【正文】 農(nóng)業(yè)氣象學(xué)試題(分章節(jié)，有答案)第一章 大氣一、名詞解釋題： 1. 干潔大氣：除去了水汽和各種懸浮的固體與液體微粒的純凈大氣，稱為干潔大氣。 2. 下墊面：指與大氣底部相接觸的地球表面，或墊在空氣層之下的界面。如地表面、海面及其它各種水面、植被表面等。 3. 氣象要素：構(gòu)成和反映大氣狀態(tài)的物理量和物理現(xiàn)象，稱氣象要素。主要包括氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)、云、能見度、降水、輻射、日照和各種天氣現(xiàn)象等 二、填空題： (說明：在有底線的數(shù)字處填上適當(dāng)內(nèi)容) 1. 干潔大氣中，按容積計算含量最多的四種氣體是： (1) 、 (2) 、氬和 (3) 。 2. 大氣中臭氧主要吸收太陽輻射中的 (4) 。 3. 大氣中二氧化碳和水汽主要吸收 (5) 輻射。 4. 近地氣層空氣中二氧化碳的濃度一般白天比晚上 (6) ，夏天比冬天 (7) 。 5. (8) 是大氣中唯一能在自然條件下發(fā)生三相變化的成分，是天氣演變的重要角色。 6. 根據(jù)大氣中 (9) 的鉛直分布，可以把大氣在鉛直方向上分為五個層次。 7. 在對流層中，溫度一般隨高度升高而 (10) 。 8. 大氣中對流層之上的一層稱為 (11) 層，這一層上部氣溫隨高度增高而 (12) 。 9. 根據(jù)大氣中極光出現(xiàn)的最大高度作為判斷大氣上界的標(biāo)準(zhǔn)，大氣頂約高 (13) 千米。答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外線 (5)長波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)溫度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判斷題： (說明：正確的打“√”，錯誤的打“”) 1. 臭氧主要集中在平流層及其以上的大氣層中，它可以吸收太陽輻射中的紫外線。 2. 二氧化碳可以強烈吸收太陽輻射中的紫外線，使地面空氣升溫，產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。 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減少。 4. 地球大氣中水汽含量一般來說是低緯多于高緯，下層多于上層，夏季多于冬季。 5. 大氣在鉛直方向上按從下到上的順序，分別為對流層、熱成層、中間層、平流層和散逸層。 6. 平流層中氣溫隨高度上升而升高，沒有強烈的對流運動。 7. 熱成層中空氣多被離解成離子，因此又稱電離層。答案：，，。 四、問答題： 1. 為什么大氣中二氧化碳濃度有日變化和年變化？答：大氣中的二氧化碳是植物進行光合作用的重要原料。植物在太陽輻射的作用下，以二氧化碳和水為原料，合成碳水化合物，因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳；同時，由于生物的呼吸，有機物的分解以及燃燒化石燃料等人類活動，又要產(chǎn)生大量的二氧化碳。這樣就存在著消耗和產(chǎn)生二氧化碳的兩種過程。一般來說，消耗二氧化碳的光合作用只在白天進行，其速度在大多數(shù)地區(qū)是夏半年大，冬半年小；而呼吸作用等產(chǎn)生二氧化碳的過程則每時每刻都在進行。所以這兩種過程速度的差異在一天之內(nèi)是不斷變化的，在一年中也隨季節(jié)變化，從而引起二氧化碳濃度的日變化和年變化。在一天中，從日出開始，隨著太陽輻射的增強，植物光合速率不斷增大，空氣中的二氧化碳濃度也隨之不斷降低，中午前后，植被上方的二氧化碳濃度達最低值；午后，隨著空氣溫度下降，光合作用減慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗減少；日落后，光合作用停止，而呼吸作用仍在進行，故近地氣層中二氧化碳濃度逐漸增大，到第二天日出時達一天的最大值。在一年中，二氧化碳的濃度也主要受植物光合作用速率的影響。一般來說，植物夏季生長最旺，光合作用最強，秋季最弱。因此二氧化碳濃度秋季最小，春季最大。此外，由于人類燃燒大量的化石燃料，大量的二氧化碳釋放到空氣中，因而二氧化碳濃度有逐年增加的趨勢。 2. 對流層的主要特點是什么？ 答：對流層是大氣中最低的一層，是對生物和人類活動影響最大的氣層。對流層的主要特點有： (1)對流層集中了80%以上的大氣質(zhì)量和幾乎全部的水汽，是天氣變化最復(fù)雜的層次，大氣中的云、霧、雨、雪、雷電等天氣現(xiàn)象，都集中在這一氣層內(nèi)； (2) 在對流層中， 氣溫一般隨高度增高而下降， 平均每上升100米， ℃，在對流層頂可降至－50℃至－85℃； (3) 具有強烈的對流運動和亂流運動，促進了氣層內(nèi)的能量和物質(zhì)的交換； (4) 溫度、濕度等氣象要素在水平方向的分布很不均勻，這主要是由于太陽輻射隨緯度變化和地表性質(zhì)分布的不均勻性而產(chǎn)生的。 第二章 輻射一、名詞解釋題： 1. 輻射：物體以發(fā)射電磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由輻射所傳輸?shù)哪芰糠Q為輻射能，有時把輻射能也簡稱為輻射。 2. 太陽高度角：太陽光線與地平面的交角。是決定地面太陽輻射通量密度的重要因素。在一天中，太陽高度角在日出日落時為0，正午時達最大值。 3. 太陽方位角：太陽光線在地平面上的投影與當(dāng)?shù)刈游缇€的交角。以正南為0，從正南順時鐘向變化為正，逆時針向變化為負，如正東方為－90176。，正西方為90176。 4. 可照時間：從日出到日落之間的時間。 5. 光照時間：可照時間與因大氣散射作用而產(chǎn)生的曙暮光照射的時間之和。 6. 太陽常數(shù)：當(dāng)?shù)厍蚓嗵枮槿盏仄骄嚯x時，大氣上界垂直于太陽光線平面上的太陽輻射能通量密度。其值為1367瓦?米2。 7. 大氣質(zhì)量數(shù)：太陽輻射在大氣中通過的路徑長度與大氣鉛直厚度的比值。 8. 直接輻射：以平行光線的形式直接投射到地面上的太陽輻射。 9. 總輻射：太陽直接輻射和散射輻射之和。 10. 光合有效輻射：綠色植物進行光合作用時，能被葉綠素吸收并參與光化學(xué)反應(yīng)的太陽輻射光譜成分。 11. 大氣逆輻射：大氣每時每刻都在向各個方向放射長波輻射，投向地面的大氣輻射，稱為大氣逆輻射。 12 . 地面有效輻射：地面輻射與地面吸收的大氣逆輻射之差，即地面凈損失的長波輻射。 13. 地面輻射差額：某時段內(nèi)，地面吸收的總輻射與放出的有效輻射之差。 二、填空題： 1. 常用的輻射通量密度的單位是 (1) 。 2. 不透明物體的吸收率與反射率之和為 (2) 。 3. 對任何波長的輻射，吸收率都是1的物體稱為 (3) 。 4. 當(dāng)絕對溫度升高一倍時，絕對黑體的總輻射能力將增大 (4) 倍。 5. 如果把太陽和地面都視為黑體，太陽表面絕對溫度為6000K，地面溫度為300K，則太陽表面的輻射通量密度是地表面的 (5) 倍。 6. 絕對黑體溫度升高一倍時，其輻射能力最大值所對應(yīng)的波長就變?yōu)樵瓉淼?(6) 。 7. 太陽赤緯在春秋分時為 (7) ，冬至?xí)r為 (8) 。 8. 上午8時的時角為 (9) ，下午15時的時角為 (10) 。 9. 武漢(30176。N)在夏至、冬至和春秋分正午時的太陽高度角分別為 (11) ， (12) 和 (13) 。 10. 冬半年，在北半球隨緯度的升高，正午的太陽高度角 (14) 。 11. 湖北省在立夏日太陽升起的方位是 (15) 。 12. 在六月份，北京的可照時間比武漢的 (16) 。 13. 在太陽直射北緯10176。時，北半球緯度高于 (17) 的北極地區(qū)就出現(xiàn)極晝。 14. 由冬至到夏至，北半球可照時間逐漸 (18) 。 15. 光照時間延長，短日照植物的發(fā)育速度就會 (19) 。 16. 在干潔大氣中，波長較短的輻射傳播的距離比波長較長的輻射傳播距離　(20) 。 17. 隨著太陽高度的降低，太陽直接輻射中長波光的比 (21) 。 18. 地面溫度越高，地面向外輻射的能量越 (22) 。 19. 地面有效輻射隨空氣濕度的增大而 (23) ，隨地面與空氣溫度之差的增大而 (24) ，隨風(fēng)速的增大而 (25) 。 20. 地面吸收的太陽總輻射與地面有效輻射之差稱為 (26) 。答案： (1)－2； (2)1； (3)絕對黑體； (4)15； (5)160000； (6)二分之一； (7)0176。；(8)－23176。2739。； (9)－60176。； (10)45176。； (11)83176。2739。； (12)36176。3339。；(13)60176。； (14)減??； (15)東偏北； (16)長； (17)80176。； (18)延長； (19)減慢； (20)短；(21)增加； (22)多； (23)減??； (24)增大； (25)減?。?(26)地面輻射差額。 三、選擇題： (說明：在四個答案中，只能選一個正確答案填入空格內(nèi)。) 1. 短日照植物南種北引，生育期將________。 A. 延長； ； C. 不變； 。 2. 晴朗的天空呈藍色，是由于大氣對太陽輻射中藍紫色光________較多的結(jié)果。 A. 吸收； B. 散射； C. 反射； 。 3. 對光合作用有效的輻射包含在________中。 A. 紅外線； B. 紫外線； C. 可見光； D. 長波輻射。 4. 在大氣中放射輻射能力最強的物質(zhì)是________。 A. 氧； B. 臭氧； C. 氮； D. 水汽、水滴和二氧化碳。 5. 當(dāng)?shù)孛嬗行л椛湓龃髸r，夜間地面降溫速度將____。 A. 加快； B. 減慢； C. 不變； D. 取決于氣溫。答案： 1. A； 2. B； 3. C； 4. D；5. A四、判斷題： 1. 對絕對黑體，當(dāng)溫度升高時，輻射能力最大值所對應(yīng)的波長將向長波方向移動。 2. 在南北回歸線之間的地區(qū)，一年有兩次地理緯度等于太陽赤緯。 3. 時角表示太陽的方位,太陽在正西方時,時角為90176。 4. 北半球某一緯度出現(xiàn)極晝時，南半球同樣的緯度上必然出現(xiàn)極夜。 5. 白天氣溫升高主要是因為空氣吸收太陽輻射的緣故。 6. 光合有效輻射只是生理輻射的一部分。 7. 太陽直接輻射、散射輻射和大氣逆輻射之和稱為總輻射。 8. 地面輻射和大氣輻射均為長波輻射。 9. 對太陽輻射吸收得很少的氣體，對地面輻射也必然很少吸收。 10. 北半球熱帶地區(qū)輻射差額晝夜均為正值，所以氣溫較高。答案： 1. 錯； 2. 對； 3. 錯； 4. 對； 5. 錯； 6. 對； 7. 錯； 8. 對； ； 10. 錯。 五、計算題1. 任意時刻太陽高度角的計算根據(jù)公式Sinh＝sinφsinδ＋cosφcosδcosω大致分三步進行：(1) 計算時角ω，以正午時為0176。，上午為負，下午為正，每小時15176。；如以“度”為單位，其計算式是ω＝(t－12)15176。其中t為以小時為單位的時間；如以“弧度”為單位，則ω＝(t－12)2π/24建議計算時以角度為單位。(2) 計算sinh值(所需的δ值可從教材附表3中查到，考試時一般作為已知條件給出)。(3) 求反正弦函數(shù)值h，即為所求太陽高度角。例：計算武漢(30176。N)在冬至日上午10時的太陽高度角。解：上午10時：ω＝(t－12)15176。＝(10－12)15176。＝－30176。冬至日：δ=－23176。2739。 武漢緯度：φ=30176?！鄐inh = sin30176。sin(－23176。2739。)＋cos30176。cos(－23176。2739。)cos(－30176。)=h=29176。1739。2. 正午太陽高度角的計算根據(jù)公式： h=90176。－φ＋δ進行計算；特別應(yīng)注意當(dāng)計算結(jié)果h90176。時，應(yīng)取補角(即用180176。－h(huán)作為太陽高度角)。也可根據(jù) h=90176。－|φ－δ| 進行計算，就不需考慮取補角的問題(建議用后一公式計算)。還應(yīng)注意對南半球任何地區(qū)，φ應(yīng)取負值；在北半球為冬半年(秋分至春分)時，δ也取負值。 例 計算當(dāng)太陽直射20176。S時(約11月25日)在40176。S的正午太陽高度角。解：已知φ= －40176。(在南半球) 　 δ=－20176。∴h=90176。－(－40176。)+(－20176。)=110176。計算結(jié)果大于90176。，故取補角，太陽高度角為：h=180176。－110176。=70176。也可用上述后一公式直接得h=90176。－|φ－δ| = 90176。－|－40176。－(－20176。)|=70176。 3. 計算可照時間大致分三步：(1) 根據(jù)公式： cosω0 = －tgφtgδ 計算cosω0 的值。(2) 計算反余弦函數(shù)值ω0 ，得日出時角為－ω0 ，日落時角為+ω0(3) 計算可照時間2ω0 /15176。(其中ω0 必須以角度為單位)。 例 計算11月25日武漢的可照時間。解：由附表3可查得δ=－20176。，武漢緯度φ=30176。cosω0 =－tgφtgδ=－tg30176。tg(－20176。)=ω0 =176。 即：日出時角為－176。(相當(dāng)于真太陽時6時49分)，176。(相當(dāng)于真太陽時17時11分)?！?可照時間=2ω0/15176。=2176。/15176。=4. 計算水平面上的太陽直接輻射通量密度根據(jù)公式： Rsb=Rsc?am sinh大致分三步進行計算：(1) 計算太陽高度角的正弦sinh (參看第1，2兩部分)。(2) 計算大氣質(zhì)量數(shù)，一般用公式 m=1/sinh(3) 計算Rsb例1 計算北京(取φ=40176。N)冬至日上午10時水平面上的太陽直接輻射通量密度(設(shè)Rsc=1367瓦?米2 ，a=)。解：已知φ=40176。,