2022年农业气象学考试复习题.docx
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1、精品学习资源第一章大气一、名词说明题:1. 干洁大气:除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯洁大气,称为干洁大气;2. 下垫面:指与大气底部相接触的地球表面,或垫在空气层之下的界面;如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等;3. 气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象,称气象要素;主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等; 二、填空题:说明:在有底线的数字处填上适当内容(4) ;(5) 辐射;(6) ,夏天比冬天7 ;5. 8角色;9 的铅直分布,可以把大气在铅直方向上分为五个层次;是大气中唯独能在自然条件下发生三相变化的成分,是天气演化的重要7.在
2、对流层中,温度一般随高度上升而10 ;11 层,这一层上部气温随高度增高而12 ;9.依据大气中极光显现的最大高度作为判定大气上界的标准,大气顶约高131. 干洁大气中,按容积运算含量最多的四种气体是:1 、2 、氩和 3 ;千米;答案: 1氮 2氧 3二氧化碳4紫外线 5长波 6低 7低8 水汽 9温度 10降低 11平流 12上升 131200三、判定题:说明:正确的打“”,错误的打“”1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中,它可以吸取太阳辐射中的紫外线;2. 二氧化碳可以猛烈吸取太阳辐射中的紫外线,使地面空气升温,产生“温室效应”;3. 由于植物大量吸取二氧化碳用于光合作用,使地球
3、上二氧化碳含量逐年削减;4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬,下层多于上层,夏季多于冬季;5. 大气在铅直方向上按从下到上的次序,分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层;6. 平流层中气温随高度上升而上升,没有猛烈的对流运动;7. 热成层中空气多被离解成离子,因此又称电离层;答案: 1. 对, 2. 错, 3. 错, 4. 对, 5. 错, 6. 对, 7. 对;四、问答题:1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化?答: 大气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料;植物在太阳辐射的作用下,以二氧化碳和水为原料,合成碳水化合物,因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳;同时,由
4、于生物的呼吸,有机物的分解以及燃烧化石燃料等人类活动,又要欢迎下载精品学习资源产生大量的二氧化碳;这样就存在着消耗和产生二氧化碳的两种过程;一般来说, 消耗二氧化碳的光合作用只在白天进行,其速度在大多数地区是夏半年大,冬半年小;而呼吸作用等产生二氧化碳的过程就每时每刻都在进行;所以这两种过程速度的差异在一天之内是不断变化的,在一年中也随季节变化,从而引起二氧化碳浓度的日变化和年变化;在一天中,从日出开头,随着太阳辐射的增强,植物光合速率不断增大,空气中的二氧化碳浓度也随之不断降低,中午前后,植被上方的二氧化碳浓度达最低值; 午后,随着空气温度下降,光合作用减慢,呼吸速率加快,使二氧化碳消耗削减
5、; 日落后,光合作用停止,而呼吸作用仍在进行,故近地气层中二氧化碳浓度逐步增大,到其次天日出时达一天的最大值;在一年中,二氧化碳的浓度也主要受植物光合作用速率的影响;一般来说,植物夏季生长最旺,光合作用最强,秋季最弱;因此二氧化碳浓度秋季最小,春季最大;此外,由于人类燃烧大量的化石燃料,大量的二氧化碳释放到空气中,因而二氧化碳浓度有逐年增加的趋势;2. 对流层的主要特点是什么?答:对流层是大气中最低的一层,是对生物和人类活动影响最大的气层;对流层的主要特点有:(1) 对流层集中了 80%以上的大气质量和几乎全部的水汽,是天气变化最复杂的层次,大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象,都集中在这一
6、气层内;(2) 在对流层中,气温一般随高度增高而下降,平均每上升 100米, 气温降低0.65 ,在对流层顶可降至 50至 85;(3) 具有猛烈的对流运动和乱流运动,促进了气层内的能量和物质的交换;(4) 温度、 湿度等气象要素在水平方向的分布很不匀称,这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的不匀称性而产生的;五、复习摸索题:1. 臭氧在大气中有什么作用?它与平流层温度的铅直分布有什么关系?2. 二氧化碳的日年化、年变化和长期变化的特点如何?为什么会有这样的变化?3. 为何气象学中将大气中含量并不太大的水汽看作是一种重要的成分?4. 大气在铅直方向上分层的依据是什么?5. 大气在铅直方
7、向上可分为哪几层?其中最低的一层有什么特点?6. 依据气体的状态方程,说明当一块空气的温度比同高度上四周空气温度高或低时,这块空气在铅直方向上的运动情形;7. 依据状态方程,比较同温同压下干、湿空气密度的差异;欢迎下载精品学习资源其次章辐射一、名词说明题:1. 辐射:物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式;由辐射所传输的能量称为辐射能,有时把辐射能也简称为辐射;2. 太阳高度角:太阳光线与地平面的交角;是打算地面太阳辐射通量密度的重要因素;在一天中,太阳高度角在日出日落时为0,正午时达最大值;3. 太阳方位角:太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的交角;以正南为0, 从正南顺时钟向变化
8、为正,逆时针向变化为负,如正东方为 90,正西方为 90;4. 可照时间:从日出到日落之间的时间;5. 光照时间:可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光照耀的时间之和;6. 太阳常数:当地球距太阳为日地平均距离时,大气上界垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度;其值为1367 瓦.米 -2;7. 大气质量数:太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气铅直厚度的比值;8. 直接辐射:以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射;9. 总辐射:太阳直接辐射和散射辐射之和;10. 光合有效辐射: 绿色植物进行光合作用时,能被叶绿素吸取并参加光化学反应的太阳辐射光谱成分;11. 大气逆辐射: 大气每时每刻都
9、在向各个方向放射长波辐射,投向地面的大气辐射,称为大气逆辐射;12 .地面有效辐射:地面辐射与地面吸取的大气逆辐射之差,即地面净缺失的长波辐射;13. 地面辐射差额:某时段内,地面吸取的总辐射与放出的有效辐射之差;二、填空题:2 ;3.4.5.对任何波长的辐射,吸取率都是1的物体称为 3 ;当肯定温度上升一倍时,肯定黑体的总辐射才能将增大假如把太阳和地面都视为黑体,4 倍;6000K,地面温度为 300K,就太阳表面的辐射通量密度是地表面的太阳表面肯定温度为5 倍;6.肯定黑体温度上升一倍时,其辐射才能最大值所对应的波长就变为原先的(6) ;(7) ,冬至时为 8 ;9 ,下午 15 时的时角
10、为 10 ;9.武汉30 N在夏至、冬至和春秋分正午时的太阳高度角分别为11 , 12和13 ;10. 15 ;12.13.14.15.16.20 ;冬半年,在北半球随纬度的上升,正午的太阳高度角14 ;在六月份,北京的可照时间比武汉的16 ;在太阳直射北纬 10时,北半球纬度高于17 的北极地区就显现极昼;由冬至到夏至,北半球可照时间逐步18 ;光照时间延长,短日照植物的发育速度就会19 ;在干洁大气中,波长较短的辐射传播的距离比波长较长的辐射传播距离1 ;欢迎下载精品学习资源17.随着太阳高度的降低,太阳直接辐射中长波光的比21 ;18.地面温度越高,地面对外辐射的能量越22 ;23 ,随
11、地面与空气温度之差的增大而26 ;24 , 随风速的增大而 25;2; 21; 3肯定黑体; 415; 5160000; 6二分之一;70 ; 82327 ;9 60; 1045 ; 1183 27 ;1236 33 ;1360 ; 14减小; 15东偏北; 16长; 1780 ;18 延长; 19减慢; 20短;21 增加; 22多; 23减小; 24增大; 25减小; 26地面辐射差额;三、挑选题:说明:在四个答案中,只能选一个正确答案填入空格内;1. 短日照植物南种北引,生育期将 ; B.缩短;C.不变;D.可能延长也可能缩短;2. 晴朗的天空呈蓝色, 是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光 较
12、多的结果;A.吸取; C.反射; D.透射;3. 对光合作用有效的辐射包含在 中;A.红外线;B.紫外线; D.长波辐射;4. 在大气中放射辐射才能最强的物质是 ;A.氧;B.臭氧;C.氮;D. 水汽、水滴和二氧化碳;5. 当地面有效辐射增大时,夜间地面降温速度将 ; B.减慢; C.不变; D.取决于气温;答案: 1. A; 2. B; 3. C; 4. D; 5. A;四、判定题:1. 对肯定黑体,当温度上升时,辐射才能最大值所对应的波长将向长波方向移动;2. 在南北回来线之间的地区,一年有两次地理纬度等于太阳赤纬;3. 时角表示太阳的方位, 太阳在正西方时 , 时角为 90;4. 北半球
13、某一纬度显现极昼时,南半球同样的纬度上必定显现极夜;5. 白天气温上升主要是由于空气吸取太阳辐射的缘故;6. 光合有效辐射只是生理辐射的一部分;7. 太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐射;8. 地面辐射和大气辐射均为长波辐射;9. 对太阳辐射吸取得很少的气体,对地面辐射也必定很少吸取;10. 北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值,所以气温较高;答案: 1. 错; 2. 对; 3. 错; 4. 对; 5. 错; 6. 对; 7.错; 8.对; 9. 错;10. 错;欢迎下载精品学习资源五、运算题1. 任意时刻太阳高度角的运算依据公式 Sinh sin sin coscoscos 大致分
14、三步进行:(1) 运算时角 ,以正午时为 0,上午为负,下午为正,每小时 15;如以“度”为单位,其运算式是 t 12 15其中t为以小时为单位的时间;如以“弧度”为单位,就 t12 2/24 建议运算时以角度为单位;(2) 运算 sinh值 所需的 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:运算武汉 30 N在冬至日上午10时的太阳高度角;解:上午 10时: t 12 15 10 12 15 30冬至日: =2327武汉纬度: =30sinh = sin30sin 2327 cos30cos 2327cos30=0.48908
15、h=29172. 正午太阳高度角的运算依据公式:h=90进行运算;特殊应留意当运算结果h90时,应取补角 即用180 h 作为太阳高度角 ;也可依据h=90 | |进行运算,就不需考虑取补角的问题 建议用后一公式运算 ;仍应留意对南半球任何地区, 应取负值;在北半球为冬半年 秋分至春分 时, 也取负值;例 运算当太阳直射 20S 时 约11月 25日 在40S 的正午太阳高度角;解:已知 = 40 在南半球 =20h=90 40+ 20=110运算结果大于 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 | | = 90 | 40 20|=70 3.
16、 运算可照时间大致分三步:1依据公式:cos 0 =tg tg 运算 cos 0 的值;2运算反余弦函数值 0 ,得日出时角为0 ,日落时角为+03运算可照时间 2 0 /15 其中 0 必需以角度为单位 ;例运算 11月25 日武汉的可照时间;解:由附表 3可查得 =20,武汉纬度=30 cos 0 = tg tg =tg30 tg 20=0.210138 0 =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 =2 04. 运算水平面上的太阳直接辐射通量密度依据公式: Rsb=Rsc . am sinh欢
17、迎下载精品学习资源大致分三步进行运算:(1) 运算太阳高度角的正弦sinh 参看第 1, 2两部分 ;(2) 运算大气质量数,一般用公式m=1/sinh(3) 运算 Rsb-2例1 运算北京 取 =40N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, a=0.8 ;解:已知 =40, =2327 冬至日 , =30sinh=sin40 sin 2327 + cos40cos 2327 cos30=0.352825 m=1/sinh=1/0.352825=2.8343m-2Rsb =Rsc.a 0.352825=256.25 瓦.米例2 运算武汉 为30N在
18、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 =30, =2327 ,正午太阳高度角为h=90 =90 30 2327=83 27 m=1/sinh=1.00657欢迎下载精品学习资源mRsb=Rsc. asinhsin83 27=1084.87 瓦.米-2欢迎下载精品学习资源-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 已知大气透亮系数为 0.7 ,太阳常数为 1367瓦.米2-2正午时: h=90 +=90 42 18=30 m=1/sinh=1/sin30 =2Rsb=Rsc.am sinh=13670.7sin30 =
19、334.9 瓦.米5. 运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运算式为:mRsb 坡=Rsc.asin 其中 为太阳光线与坡面的夹角;Rsb 坡的运算步骤与上述水平面上Rsb 的运算类似,但在第2步 运算 m后,应确定夹角;例1 运算武汉 为30N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 设透亮系数 a=0.8 ;解:已知=30, =2327 ,正午太阳高度角为: h=90 | |=90 |30 2327|=36 33m=1/sinh=1/sin36 33=1.6792 留意:此处运算m时不能用 代替 h ;对于南坡,正午时=h+坡度=3633+20 =56
20、33Rsb 南坡 =Rsc .am sin = sin56 33=784.14 瓦.米 -2 对于北坡, 正午时 =h坡度=3633 20=1633 假如北坡坡度大于h 时就无直射光, 即Rsb 北坡 =0Rsb 北坡 =Rsc .am sin = sin16 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缘由在于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,为了减小反射缺失,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
21、瓦/ 米2 ,透亮系数为0.8 ?解:已知 =46.5 , =23.5 , a=0.81 h=90 +=90 46.5 23.5 =20m=1/sinh=1/sin20 =2.923804欢迎下载精品学习资源玻璃面与地平面的夹角 =90 h = 90 20= 70 (2) 玻璃面上的直接辐射通量密度为m-2Rsb 坡=Rsc.a sin =13670.8 sin 90=711.9 瓦.米 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太阳直接辐射通量密度 设大气透亮系数为 0.8 , 太阳常数为 1367瓦.米 -2 ;解:已知 =36.5
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