农业气象学考试题库全考点含答案.docx
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1、农业气象学考试题库全考点含答案第一章大气一、名词解释题:1.干洁大气:除去了水汽和各种悬浮的固体与液体 微粒的纯净大气,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)1 .干洁大气中,按容积计算含量最多的四种气体是:(1)、(2)、筑和(3)。2 .大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的(4)o3 .大气中二氧化碳和水汽主要吸收 辐射
2、。4 .近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上(6),夏天比冬天。5 . (8)是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分,是天气演变 的重要角色。5.当地面有效辐射增大时,夜间地面降温速度将oA,加快;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、判断题:1.对绝对黑体,当温度升高时,辐射能力最大值所对应 的波长将向长波方向移动。2 .在南北回归线之间的地区,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,北半球某一纬度出现极昼时,南半球同样的纬度上必然出现极夜。5 .白天气温升高主要是因
3、为空气吸收太阳辐射的缘故。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 .对太阳辐射吸收得很少的气体,对地面辐射也必然很少吸收。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。五、计算题1 .任意时刻太阳高度角的计算根据公式 Sinh = sinq)sinS+cos(pcos8cosco大致分三步进行:(1)计算时角3,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3 = (t1
4、2)X15。其中t为以小时为单位的 时间;如以弧度为单位,则3 = (t12)x271/24建议计算时以角度为 单位。(2)计算sinh值(所需的6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。11)在冬至日上午10时的太阳高度角。解:上午 10 时:u)= (t-12)xl5o=(10-12)xl5o=-30o冬至日:8=-2327,武汉纬度:cp=30/.sinh = sin30sin(-23027,) + cos300cos(-23027)cos(-30)=0.48908 h=29172 .正午太阳高度角的计算根据
5、公式:h=90-cp+6进行计算;特别应注意当计算结果h90。时,应取补角(即用180。一h 作为太阳高度角)。也可根据h=90 |(p6|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,中应取负值;在北半球为冬半年(秋分至春分)时,8 也取负值。例 计算当太阳直射20。5时(约11月25日)在40。5的正午太阳高度角。解:已知中二一40。(在南半球)5= 20。.h=90 (40) + (20) = 110计算结果大于90。,故取补角,太阳高度角为:h = 180-110o=70也可用上述后一公式直接得h=90-|(p-S| = 90o-|-40-(-20
6、o)|=703 .计算可照时间大致分三步:(1)根据公式:coswO = tg(ptgS 计算 coscoO 的值。(2)计算反余弦函数值30 ,得日出时角为一30 ,日落时角为+30(3)计算可照时间230/15。(其中30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-20。,武汉纬度(p=30。coscoO 二tgcptgS= tg30tg(20)=0.21013830 =77.87即:日出时角为一77.87。(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=230/15=2x77.87/15=10.38 小时4
7、.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 = l/sinh(3)计算Rsb例1计算北京(取5=40牛)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)o解:已知(p=40%=23。27冬至日),3= 30sinh=sin40sin(-2327) + cos40cos(-2327) cos(-30)=0.352825m = l/sinh = l/0.352825=2.8343.Rsb=Rsc?am s
8、inh = 1367x0.82.8343x0.352825=256.25 (瓦?米-2 )例2计算武汉为3CTN)在夏至日正午时的太阳直接辐射通量密度(已知 a=0.8)o解:已知 cp=30, 6=2327,正午太阳高度角为 h=90。一一5二90。一30。一23。27=83。27,m = l/sinh = 1.00657Rsb=Rsc?am sinh = 1367x0.81.00657 xsin8327 = 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
9、知(p=42 5= 18 a=0.7正午时:h=90-(p + 6=90o-42o-18o = 30m = l/sinh = l/sin30=2Rsb=Rsc?am sinh=1367x(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 sina其中a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a。例1计算武汉(cp为3CTN)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)o解:已知cp=30
10、。,8 = -2327,正午太阳高度角为:h=90。一|(p 一可二90。 -|30o-(-2327,)| = 3633,m = l/sinh = l/sin36O33=1.6792(注意:止匕处计算m时不能用a代替h)。对于南坡,正午时a=h +坡度=3633 + 20 = 5633Rsb 南坡=Rsc?am sina=1367x0.81.6792 xsin5633=784.14 (瓦?米-2 )对于北坡,正午时a二h一坡度=36。3320。=16。33(如果北坡坡度大于 h时则无直射光,即Rsb北坡=0)Rsb 北坡二Rsc?am sina=1367x0.81.6792 xsinl633=
11、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46.5ON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(p=46.5, b = 23.5, a=0.8(1) h=90 cp+b=9046.5 23.5=20 m = l/sinh = l/sin20=2.923804玻璃面与地平面的夹角P=90-h=90。一20。=70玻璃面上的直接辐
12、射通量密度为Rsb 坡=Rsc?am sina =1367x(0.8)2.923804 xsin90=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太阳直接辐射通量密度(设大气透明系 数为0.8,太阳常数为1367瓦?米-2) o解:已知(p=36.5, S=-23.5, a=0.8,坡面坡度 0:30。h=90-(p+S=90o-36.5o+(-23.5)=30om = l/sinh = l/sin30=2水平地面上直接辐射能量密度Rsb=Rsc?am sinh= 1367x(0.8)2xsin30=437.4
13、(瓦?米-2 )南坡:Rsb 南坡二Rsc?am sina=Rsc?am sin(h + p)=1367x(0.8)2 xsin60=757.7(瓦?米-2 )北坡:Rsb 北坡=Rsc?am sina=Rsc?am sin(h p)=Rsc?am sin0=0 由此题可知,一般来说冬季正午南坡上的太阳直接辐射最强,而对坡度 大于太阳高度角的北坡,则无太阳直接辐射。所以南坡为温暖的阳坡, 北坡为阴冷的阴坡。六、问答题:1 .太阳辐射与地面辐射的异同是什么?答:二者都是以电磁波方式放射能量;二者波长波不同,太阳辐射能量 主要在0.154微米,包括紫外线、可见光和红外线,能量最大的波长 为0.48
14、微米。地面辐射能量主要在380微米,为红外线,能量最大的 波长在10微米附近。二者温度不同,太阳表面温度为地面的20倍,太 阳辐射通量密度为地面的204倍。2 .试述正午太北半球阳高度角随纬度和季节的变化规律。答:由正午太阳高度角计算公式h=90。一 I(p-6 I可知在太阳直射点处 正午时h最大,为90。;越远离直射点,正午h越小。因此正午太阳高 度角的变化规律为:随纬度的变化:在太阳直射点以北的地区(cpb),随着纬度cp的增大, 正午h逐渐减小;在直射点以南的地区,随(P的增大,正午h逐渐增 大。随季节的变化:对任何一定的纬度,随太阳直射点的接近,正午h 逐渐增大;随直射点的远离,正午h
15、逐渐减小。例如北回归线以北的地 区,从冬至到夏至,正午h逐渐增大;从夏至到冬至,正午h逐渐减小。在I(p-6 I 90。的地区(极圈内),为极夜区,全天太阳在地平线以下。3 .可照时间长短随纬度和季节是如何变化的?答:随纬度的变化:在北半球为夏半年时,全球随纬度5值的增大(在 南半球由南极向赤道cp增大),可照时间延长;在北半球为冬半年时,全 球随纬度cp值的增大可照时间缩短。随季节的变化:春秋分日,全球昼夜平分;北半球随b增大(冬至到 夏至),可照时间逐渐延长;随8减小(夏至到冬至),可照时间逐渐缩短; 南半球与此相反。6 .根据大气中(9)的铅直分布,可以把大气在铅直方向上分为五个层 次。
16、7 .在对流层中,温度一般随高度升高而(10) o8 .大气中对流层之上的一层称为(11)层,这一层上部气温随高度增高 而(12) o9 .根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准,大气顶 约高(13)千米。答案:氮氧二氧化碳紫外线长波低低水 汽(9)温度(10)降低(11)平流(12)升高(13)1200三、判断题:(说明:正确的打W,错误的打x)1 .臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中,它可以吸收太阳辐射 中的紫外线。2 .二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地面空气升温,产 生温室效应。3 .由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用,使地球上二氧化碳含量逐年减少。在北半球
17、为夏半年(b0)时,北极圈内纬度为(90。-5)以北的地区出现极 昼,南极圈内同样纬度以南的地区出现极夜;在北半球冬半年(b0)时, 北极圈90+6以北的地区出现极夜,南极圈内同样纬度以南出现极昼。4 .光照时间长短对不同纬度之间植物的引种有什么影响?答:光照长短对植物的发育,特别是对开花有显著的影响。有些植物要 求经过一段较短的白天和较长的黑夜才能开花结果,称短日照植物;有 些植物又要求经过一段较长的白天和较短的黑夜才能开花结果,称长日 照植物。前者发育速度随生育期内光照时间的延长而减慢,后者则相反。 对植物的主要生育期(夏半年)来说,随纬度升高光照时间延长,因而短 日照植物南种北引,由于光
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