气象学

▪ 1、大气的组成可概括分为哪三类？

▪ 干洁大气 水汽 气溶胶粒子

▪

▪ 2、什么是干洁大气（或干空气）？主要有哪些城组成的？

▪

▪ 3、叙述大气中的水汽的来源及其垂直分布特点，其在大气中的含量是多少？

▪ 来源： 陆地上的水体、植物、湿土、海洋蒸发而来

▪ 分布：随高度的升高而很快减少，主要集中在2km以下的 大气层中。

▪ 含量： 按容积计算 变化范围0-4%之间

▪

▪ 4、大气中的水汽有哪些作用？

▪ 水汽的含量虽然不多，是天气变化的主要角色。

▪ 1）形成各种水汽凝结物如云、雾、雨、雪、露等。

▪ 2）水汽也具有很强的吸收长波辐射的能力，参与大气的温室效应

▪ 3）大气中水汽含量的多少，直接影响植物蒸腾、土壤蒸发、间接影响植物对二氧

▪ 另外，水汽是大气中唯一能发生相变的成分，

▪ 液态水滴 固态冰晶 气态水汽 相互转化

▪ 在转化过程中伴随着能量的吸收和释放。

▪

▪ 5、什么是气溶胶粒子？其作用是什么？

▪ 分有机无机

▪ 有机粒子: 较少 植物花粉、孢子，微生物等

▪ 无机:较多 岩石或土壤风化后的尘粒,地面燃烧的烟灰，海洋中随浪花飞溅的盐粒

▪ 作用: 1）吸收一部分太阳辐射，并且阻挡地面放热

▪ 2）它的存在使大气透明度降低

▪ 3）充当水汽凝结核，对云、雨、雪等水汽凝结物的形成起重要作用

▪

▪ 6、对流层的平均厚度是多少？对流层的厚度随纬度和季节有什么变化特点？

▪ 厚度： 平均厚度11km

▪ 对流层的厚度随纬度而发生变化

▪ 低纬 17-18km

▪ 中纬 10-12km

▪ 高纬 8-9km

▪ 随季节发生变化 夏季厚，冬季薄

▪

▪ 7、什么是大气的上界和大气的底界。

▪ 大气的底界：下垫面即地球表面

▪ 大气上界：是模糊的，为了说明大气圈的垂直范围而确定的地球大气的最大上限高

▪ 1）物理高度 根据大气中的物理现象极光出现的最大高度作为大气上界

▪ 2 ) 密度高度 以大气密度接近星际气体密度的高度作为大气上界，根据天

大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体

N、O、O、CO

2232

化碳的吸收，对农作物生长发育、产量形成有重要影响。

度。通常有两种确定法 ：

高度为1000-2000km

体物理研究，星际气体密度约为每立方厘米中一个微观粒子，按人造卫星探测资料

推算，地球大气密度在2000～3000公里高空达到这一标准，故目前一般以此作为

大气上界。

▪

▪ 8、水气压、饱和水气压、露点温度、相对湿度、绝对湿度、降水量的定义？

▪ 绝对湿度（水汽密度） kg/m

3

▪ 定义：单位体积空气中所含的水汽质量

▪ 水汽压 e (water vapour pressure) Pa

▪ 大气中水汽所产生的那部分压力

▪ 饱和水汽压 E:在温度一定的情况下，单位体积空气中的水汽量是有一定限度的，如

果水汽含量达到此限度，空气就呈饱和状态，饱和空气的水汽压称为饱和水汽压

▪ 相对湿度: 空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压的比值 U=e/E*100%

▪ 露点温度: 空气中水汽含量和气压不变的条件下，降低温度使空气达到饱和时的温

度。

▪ 降水量: 从云中降落的液态或固态水，未经蒸发、渗透和流失，在水平面上所积聚

的水层厚度。

1、概念：辐射、吸收率、反射率、透射率、辐射通量、辐射通量密度、光照度、天

文辐射、太阳常数、太阳高度角、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射、地面辐射差额（地面

净辐射）

. 辐射的概念 定义：自然界中的一切物体，只要其温度高于绝对零度，就会不停的

以电磁波或粒子的形式向外传递能量，这种传递能量的方式叫辐射，通过辐射的方式传递的

能量称为辐射能。辐射是能量传播的方式之一，并且是太阳能传输到地球的唯一方式。

Q

a

2吸收率、反射率、透射率 :式中左边第一项 为吸收率；第二

Q





Q

r

项 ，称为反射率(物体反射的辐射与投射于其上的总辐射之比)；第三

Q

r

项 ，称为透射率(透过物体的辐射与投射于其上的总辐射之比) .

Q

t

t

Q

公式;

光照度（照度):单位面积上接受的光通量

辐射通量： 单位 焦耳/秒

单位时间内通过或到达任意表面的辐射能

QaQrQt

1

QQQ

辐射通量密度：单位：瓦/米2

单位面积上的辐射通量

天文辐射：穿过可视为热透体的星际空间到达大气上界的太阳辐射称为天文辐射。

太阳常数：在大气上界，当日地之间处于平均距离（1.5×108km)时，垂直入射光表面的太

阳辐射的辐照度。

单位：W•m-2

数值：1367+7 W•m-2

太阳高度角(h)：太阳平行光线与水平面的交角

地面辐射定义：地球表面按其本身温度不断向外发射长波辐射称地面辐射,属长波辐射。

大气逆辐射：大气辐射指向地面的部分

地面净辐射：地面辐射能的总收入与总支出的差值

大气辐射定义：大气发射的能量主要集中在4～120μm波长范围内的辐射

2、气象学所研究的电磁波谱的范围是多少？

太阳、地球表面、大气辐射，波长大致在0.15-120μm之间，紫外线 可见光 红外线

3、太阳辐射的光谱范围及可见光的光谱范围？太阳辐射的光谱成份包括哪些及其能量分布

特点？

太阳辐射光谱范围：0.15-4.0µm

可见光区：0.4-0.76 µm 50%

红外线：>0.76 µm 43%

紫外线：<0.4 µm 7%

太阳辐射光谱包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线和

宇宙射线等几个波谱范围。

4、详细说明为什么太阳辐射穿过大气层时会受到削弱？

大气对太阳辐射衰减的三种方式中:

反射作用最重要,尤其是云层 对太阳辐射 的反射作用

散射作用第二

吸收作用相对最小

以全球平均而言，太阳辐射约有30％被散射和漫射回宇宙，称之为行星反射率，20％被大

气和云层直接吸收，50 ％到达地面被吸收

5、到达地面的太阳总辐射的强弱受哪些因子的影响？如何影响的？太阳总辐射随纬度、海

拔高度及时间的变化特点是什么？并分析原因。

影响总辐射的因子太阳高度：穿过大气厚度和散布的面积2大气透明度3海拔4日照时间

太阳直接辐射的强弱和许多因子有关，其中最主要的有两个，即太阳高度角和大气透明度。

散射辐射的强弱也与太阳高度角及大气透明度有关。

太阳高度角增大时，到达近地面层的直接辐射增强，散射辐射也就相应地增强；相反，太阳

高度角减小时，散射辐射也弱。

大气透明度不好时，参与散射作用的质点增多，散射辐射增强；反之，减弱。云也能强烈地

增大散射辐射

太阳高度角越大，到达地面的太阳直接辐射越强，反之，越弱。

太阳高度角的变化规律日变化：正午最大，早晚最小

年变化：在南北回归线之间，每年太阳可直射两次，北半球，北回归线以北地区，夏至日最

大，冬至日最小

随纬度变化：

随纬度的升高，太阳高度角减小

6、地面和大气辐射其辐射的光谱范围？

波长：3-80μm, 最大辐射能所对应的波长为10 μm

7、地面辐射差额（地面净辐射）对地面温度是如何影响的？

地面发射的辐射与地面吸收的大气逆辐射之差,表示地面的长波辐射支出量

8.影响地面净辐射的因子是什么？地面净辐射随纬度和时间的变化规律。

太阳高度和日长 影响太阳辐射的大小 主要因子

下垫面的性质 影响地面反射率。 大气成分及云况 影响大气逆辐射 次要因子

日变化

白天B>0，夜晚B<0。

日出后1小时，B由负值 正值

日落前1小时，B由正值 负值

云的影响

白天：B阴晴 ？

夜晚： B阴 B晴 ？

年变化 夏季B>0，冬季B<0

随纬度的变化

北半球 B>0 38oN以南 ， B<0 38oN以北。B=0 38oN

第三节复习题

1、什么是气温的绝热变化？干绝热变化和湿绝热变化有什么区别？

大气温度的绝热变化：空气与外界没有热量交换，而是由外界压力的变化对空气作功，使空

气膨胀或压缩引起的。做绝热升降运动的空气团的干湿程度不同，则空气团的温度变化程度

也不同

2、什么是大气稳定度？如何判断大气稳定度？

处在静力平衡状态中的大气，空气因受外力因子的扰动后，大气层结（温度和湿度的垂直分

布）有使其返回或远离原来平衡位置的趋势或程度，称之为大气稳定度

判断标准

通常用气温直减率（γ）与上升气块的干绝热直减率（γd）或湿绝热直减率（γm）的对

比来判断。

判断方法 以未饱和空气为例说明

3、什么是大气逆温现象？简述辐射逆温形成的条件及形成过程？

定义 在一定条件下，对流层中会出现气温随高度的增高而升高的现象，这种现象称为逆温。

出现逆温的气层叫做逆温层。

辐射逆温

形成原因：地面强烈辐射冷却

地面净辐射=-(地面辐射-大气逆辐射)<0 (夜晚）

形成条件：在晴朗无云或少云的夜晚

过程; 1、辐射

2、分子传导

3、流体流动热交换

（1）对流

（2）平流

（3) 乱流

4、潜热热交换（蒸发或凝结）

4、气温日较差的定义？并详细叙述影响气温日较差的因子。

是一天中气温最高值与最低值之差 影响因子：纬度 季节 地形 下垫面性质 天气

5、气温年较差的定义？并详细叙述影响气温年较差的因子

一年中最高月平均气温与最低月平均气温之差，称为气温年较差 、

影响因子：纬度 海陆 距海远近

第四章

1.概念：气压、气压场、低气压、高气压、高压脊、低压槽、海陆风、山谷风、焚风

气压;单位面积上所承受的垂直大气柱重量。单位帕

气压场;气压的空间分布，用等压线和等压面表示

低气压定义：风沿等压线逆时针方向吹，称气旋。空气在气旋中绝热上升冷却，形成云或者

降水。气压下降常伴随风暴和降水

高气压简称“高压”，指比周围的气压高的地点而言，其中气压最高风沿等压线按顺时针方向

吹，称反气旋。反气旋风向是顺时针旋转的。空气从反气旋中心向外扩散，冷空气从高处向

下运动绝热增温，下沉空气将使天气变得干燥、晴朗的地点

焚风:气流越过山岭时，在背风坡绝热下沉形成的干且热的风

高压脊定义：水平气压场上等压线向气压较低一方突出的脊状部分。

低压槽：从低压区中延伸出来的狭长区域称为低压槽，简称为槽

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。

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。

2.气压随高度的变化规律如何？为什么？

冷气团中空气密度大,气压随高度降低速度比暖气团快降低同样的气压，冷气团中上升的高

度小，而暖气团中上升的高度大

气压变化原因;热力因子使空气密度变化

大气运动引起气柱质量变化

水平气流的辐合与辐散

空气的垂直运动

不同密度气团的移动（冷暖气团的移动

3.气压场的基本类型包括哪些？气压系统包括什么？（低气压、高气压、高压脊、低压槽、

鞍形气压场）

气压场的基本形式:低气压 高气压 低压槽 高压脊 鞍形气压场

包括低空气压系统 高空气压系统

4.在地转风和梯度风形成的过程中，作用在空气质点上的力分别包括哪些？

梯度风空气质点所受的力：

水平气压梯度力

水平地转偏向力

惯性离心力

地转风空气质点所受的力： 水平气压梯度力 水平地转偏向力

5.在摩擦层大气中，空气质点的运动方向是否仍然和等压线平行（即沿着等压线方向）？并

说明原因。

摩擦层中空气质点受到摩擦力的作用。使得空气质点的运动方向不再与等压线平行 而是斜

穿等压线并且指向低压方向

6.画图解释海陆风、山谷风、焚风形成的过程。

台风产生在热带洋面上的强大而深厚的气旋

2、气团按热力分类方法可分为哪几类？

冷气团：气团向着比它暖的地面移动，不稳定气团

暖气团：气团向着比它冷的下垫面移动，稳定气团

3、解释为什么副热带高气压随季节的变化发生规律性的南北移动。

冬季 脊线位置最南2月中旬~3月下旬，副高脊线130。 150N华南地区出现连续的低温

阴雨或霜冻天气4~6月太平洋高压逐渐加强，脊线明显北移6月 脊线第一次北跳越过200N,

稳定在20~250N之间，降雨带位于长江中下游地区，梅雨开始，梅雨期平均约20天

7月 脊线第二次北跳，跳越过250N,稳定在25~300N之间，黄淮地区雨季开始，长江中、

下游的梅雨结束，开始被西太平洋副高所控制，天气变得炎热少雨。

7月底~8月初 副高脊线越过300N,降雨带移到华北和东北南部，长江流域进入伏旱期，

华南和东南沿海出现台风

9月上旬 脊线回跳到250N左右，江淮流域出现第二次降雨

10 月上旬，脊线南退到200N以南地区，雨区也随着南移，副高影响进一步减小

4、寒潮的标准。寒潮的源地和天气特点是什么？

标准 一次冷空气入侵：使长江中下游及以北地区，48小时内最低气温下降10℃以上，

且最低气温在4℃以下陆地上有相当三个大行政区出现5~7级大风沿海有三个海区出现7级

以上大风

源地 入侵我国的寒朝主要来自：北极地带（冰洋气团）在新地岛以东和以西及冰岛以南

的洋面上欧亚大陆（极地大陆气团）

产生降温 东北、西北、内蒙 降到 -40℃ 华北 降到 -20℃ 长江流域降到-10℃

产生大风 还会有扬沙天气

会产生降水

5、台风在水平方向可分为哪几部分？并叙述各部分的天气特点。

（1）.有广阔的高温、高湿的大气。 热带洋面上的底层大气的温度和湿度主要决定于海面

水温，台风只能形成于海温高于26℃-27℃的暖洋面上，而且在60米深度内的海水水温都

要高于26℃-27℃；

（2）.有低层大气向中心辐合、高层向外扩散的初始扰动。 而且高层辐散必须超过低层辐

合，才能维持足够的上升气流，低层扰动才能不断加强

（3）.垂直方向风速不能相差太大 上下层空气相对运动很小，才能使初始扰动中水汽凝结

所释放的潜热能集中保存在台风眼区的空气柱中，形成并加强台风暖中心结构；

（4）足够大的地转偏向力作用地球自转作用有利于气旋性涡旋的生成。地转偏向力在赤道

附近接近于零，向南北两极增大，台风发生在大约离赤道5个纬度以上的洋面上。 5-20

度的热带洋面上

第六章

1.太阳辐射、下垫面、大气环流、人类活动在气候形成中的作用？

1太阳辐射是气候系统的主要能源，也是大气中一切物理现象和物理过程形成的基本动力，

是气候形成的基本原因。不同地区的气候差异和季节交替，也是因为太阳辐射在地表分布不

均匀引起的

2下垫面对气候形成的影响 海陆分布一是地形本身所具有的气候特点

对辐射的影响 直接辐射 总辐射 地面辐射差额 对温度的影响 对降水的影响 高山垂直气

候带

高原大地形高原和山脉对邻近地区气候的影响。

山脉能阻滞气团和锋面移动。如东西走向的山脉，使北方冷空气不易南下，南方暖空气难

以北上，结果虽是一山之隔，气候却很悬殊。

冰雪覆盖冰雪表面较高的反射率和大的溶解潜热，使冰雪圈扮演着大气和海洋有效的热汇

冰雪对太阳辐射的透射率和导热率都很小,使大气得不到地表的热量输送 ，海冰是冷的极地

气团和冰下面相对暖的海洋之间的绝缘层

3大气环流对气候形成的影响 大气环流促进高低高、低纬度间和海陆间发生热量和水分交

换 使各地气候不仅受当地的太阳辐射和地理条件的作用 还受其他地方的影响，并引起气温

的非周期性变化。

4人类活动对气候的影响

(一)改变下垫面性质

下垫面性质的改变，必然使相应范围的气候发生变化。例如，滥伐森林、盲目开荒等可以

造成植被破坏，使这些地区的气候逐渐干旱。 人类可以通过灌溉、植树造林、建造水库等

改造干旱气候

二)改变大气成份

人类活动使大气中二氧化碳、水汽、尘埃逐渐增加，从而影响大气辐射热能的收支，导

致气候变化。

1、二氧化碳的温室效应

2、尘埃的阳伞效应

(三)释放热量

2.各种不同气候型的特点？

8种基本气候型

海洋性气候、大陆性气候

季风气候、地中海气候

高山气候、高原气候

草原气候、沙漠气候

海洋性气候的特征

温度上：气温变化缓和，年日较差小，冬暖夏凉，最冷月和最热月出现时间比同纬度大陆晚

一个月，分别为2月、8月

水分上：相对湿度大，云雾多，日照少，降水充沛，季节分配均匀，年际变化小

大陆性气候的特征

与海洋性气候相反

季风气候

主要特征：在一年内，冬夏季之间，所盛行的风向、云、降水和天气系统等都随季节发生明

显的变化，旱涝灾害频繁季风气候的高温与多雨时期基本一致，虽然不免有闷热难熬之苦，

却对发展农业十分有利。

地中海性气候

特点：夏季受副高控制，炎热干燥，冬季受西风带控制，温和湿润地中海式气候的特点，是

高温时期少雨，低温时期多雨

这种不协调的配合，对植物十分不利

在生长季节，植物必须经过炎热干燥的锻炼，为了减少蒸发，自然植被多半是生长得短小的

乔木和灌木等常绿硬叶林

高山气候的特点

气温年日较差比平地小，极值出现时间随高度而推迟，迎风坡多地形雨，为湿坡，背风坡具

有焚风效应，为干坡

高原气候的特点

地面与空气接触面积大，白天或夏季成为巨大热源；高原水汽含量少，辐射面积大，夜晚或

冬季成为巨大冷源，降温剧烈。温度日较差和年较差大

沙漠气候是大陆性气候的极端情况。

在副热带沙漠分布最广，基本原因就是少雨，植物难以生存，植物种类和数量极其稀少。

地表裸露，空气十分干燥，极少水分。

白天太阳辐射强，地面加热迅速，气温可高达60～70℃。

上升气流强，但因空气干燥，极少成云致雨，只有狂风沙尘。

夜间地面，冷却极强，甚至可以降到0℃以下。

由此，气温日变化非常大。可以高达50℃以上。

草原气候也是一种大陆性气候，是森林到沙漠的过度地带。气候呈干旱半干旱状况，土壤水

分仅能供草本植物及耐旱作物生长。

3.中国气候的特点及对农业的影响？

我国气候的三大特点

季风气候显著

大陆性气候强

气候类型多种多样

1.季风气候显著

1）一年中风向发生规律性的变化，使温度、湿度也发生规律性的变化

（2）由于季风的非周期性变化，易造成灾害性天气

夏季风进退不稳 会发生旱、涝灾害

春季 倒春寒

秋季 寒露风

（3）表现在降水上

从时间上看 大部分地区降水的起止时间与夏季风的进退时间一致 夏季降水占

40-50%，冬季降水<10% 空间上 年降水量从东南向西北递减 有一条400mm的等雨量线

大致走向 大兴安岭-呼和浩特-兰州-西藏雅鲁藏布江河谷地区

降水变率大

大陆度

海陆分布对气候的影响可以用大陆度来表示

气温年较差可衡量气候的大陆度

但年较差随纬度发生变化，不能直接比较不同纬度地区的大陆度

我国气候对农业的影响

优越性

雨热同季