气象与气候学复习参考资料(2012)

《气象与气候学》

参考资料

张继权

东北师范大学城市与环境学院

2012年4月

课程体系与知识要点

《气象学与气候学》是高等师范院校地理专业的一门专业基础课程，也是一门基本技术训练课程。

《气象学与气候学》是自然地理的一个重要组成部分。通过对本课程的系统学习，使同学们掌握大气中物理现象、物理过程和大气运动的基本原理；天气演变和气候形成、分布与变化的基本规律；人类对天气及气候条件的利用、控制及改造的基本知识；单站补充预报的思路及分析一般气候资料和进行简单气候调查的技能，从而能完成以下三方面的任务：

1. 能胜任中学地理教学中有关气象、气候部分的教学任务，并能带领中学生进行课外气象活动。

2. 为学习后继课程，如水文地理、土壤地理、植物地理和区域地理等提供必要基础。

3. 有利于培养学生辨证唯物主义的世界观。

为了适应专业课和中学教学的需要，《气象学与气候学》分为气象学基础、天气和气候学三部分，确定本教材以气候为重点，气象学基础和天气部分是做学习气候学的物理基础和天气基础编写的。所以学习时不应把重点搞错。内容安排实现分析大气的热能、温度、水分和运动即 “冷与暖”、“敢与湿”和“高压与低压”三对基本矛盾，在此基础上加以综合来论述天气，再进一步用天气的综合阐明气候。教材内容尽量做到从感性到理性，从现象到本质，从认识自然到改造自然和有浅入深，循序渐进的原则，用辩证唯物主义的观点来论述大气物理过程的基本规律。《气象学与气候学》是一门科学性和实践性很强的学科。每一部分先交待概念，是为了后面学习基本规律打基础。前面概念没学好，后面基本规律也学不懂。所以学习此课应首先通览全书，把握教材结构体系，再抓重点学习。另外，注意理论联系实际，我们无时无刻不生活在各种大气物理现象之中，各种天气现象都可以在气象学的基本原理中找到答案。所以只有善于联系大自然的实际，方能把基本理论学活学透，在理解的基础上掌握，避免死记硬背。

由于受教学时数的，教材各章节中的公式和方程式在课堂上不能给出具体推导过程，为了帮助学生对各章节中的公式和方程式的来龙去脉有所了解和加深对这些公式和方程式的理解和掌握它们的气象学意义，同时考虑到《气象学与气候学》内容丰富，为了帮助同学们课后复习，我们编写了这部参考资料，它包括“各章主要公式和方程式推导”和“各章复习思考题”两部分内容，作为同学们课后自学和复习的参考资料。预祝同学们取得优异成绩！

编者 2012年4月

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目 录

第一部分 各章主要公式和方程推导 .......................... 1 一、状态方程的推导 ............................................................................. 1 二、气象学中热力学第一定律的常用形式的推导 ............................. 3 四、根据位温判别大气稳定度 ............................................................. 6 五、气压高度公式的推导 ..................................................................... 7 六、比湿和混合比 ................................................................................. 8 七、气压梯度的推导 ........................................................................... 10 八、等压面上的地转风公式 ............................................................... 11 九、梯度风公式的推导 ....................................................................... 12 十、热成风方程的推导 ....................................................................... 13 十一、天文辐射计算方程推导 ........................................................... 15 第二部分：各章复习思考题 ................................ 20 第一章 引论 ........................................................................................ 20 第二章 大气的热能和温度 ................................................................ 20 第三章 大气中的水分 ........................................................................ 21 第四章 大气的运动 ............................................................................ 21 第五章 天气系统 ................................................................................ 23 第六章 气侯的形成 ............................................................................ 23 第七章 气候带和气候型 .................................................................... 24 第八章 气候变化和人类对气候的影响 ............................................ 24

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第一部分 各章主要公式和方程推导

一、状态方程的推导

(一)干空气状态方程

干空气的克分子量为28.966，所以干空气的比气体常数为

干空气的状态方程为 P=ρRdT (二)湿空气状态方程

湿空气是由干空气和水汽混合组成的，其密度()是干空气密度(d)与湿空气密度(w)之和，即

dw (1) 设以P表示湿空气的压力，e表示湿空气中水汽的压力，则p—e是干空气的压力。则

ρdρwpe (2) RdTeRwT (3)

式中Rw为水汽的比气体常数。

把(2)、(3)式代入(1)式，就可以推导出湿空气的状态方程：

dw因为

Rd Rw所以

pee (4) RdTRwTRdR

w

1

RRww RdRd即

dRwR

wd将水汽和干空气的克分子量w18.016和d28.966代入此式得

Rw28.966Rd1.608Rd (5)

18.016将(5)式代入(4)式，得

peePee RdT1.608RdTRdTRdT1.608RdTpeep1.608ee(1)(1) RdTp1.608pRdT1.608pp0.608epe(1)(10.378) (6) RdT1.608pRdTp为了导出便于使用和记忆的公式，用(1+0.378

eeP(10.378)(10.378)pp

eRdT(10.378)pep12(0.378)2p

eRdT(10.378)pe)乘除(6)式的右端，即 pe考虑e比p小得多，因而(0.378)2很小可以忽略不计，则上式可成写成为：

ppeRdT(10.378)p

最后得湿空气状态方程为：

2

ePRdT(10.378) (7)

p二、气象学中热力学第一定律的常用形式的推导

dQCPdTRTdp (1) p如有dQ热量加到一个孤立的气体统中去，这个热量可分为两部分：增加该系统的内能dE及对外力所作的功dW。因此热力学第一定律可写为：

dQ=dE+dW (2)

对理想气体来说，气体内能就是它的分子运动的动能。就一克气体而言，它等于CυT（T为气体温度，Cυ为定容比热）。当气温变化dT时，其值为

dE=CdT (3)

(3)式右边第二项为在定压状况下气体膨胀时所作的功。如P表示压力，V表示气体比容，则

dWPdV (4) 将(3)、(4)式代入(2)式

dQ=CυdTAPdV (5) 将状态方程PV=RT微分

PdV+VdP=RdT

PdV=RdT－VdP (6) 将(6)式代入(5)式

dQCυdT(RdTVdp)=dT(Cυ+R)－VdP

令CpCυR 得dQCPdTVdp 因为VRT Pdpp则dQCPdTRT 3

三、干绝热直减率和湿绝热直减率

(一)干绝热直减率

γd(dTigTi)ddZCpT

一块干空气在绝热上升时，该气块在高度Z处的状态为Pi, Vi, Ti, 而周围空气的状态为P, V, T。在高度Z+d Z处，上升气块的状态为Pi+dPi, Vi+dVi, Ti+dTi,而空周围空气的状态为P+dP, V+dV, T+dT。

此时对于dQCdpPdTRTp而言 dQ=0 则有

CdpPdTRTp 将上式等号两边同除以dZ并整理，则

γd(dTiRTidZ)dPdCdZ pP在准静力平衡下，Pi=P及Pi+dPi=P+dP上式为： 引用静力学方程

dPdZρg 则有：dPidZdPdZρg 而 pRT所以 γd(dTiRTidPdZ)RTdCiρggTi pPdZCpρRTCpT因空气块的温度虽与周围空气温度不同，但差别不大，即这样γgdC p其中g=9.81m/s2, Cp=1.005J/(g〃K)=1005m2/(s2〃K)

γgdC=0.98℃/100米 p 4

TiT1 (二)湿绝热直减率

饱和湿空气绝热上升时同干空气不同之处是随温度降低有水凝结出来，水汽凝结要放出潜热，加热空气。因而湿绝热直减率要小于干绝热直减率。

γ＜γd m设1克湿空气达到饱和时含水qsg克，绝热上升，凝结了dqsg克的水汽，所放出潜热为：

d Q=-Ldqs

L：水汽凝结潜热，单位水汽凝结成同温度的水所放出的潜热。 根据热力学第一定律：d Q=Cp dT－RT

LdqsCpdTRTdp pdp p同求干绝热方法类似：

dTigTiLdqs dZCpTCpdZ或近似地：

dTigTiLdqsLdqsγd dZCpTCpdZCpdZLdqsdT故：γmiγd

dZCdZmp当饱和空气上升时dZ >0 , dqs<0 则：

dqs dZ当饱和空气下降时，dZ＜0, dqs＞0，则

dqs0 dzdqs0; 下沉时，dZ<0, dqs>0,则dz故 γm总是小于γd

5

四、根据位温判别大气稳定度

对泊松方程 θT(100)PR0Cp 取对数

nθnTR1000n() CpP只考虑位温随高度的变化，根据偏微分公式可得：

1θθ1ZTTR1(ZCp100010001ZPP) Z

1

1θ1ZT(TARTTCPP1PP)Z P Zθ1ZTTRZCp 因为

PPPp g又因故gZRTZRT1θθ1ZTTRTP(g) TCPRTP所以有：

=

1TRTgP() TZCPPRT1Tg() TZCPg Cp又因： γd故：

1θθ1T((γd) ZTZθθ(γγd)――――――位温判别稳定度公式 ZT当

θZ即(γγd)0 气层稳定

6

当 当

θZθZ即(γγd)0 气层不稳定 即(γγd)0 气层中性平衡

五、气压高度公式的推导

为了寻求气压随高度变化的规律，通常在静力学方程的基础上推导出气压高度公式，简称压高公式。 大气静力学方程：

dPρgdZ

(1)

引入状态方程，用气压和温度代换密度



代入(1)式

dPP RTPgdZ RT

dPgdZ (2) PRT对(2)式积分，得

2P1PdPZ2gZdZ 1RTPP22gdZ ZZ1P1RTgZ2Z1RTPdZ1enP2

实际工作中使用上式计算较困难，需要加以简化。

nP2gZdZ P1RTZ21Z2Z1PRTn1 gP2因为TT0(1t)

7

RT0287米2/秒2度273度8000米 2g980.6厘米/秒Z2Z18000(1t)np1 p2Z2Z12.3(8000)(1t)gp1 p2Z2Z118400(1t)gp1 p2六、比湿和混合比

(一)比湿

根据比湿的定义，如以m水气和m干分别表示一团空气中水汽和干空气的质量(以克为单位)则：

Qm水汽m干＋m水汽克/克 (1)

设该团空气的体积为(V)，水汽的密度为(水汽)干空气的密度为(干)。根据体积，质量，密度三者之间关系，则有：

m水汽ρ水汽V m干ρ干V

将它们代入(1)式，则得：

Qρ水汽ρ干＋ρ水汽克/克 (2)

把附录一中的公式(7)(8)代入(2)式则得：

eQR水汽T克/克 (3)

PeeRTR水汽T因为：R水汽=1.608R干 所以：

8

ee1.608RT1.608 QPeeePeRT1.608RT1.608=

ee1.608(Pe)1.608

0.622e克/克…… (4)

P0.378e如果比湿的单位用克/千克表示，则：

Q62.2e克/千克 (5)

P0.278e公式(4)可写成：Q=0.622

eeP(10.378)P

在实际大气中，水汽压e远小于气压P。所以，式中0.378小于1%)这样(4)式就成为：

Q0.622e可以略去(误差pe克/克 (6) p同理(5)式可写成：

Q622e克/千克 (7) p(二)混合比 根据混合定义：

Sm水汽m干克/克

用和比湿相同的方法推导，则：

ρ水器ρ干ee 1.608RTPe1.608(Pe)RTe克/克 PeS=0.622或 S622

e克/千克 pe9

七、气压梯度的推导

f 2=P△S P+△P P f1=(P+△P)△S

△N

设两个平行等压线P和P+△P，并在其中取一小立方体。其底(顶)面积为△S。 底面受的力为f2 =△ S P 顶面受的力为f1 =△ S(P+△P) 立方体顶面和底面压力差为： f2 －f1=△SP–△S(P+△P)=-△S△P

以立方体的体积除之，得出单位体积空气所受的力：

PSP SNN梯度力是向量，方向由高压指向低压，垂直于等压面。根据力的合成和分解，可以把气压梯度力分解为水平气压梯度力和垂直气压梯度力即

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ΔPΔP 和ΔZΔn P+△P ΔP ΔN 

ΔP ΔZΔP P Δn

等压面断面图

八、等压面上的地转风公式

在实际工作中，通常用等压面图来分析空中的大气运动状况。等压面图上分析等高线，根据等高线的分布，可以求出各地的位势高度梯度，并进而推算出地转风风速。

如附图所示，气压梯等于ZZCPAPB，而几何高度梯度则等于A。由nn于A点与C点的气压相等，A点与B点的几何高度相等，因此气压梯度力

1P1GnB△n A 距离 高度 P-1 P C C PAPB1nPCPB n根据静力学方程：

PCPbg(ZCZB)

将此式代入上式，得：

Gg

ZCZBZZCΔZ gAgΔnΔnΔn11

9.8ΔH (1) Δn式中H即为位势高度梯度。 n从(1)式可见，气压梯度力与位势高度梯度成正比。 由于地转偏向力A2Vωsinφ若以Vg表示地转风， 则：9.8H2vgsin n9.8ZsinH (2) nVg这就是等压面上的地转风公式。可以看出，其中没有包含空气密度，地转风风速只与位势高度梯度成正比，与纬度的正弦成反比。由于空气密度不能直接测量，而且又是随高度而变的，因此，从等压面图上计算地转风风速，比从等高面图上计算地转风风速要方便得多。

九、梯度风公式的推导

梯度风公式也可以根据梯度的定义推出。 在低气压中：G=A+C 在高气压中：G+C=A

令Vc表示低压中的梯度风，Vac表示高压中的梯度风。 在低压中有：

1ρ

VP2ωVCsinφCnr2

两侧同乘r：21P2rVCsinVC n2VCV2ωVCsinφc0

r加减(rsin)2：

VC2rωVCsin(rωsinφ)2(rωsinφ)22rP0 ρn 12

(VCrωsin)2(rωsin)2VCrsin(rsin)2rρrP nP nrP (1) nVCrsin(rsin)2在高压中有：

1PVac2Vacsin nr2故：Vacrsin(rsin)2上两式中如r、、、rP (2) nP一定时VC或Vac也应该一定。因此不可能出现n正负两个值。(1)式中方根号前必须采用正号。(2)式中方根前必须采用负号，才附其物理意义，因为设应分别为：

VCrsin(rsin)2rP nP0肯定VC=Vac=0所以：气旋反气旋中梯度风的公式nVacrsin(rsin)2rP n

十、热成风方程的推导

由于水平温度梯度的存在，就改变了气压梯度随高度变化的数值和方向，这时实际风速高度变化就不是地转风方程所描述的那样简单了。

设气层厚度为Z，下限气压为P0，温度为T0。上限气压为P，温度为T，上下限平均温度为Tm。由压高公式：

PP0egΔZRT

其中 △Z=Z-Z0。

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取对数：npnPg0(RTΔZ)ne 由于：ne0 故：nPnP0gRTZ 把上式对x、y进行微分：

1P1TPx1P0gZPx0RT2x 1P1P0gZTPxPx0RT2mx 同理：

1P1P0gΔZTPyPy0RT2my 将状态方程代入(1)(2)式：

1PP0gZTmRTx10T0RxRTzmx 1P1P0gZTmRTy0T0RyRTzmy上式等号两侧用Zsinf除之：

1PP0gZRTfx10RT0fxTmfRTzmx 等式两侧同乘RT：

PTP0TgρfxTΔZTm0ρ0fxfT2mx 同理：

PTP0ρfyT0ρ0fxTgfTΔZTmy m又有地转方程：

Vg1Pzωρsinφn 同(3)(4)式比较可以得出：

(ug)TT(uTgTmZg)0fT2ΔZx m14

(1) (2) (3) (4)

(Vg)ZTTgTm(ug)0ΔZ 2T0yfTmT值很小，于是对Z高度上的地转风可以写成： T0当高度不太大时

(Vg)Z(ug)0gΔzfTmTm n因为热成风加地转风等于高空实际风速：

VVV2

故热成风(Vg)T

gΔzZωsinφTmTm n其中 g：重力加速度 △Z：气层厚度

Tm：上限和下限平均温度。

十一、天文辐射计算方程推导

天气上界太阳辐射的分布，决定于太阳常数(I0)，日地距离()，太阳高度角(h)和白昼长短。

I天气上界不同时刻接受的日射：ω0

ρ2以高度角为h射来的阳光，地面单位面积，每分钟受到日射：

ωsinhT0ρ2sinh

因而辐射能大小随时间的变化率为：

dwI0sinh (1)

2dtρ又根据球面三角形的余弦定律和正弦定律有：

cosacosbcoscsinbsinccos

sinacosβcobssincsinbcocscos

sinasinβsinbsin

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如设Pω,βs,γz,

a90h,b90,

ac β ∝

b γ c90

于是：cos(90h)cos(90)cos(90)

sin(90)sin(90)cos

sinhsinφsinδcosφcosδcosω

：纬度。：太阳赤卫(赤道坐标系中太阳同天球赤道之夹角，一年内在

23.5°之间变化)。：时角(赤经圈面同天球子午面的交角)。

将上式代入(1)式

dωI0(sinφsinδcosφcosδcosω

2dtρ对某一地点而言是常数，在一日的时间内和的变化也很小，可以略而不计。

I令0sinφsinδA ρ2I令0cosδcosφB ρ2由此得出

dωABcosω dt由上式可以求出任意地点每天太阳辐射在大气上界的流入量(天文辐射)的日变程。以及一年任一日水平面上天文辐射量的分布。

将

dω从日出时(t1)到日落时(t2)进行积分，就可以算出任一纬度上日内到达dt水平面单位面积上的太阳辐射能：

wT(ABcos)at (2)

t1t2为计算方便，将t(平均太阳时)改用时角表示：

ω2πt T15/时t时

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式中T为一日长度(24×60=1440分钟)

dω2πdt (3) T将(3)代入(2)，并以(0)和(0)分别表示日出和日落的时角就可以得出水平面单位面积上所得到太阳辐射能的日总量，对(2)式上下限做变量替换：

wTT2(ABcos)d

00wTTω0ωωAdωω0Bcosωdω 002π因为cos积分等于sin 所以：

TwTA2x00Bsin00TABsinsin 00002由三角公式：sin(0)sin0

WTT2A0Bsin0(sin0) 2T2A02Bsin0 2TA0Bsin0

I0ρ2I将0sinφsinδA和ρ2wTcosφcosδB代入：

I0ρ2TI0ω0(sinφsinδπρ2cosφcosδsinω0)

提出常数项：

WTTI0ω0sinφsinδcosφcosδsinω0 2πρT458.4:可以从天文年历查出来。 0：可以根据

sinhsinφsinδcosφcosδcosω0求出。

日出、日落(,)h0

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sinφsinδcosφcosδcosω00

根据三角公式：

故 cosω0sinφcosφtgφsinδtgδ cosδsinφsinδtgφtgδcosφcosδ 18

十二、云的分类（中国分类法）

云 族 云 属 学名 卷云 高云 (云底离地面6000米以上) 简写 Ci 云类(种) 云 形 云色 白 伴随出现 的天气 晴 丝条状、片状、毛卷云，密卷云，羽毛状、钩状、伪卷云，钩卷云 砧状 毛卷层云，匀卷层云 丝幕状，有晕 细鳞片，成行、成群排列整齐，象微风吹指水面而形成的小波纹 均匀成层，如幕布 云块较小，扁圆形、瓦块状、水波状排列 卷层云 Cs 晴或多云，北方乳白 的冬天可能下雪 白 晴，有时有小雨或大风 卷积云 Cc 卷积云 透光高层云，蔽光高层云 透光高积云，蔽光高积云，荚状高积云，积云性高积云，絮状高积云，堡状高积云 透光层积云，蔽光层积云，积云性层积云，堡状层积云，英状层积云 层云，碎层云 高层云 中云 (云底离地面2500-6000米) As 灰白阴，有时下小雨或灰 或小雪 高积云 Ac 白或晴，多云或阴天 暗灰 层积云 Se 云块较大，条状、灰白片状或圆状，较或深松散，成群、成灰 行或波状排列 鱼白 晴，多云或阴天，有时下小雨或小雪 晴，有时下毛毛雨或米雪 层云 雨层云 低云 (云底高地面2500米以下) St Ns 碎雨云 Fn 积云 Cu 均匀成层，象雾，云底不接地 低而漫无定形，雨层云 如烟雾 雨层云下常有一种破碎的低云。碎雨云 初生时少而孤立后合并成层云。 底部平坦，顶部淡积云，碎积云，起，如馒头、山浓积云 峰 秃积雨云，鬃积雨云 暗灰 连续性雨雪 暗灰 零星性降水 积雨云 Cb 灰白，浓淡晴，少云或多云 分明 多云或阴，有雷比积云浓厚，庞阵雨，伴有大大，象高山，顶乌黑 风、雷电，有时部模糊，底很阴产生冰雹、龙卷暗，云底很低。 风等

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第二部分：各章复习思考题

第一章 引论

1．何谓气象、气候、天气、气候系统？ 2. 什么是气候系统？它由哪些因子组成？

3. 大气是由哪几种主要成分组成，O3，CO2，H2O对辐射和温度有何影响？ 4．大气分层的主要依据是什么，共分哪几个层次，各层次温度分布和气流状况的主要特征是什么？

5．画出大气垂直结构中温度随高度的变化曲线。

6．为什么对流层顶高度低纬度高于高纬，而温度却是低纬低于高纬？ 7．了解各种气象要素的意义及单位。

8. 写出气象学中常用的状态方程表达式，并说明其物理意义。 9. 说明气压的实质及标准大气压。

第二章 大气的热能和温度

1．何谓辐射、辐射能？试述它们的波长范围以及气象科学中所研究的波长范围。

2．何谓太阳辐射光谱？太阳辐射光谱分为哪三部分，各占太阳辐射总能量的多少？

3．何谓太阳常数，到达大气上界的太阳辐射受哪些因子影响，怎样影响的？ 4．太阳辐射穿越大气层后发生哪些变化，为什么？

5．何谓太阳辐射、地面辐射、温室效应、大气辐射、大气逆辐射？ 6．什么是地面有效辐射？它的物理意义和影响因素分别是什么？

7．何谓地面辐射差额？写出公式并说明符号的意思及其存在的物理意义。 8．试述地—气系统辐射差额分布及气候学意义？ 9．水陆表面增温和冷却有何差异，为什么？

10．为什么说地面是大气增温的直接热源，如何理解大气的保温作用？ 11．为什么把太阳辐射称为短波辐射，而地面和大气辐射称为长波辐射？ 12．大气增温和冷却是通过哪两个物理过程实现的，各过程中引起温度变化的因子是什么？

13．写出布格公式并说明其意义。

14．气温在非绝热变化中，热量传递和交换的方式有哪些？

15．什么是气温变化的绝热过程，干、湿绝热过程的本质差异是什么？ 16．写出泊松方程并说明其意义。

17．何谓d、m、，说明m<d的道理？

18．什么是大气稳定度？有几种存在形式？如何判别？ 19．气温周期性变化的类型有哪些，其变化原因是什么？ 20．何谓气温日较差，其大小受哪些因素影响？

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21．赤道附近与中高纬气温年变化有何不同，为什么？ 22．世界1、7月份等温线分布各有什么特点，为什么？ 23. 什么是逆温、逆温层，逆温有哪几种类型？ 24. 辐射逆温是如何形成的，条件是什么？

1000米 26. 用图解释湍流逆温的形成过程？ 27. 根据右图进行计算：

① 求出地面到500米内的r、rd。

500米 ② 500-1000米内的r、rm。 ③ 画出层结曲线与状态曲线。 ④ 判断此大气稳定度是什么类型？ 地面 ⑤ 判断大气不稳定能量是什么类型？

25 23° 29 26° 30 30℃ 第三章 大气中的水分

1．如何用e有E的关系说明蒸发与凝结过程？

2．什么是饱和水汽压，其大小决定于哪些因素？它们如何如影响饱和水汽压?

3．影响蒸发因素有哪些，怎样影响的？ 4．大气中水汽的凝结条件和途径是什么？ 5．什么是云和雾，两者有何异同？ 6．云分为哪几族、属，共分多少种？

7．根据上升运动的特点云可分为哪几类？了解各类云的主要特征。各类云与什么样的降水相联系？

8．简要说明云滴增大为雨滴的过程。

9．露、霜、雾淞、雨淞、雾、云、晶状雾淞、粒状雾淞、冰晶效应、辐射雾的概念。

10．霜和露是如何形成的？说明其形成的有利天气条件和区域。

11．雾可以分为哪几种？试区分辐射雾和平流雾的形成条件、特征和产生区域的不同点。

12．积状云的天气特点是什么？在本地什么季节容易出现此云系，如何判定它的天气变化？

13．降水形成的条件是什么？

14．为什么要进行人工降水，都有哪些方法，原理是什么？

第四章 大气的运动

1．什么是气压，其变化的实质是什么？ 2．气压随高度怎样变化，为什么？

3．什么是单位气压高度差，它和温度关系及其数值大小与气压随高度递减速度有何联系？

4. 什么是单位气压高度差、单位高度气压差，它们的公式是什么，有何意义，单位是什么？

5．写出压高方程并说明其意义及应用。

21

6．若地面有水平气流辐合，高空有辐散，且辐合小于辐散，地面气压有何变化？

7．冷暖平流对地面和高空气压变化各有什么影响，为什么？ 8．当某地空气产生上升或下沉运动时，地面和高空气压怎样变化，为什么？ 9．何谓气压场、等高面图和等压面图？等高面图的和等压面图主要用途是什么？

10．冷高压和暖高压的空间结构有何不同，为什么？

11．何谓低压、高压、槽、脊、鞍形场，并要求能在图上识别它们？ 12．中性高压或低压垂直结构有什么特点？

13．什么是水平气压梯度力，地转低向力、惯性离心力、摩擦力，并说明对空气运动的作用？

14．什么是地转风、梯度风、热成风，怎样形成的？ 15．水平气压梯度和水平气压梯度力有什么联系与区别？

16．证明当一定，G一定时，VacVc

17．绘图说明北半球地面高、低压中风是怎样运动？ 18．绘图说明北半球风带、气压带的分布及成因。

19．北半球冬夏季各有哪几个大气活动中心？并简述它们的性质、强度、范围的变化规律。

20．气压随时间变化的原因是什么？ 21．何谓大气环流，怎样形成的？

22. 绘图说明单圈环流和三圈环流的形成过程。

23．风压定律的内容是什么，它反映的是流场与气压场间的什么关系？ 24．500百帕高空大气环流有哪些主要特征，冬夏季的主要环流分别是什么？

25. 天空中的云为什么总是从西向东移动呢?

26. 为什么南极的冰雪样中会出现DDT的化学成分呢? 27. ① 此图是什么图，根据什么？

② 指出高压、低压、脊、槽、鞍

③ 甲与乙哪点所在的等压面陡，为什么？

10001002.5甲乙10151012.510101007.510057.510010101012.51007.5 28. 请根据要求画图：

在北半球中，画出气压场、受力、风向、热成风、风随高度变化的平面图。

22

暖 高 冷 低 冷平流 第五章 天气系统

1．什么是气团？并说明其成因，分哪几种类型？ 2. 影响我国的气团有哪些？如何形成的？

3．什么是锋、锋线、锋面？锋的空间形态是怎样的，为什么？

4．锋分类的依据是什么？锋可分为哪些类型？锋附近气象要素有哪些突变表现？

5．锋面天气是由哪些因素决定的，天气特征如何？

6. 简述华南准静止锋和昆明准静止锋的形成过程，二者有何不同？ 7．什么是暖锋、冷锋？并说明暖锋、冷锋天气的特点。 8．何谓气旋、反气旋，两者之间的关系和区别是什么？

9．何谓锋面气旋，画出锋面气旋的平面结构示意图并说明其结构特征和天气特点？

10．什么是寒潮？寒潮天气的主要特点是什么？

11．为什么高空槽前对应的地面上具有热力、动力双重减压作用？ 12．副热带高压是怎样形成的，天气特征是什么？

13. 论述西太平洋副热带高压的活动规律及对我国天气的影响。 14．什么是台风，怎样形成的、结构与天气有什么特点？ 15．试比较冷锋（第一型）和暖锋过境时天气有何不同？ 16．试比较台风和温带气旋、冷高压和副热带高压的异同点。

第六章 气侯的形成

1．什么是气候(从天气、形成系统角度分别论述)？什么是气候系统？ 2．论述太阳辐射在气候形成中的作用。 3．何谓天文辐射、天文气候？

4．影响天文辐射的因子有哪些？天文辐射的时空分布有哪些特征？

5．天气气候与实际地球气候有什么关系、天文气候带的典型特征是什么？ 6．什么是地面热量平衡，表达式是什么，各字母有什么含义？并指出其气候意义？

7．论述大气环流在气候形成中的作用。

8. 什么是厄尔尼诺现象？其主要影响是什么？

9．什么是海陆风，绘图说明海陆风是怎样形成的？ 10．什么是季风，影响季风形成的原因有哪些？

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11．东亚季风和南亚季风形成的原因有什么不同？ 12．为什么印度季风有显著程度的特点？

13．什么是海洋性气候，什么是性气候，两者有什么主要区别？ 14．什么是洋流，怎样形成的？

15．简述洋流的分布及其对沿岸气候的影响。 16．以40°N欧亚为例，分析洋流与大气环流对东、西岸气候的影响。

17．为什么暖流沿岸降水丰沛而冷流沿岸干燥少雨多雾？ 18．何谓山谷风、焚风、峡谷风，怎样形成的？

19．说明山地降水随高度变化的规律，并分析原因。 20．地形对气温分布有何影响？

21．以青藏高原为例说明高大地形对气流的作用是什么？ 22．为什么高大山脉往往成为气候的分界线？

23．青藏高原季风是如何形成的？它对大气环流和我国的气候有何影响？

第七章 气候带和气候型

1．什么叫气候带、气候型、气候分类的目的是什么？

2.世界气候分类主要有哪几种方法？它们的分类依据和指标有何区别？其优缺点有哪些？

3. 低、中、高纬度气候各包括哪些气候类型？

4．熟悉世界气候分布及各类型气候主要特征及成因？ 5. 以欧亚为例,对比分析不同纬度（30°～40°N和40°～60°N)东西两岸及内部气候类型、成因和特征。

6．简述地中海式气候的分布、成因及特征，为什么该气候型在地中海沿岸最典型？

7．试比较温带季风气候与温带性湿润气候的异同。 8. 试比较温带季风气候与温带海洋气候的异同。 9. 试比较地中海式气候与温带海洋气候的异同。

10．热带、副热带、温带季风气候的成因有什么不同？ 11. 高地气候的主要特征是什么？

12．气候随纬度变化与随高度的规律有什么不同，为什么？

13．由降水柱状图和气温的年变化曲线或给出资料分析确定气候类型(见补充题)。

第八章 气候变化和人类对气候的影响

1．研究气候变化的方法有哪些？ 2．影响气候变化的因素是什么？

3．人类活动是通过哪些方式影响气候的，其影响机制是什么？ 4．城市气候有哪些主要特征？

5．城市化会产生哪些气候效应？为什么？ 6．植树造林可形成哪些有益的气候效应？

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7．解释温室气体和温室效应、阳伞效应。

补充题：根据给定资料分析问题

1．根据给出资料分析不同地点气温的年变化特征(或判断年变化类型) 月 地点 A B C D E F 1 26.1 26.5 18.4 -16.4 7.0 -43.5 2 26.7 27.0 21.3 -12.7 68 -35.3 3 27.2 28.5 26.3 -3.5 7.1 -22.2 4 27.2 30.0 29.4 6.7 8.8 -7.9 5 27.8 29.0 29.8 15.0 11.0 5.6 6 27.2 27.0 29.2 20.1 13.5 15.5 7 27.2 25.5 28.3 23.0 14.7 19.0 8 27.2 25.5 28.0 21.3 14.8 14.5 9 27.5 26.5 28.1 15.0 13.6 6.0 10 26.7 26.5 26.7 6.8 10.7 -8.0 11 26.7 27.0 22.4 -3.8 8.6 -28.0 12 26.7 25.0 18.5 -12.5 7.6 -40.0 年 26.7 27.0 25.5 4.9 10.3 -10.4

2.根据资料判别与分析不同地点的气候类型 地点 A B C D E 月 气 气温 降水 气温 降水 气温 降水 气温 降水 气温 降水 1 26.1 12.3 80 7.0 136 -4.6 2.6 -16.4 3.5 2 26.7 13.3 56 6.8 142 -2.2 7.7 -12.7 4.6 3 27.2 14.7 78 7.1 113 4.5 9.1 -3.5 9.1 4 27.2 16.9 61 8.8 94 13.1 22.7 6.7 21.9 5 27.8 19.3 23 11.0 80 19.8 36.1 15.0 42.3 6 27.2 23.0 9 13.5 80 24.0 70.4 20.1 90.7 7 27.2 25.8 2 14.7 94 25.8 23.0 8 27.2 26.1 4 14.7 120 24.4 121.3 9 27.2 23.6 33 13.6 107 19.4 63.9 15.0 31.4 10 26.7 19.5 76 10.7 139 12.4 21.1 6.8 33.5 11 26.7 15.8 90 8.6 141 4.1 7.9 -3.8 11.5 12 26.7 13.1 87 7.6 166 -2.7 1.6 -12.8 4.4 年 26.7 18.6 599 10.3 1414 1.5 68.29 4.9 593.8 251.5 172.7 133.0 187.9 172.7 172.7 170.2 195.6 477.8 208.3 2.0 256.5 2413.0 196.6 243.5 183.5 127.5

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