為22.5C,試問抽穗日期是何時？解：已知A=242C,T=22.5C,B=11.5Cn=A/（T-B）=242/（22.5 -11.5）=242/11=22（天）答：6月16日抽穗。第四章水分一、名詞解釋題：1.飽和水汽壓（E）:空氣中水汽達到飽和時的水汽壓。 2.相對濕度（U）:空氣中的實際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的百分比。.飽和差（d）:同溫度下飽和水汽壓與實際水汽壓之差。.露點溫度（td）:在氣壓和水汽含量不變時，降低溫度使空氣達到飽和時的溫度。.降水量：從大氣中降落到地面，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透和流失而在水平面上積累的水層厚度。.干燥度：為水面可能蒸發(fā)量與同期內降水量之比。-9-則相應會出現(xiàn)嚴重缺水干旱。.相對濕度的日、年變化規(guī)律如何?答：相對濕度的日變化與氣溫日變化相反。最大值出現(xiàn)在凌晨，最小值出現(xiàn)在14?15時。年變化一般是冬季最大，夏季最小。但若受海陸風及季風影響的地方，其日、年變化，有可能與氣溫相一致。.影響農(nóng)田蒸散的主要因子是什么？答：有三方面：（1）氣象因子。包括輻射差額、溫度、濕度和風等； （2）植物因子。包括植物覆蓋度、植物種類、生育狀況等；（3）土壤因子。包括土壤通氣狀況、土壤含水量、土壤水的流動情況等。 六、論述題：1.試述霧的種類及成因，并分析霧在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義答：霧的種類：輻射霧：夜間地面和近地面氣層，因輻射冷卻，使空氣溫度降低至露點溫度以下而形成的霧。平流霧：當暖濕空氣流經(jīng)冷的下墊面而逐漸冷卻，使空氣溫度降低到露點溫度以下而形成的霧。霧在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義：不利方面：霧削弱了到達地面的太陽輻射，使日照時間減少，改變光質成分；霧影響土溫和氣溫日較差，使日較差變?。混F使空氣濕度增大，減弱農(nóng)田蒸散。對作物生長發(fā)育、光合作用、產(chǎn)量和品質等均產(chǎn)生不利影響。此外，霧為病蟲害提供滋生和發(fā)展條件。有利方面：在寒冷季節(jié)，霧可減弱地面有效輻射，減輕或避免作物的凍害；霧對于以莖、葉為主要經(jīng)濟價值的作物有利，如茶、麻等，可還延長營養(yǎng)生長期而提高產(chǎn)量。七、計算題：1.當飽和差為1hPa,相對71度為80%,求飽和水汽壓是多少？解：已知d=E—e=1hpaU=e/E=0.8 則：e=E-1又（E—1）/E=0.8..E=5（hPa）答：飽和水汽壓為5hPa。.當氣溫為15.0C時，飽和水汽壓為17.1hPa,在氣溫為26.3C時，飽和水汽壓為34.2hPa,現(xiàn)測得氣溫為26.3C,水汽壓為17.1hPa,試求相對濕度和露點是多少？解：VU=e/EX100%,據(jù)題意當t=26.3C,貝ij:E=34.2hPa,e=17.1hPaU=17.1/34.2X100%=50%又當t=15.0,則E=17.1hPa,此時t=td(露點溫度)答：相對濕度為50%,露點溫度為15Co.溫度為20C,水汽壓為17.1hPa的一未飽和氣塊，從山腳海平處抬升翻越1500m的高山，凝結產(chǎn)生的水滴均降在迎風坡，求該氣塊到達山背風坡海平面處的溫度和相對濕度(已知rd=1C/100米，rm=0.5C/