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大气科学导论试题库第一章1、什么是大气科学？参考答案答：大气科学是研究大气的各种现象及其演变规律，以及如何利用这些规律为人类服务的一门学科。2、大气科学的研究对象是什么？参考答案答：大气科学的研究对象主要是覆盖整个地球的大气圈，也研究大气与其周围的水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈相互作用的物理和化学过程，此外还研究太阳系其他行星的大气。3、大气的组成如何？参考答案答：地球大气的组分以氮、氧、氩为主，它们占大气总体积的99.96%。其它气体含量甚微，有二氧化碳、氪、氖、氨、甲烷、氢、一氧化碳、氙、臭氧、氡、水汽等。大气中还悬浮着水滴、冰晶、尘埃、孢子、花粉等液态、固态微粒。第二章1、 基本的气象要素有哪些？参考答案答：描述大气基本状态的参数有：温度、压力、湿度和风。这4个物理量是表征大气基本状态的参数，又称气象要素，此外，还有降水量、云量、云状等。2、 常见气压场的形式有哪些？常用温标有哪几个？参考答案答：常见气压场形式：高压、低压、槽、脊、鞍形场。气温的单位般有用摄氏温标，华氏温标和绝对温标。3、 参考系有哪几个分类？地球参照系属于什么参照系？参考答案答：参考系有惯性系和非惯性系之分。在大气科学的研究中，一般是以旋转的地球作为参考系，这是一个非惯性系。4、 为什么流体质点既要小又要大？参考答案答：连续介质假设中的流体质点既要充分小，以使它在流动中可当作一个点，同时又要足够大，能保持大量分子具有确定的平均效应值各种宏观物理量值。这种既大又小的流体质点，有时也称作流体微团或流体体素，一般则简称为流点。在我们气象研究上，经常会用到这个概念流体块，一个小的空气块。5、 站在转动的地球上观测单位质量空气所受到力有哪些？各作用力定义特点如何？参考答案答：站在旋转地球上观测单位质量空气所受到的力可以分为两类，一类是真正作用于大气的力，称做基本力，或牛顿力，包括气压梯度力、地心引力、摩擦力。另一类是站在随地球一起旋转的非惯性系中观察大气运动时所表现的力，称做惯性力，包括惯性离心力和地转偏向力。各作用力定义如下：气压梯度力：作用于单位质量气块上的净压力，由于气压分布不均匀而产生。地心引力：指向地心真实存在的力/地心引力是始终作用于大气的实在的力。摩擦力：指大气因具有粘性，当有相对运动时所受到的一种粘性力。单位质量所受到的净粘滞力，指向速度的反方向惯性离心力：在旋转坐标系中物体受到向心力的作用却静止。违反牛顿运动定律，从而引入此力以平衡向心力，使牛顿运动定律成立。惯性离心力在纬圈平面内，与向心力大小相等，方向相反。地转偏向力：由于坐标系的旋转导致物体没有受力却出现加速度，违反牛顿运动定律，从而引入，以使牛顿运动定律在旋转参考系中成立6、 重力方向如何？它是哪几个力的合力？参考答案答：重力：单位质量大气所受到的地心引力与惯性离心力的合力。重力垂直于水平面，赤道最小，极地最大。7、 什么是地转风？什么是梯度风？他们有什么特点？参考答案答：地转风是指自由大气中水平气压梯度力和地转偏向力相平衡时的空气的水平运动。地转风的特点：l 地转关系是在无摩擦，不考虑加速度和垂直方向的地转偏向力的情况下近似成立的。l 地转风与气压梯度力成正比，与密度和地转参数成反比。l 地转风与等压线平行，在北半球，背风而立，低压在左高压在右，南半球，背风而立，低压在右高压在左（风压定律）（应用）。l 地转风速大小与纬度成反比，同样风速，纬度越高地转偏向力越大；气压梯度力相同，纬度越高地转风速越小；同一纬度上，风速大的地方等压线密集，风速小的地方等压线稀疏。梯度风：风在运动时，除梯度力、偏向力作用外，还要受到惯性离心力的作用，当三个力作用平衡时，有效分力为零，风沿等压曲线作惯性等速曲线运动。气旋性环流与低压相结合，低压中心就是气旋性环流中心；反气旋性环流与高压相结合，高压中心就是反气旋性环流中心。低压中心等压线可分析的密集些，高压中心附近等压线应分析的稀疏些。第三章1. 什么是气候？与天气有什么区别？参考答案答：气候是指大气圈水圈冰雪圈岩石圈生物圈这个综合系统的缓慢变化状况。它以一段时间（比如一个月或者更长时间）以上的一些适当的平均量来表征，同时考虑这些平均量随时间的变率。天气通常是指某个地区短时间（几小时到几天）的气象要素的综合表现。天气与气候即有区别有又联系，在日常生活中不应混为一谈。但在谈论（分析）某地的近期天气变化，又联系到前期较长一段时间的天气变化过程时，也可使用"近期天气气候（特征）"的概念。2. 什么是气候变化？参考答案答：由于人类活动和自然变化的共同影响，全球气候正经历一场以变暖为主要特征的显著变化，已引起了国际社会和科学界的高度关注。3. 列举3条全球变暖的证据参考答案答：1）、20世纪全球地面平均气温升高0.6自1861年以来，全球地面平均温度（陆地和海平面近表层气温的平均值）已经增加，20世纪期间增加了0.60.2。20世纪大部分的增温发生在两个时段，即1910年至1945年及1976年到2000年。从全球来看，20世纪90年代很可能是1861年以来仪器记录的最暖的10年，1998年很可能是同期最暖的一年。2）、过去40年大气层8千米以下部分已经升温自50年代以来，8千米以下低层大气的总的全球升温和近地层的类似，都在每10年0.1量级上。自1979年有卫星观测记录以来，卫星观测和气球探空都说明，8千米以下低层大气的全球平均温度每10年已经显著地增加了0.150.10。它主要发生在热带和亚热带地区。3）、雪盖和结冰范围已经减少卫星资料表明，自60年代末以来，雪盖面积很可能减少了约10%。地面观测表明，在20世纪北半球中高纬度河湖每年的结冰期很可能减少了约2个星期。20世纪，非极地地区的山地冰川广泛消退。自50年代以来，北半球春夏海冰面积减少约10-15%。在最近几十年，北极夏末至初秋的海冰厚度可能减少了约40%，期间冬季海冰厚度减少较慢。4）、全球平均海平面升高，海洋热容量增加根据潮汐站资料，20世纪全球平均海平面升高0.1至0.2米。自50年代以来，全球海洋热容量增加，在这期间对海洋次表层温度有较充分的观测。5）、气候的气体重要方面也发生了变化20世纪北半球大陆大部分中高纬度地区降水每10年很可能增加了0.5-1.0%。热带陆地地区降水每10年可能增加了0.2-0.3%，过去几十年热带的增加不很显著。20世纪北半球大部分亚热带陆地地区的降水可能已减少，数值在每10年月0.3%。对比之下，未发现南半球各纬带出现可比较的降水系统性变化。4. 什么是温室效应？参考答案答：温室气体使地球的平均地面气温上升了大约33。这是因为温室气体对太阳光是几乎透明的，但强烈地吸收红外辐射，它们在大气中的存在减少了地球表面向外空损失的热量，从而使地球大气低层和地面变暖，这就是所谓的温室气体效应。5. 列举3种温室气体参考答案答：二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、CFCs等第四章1、 什么是气团，形成气团的条件。锋的主要特征及其分类。参考答案答：气团是指气象要素（主要指温度和湿度）水平分布比较均匀的大范围的空气团。气团的形成是通过大气与下垫面之间的热量和水汽的交换过程及大气本身对于热量和水汽的内部调节而实现的。因此，形成气团的源地必须具备大范围的性质比较均匀的下垫面和适合的流场等条件。两种不同性质的气团发生相对运动时，在其交界面上发生相互作用就构成锋面。所以锋面可以看成是性质不同的两种气团之间的狭窄的过渡带，通过锋面，气象要素和天气现象变化剧烈。在天气图上表现为温度水平梯度大而窄的区域，并随高度向冷区倾斜，这样的等温线密集带通常称为锋区。根据锋在移动过程中冷、暖气团所占的主、次地位可将锋分为：（1） 冷锋（2） 暖锋（3） 准静止锋 锢囚锋：暖式锢囚锋；冷式锢囚锋；中性锢囚锋2、 简述寒潮的含义及寒潮天气的特点，冷空气的源地及入侵我国的路径。参考答案答：寒潮天气过程是一种大规模的强冷空气活动过程。其天气的主要特点是剧烈降温和大风，有时还伴有雨、雪、雨凇或霜冻。冷空气源地：新地岛以西洋面上。新地岛以东洋面上。冰岛以南洋面上。冷空气路径：冷空气经关键区入侵我国的路径：（1）西北路；（2）东路；（3）西路；（4）东路加西路。3、 中国雨带的活动规律。参考答案答：我国雨带的活动与与西太平洋副热带高压脊线（北侧810纬度）、100hPa青藏高压（北侧）、副热带西风急流（南侧）以及东亚季风的季节变化有密切关系，主要表现为“两次北跳，三次停滞”的规律。5月中旬8月下旬 雨带从南往北移：5月中旬6月上旬 华南前汛期 15N6月中旬7月上旬 江淮梅雨 20-25N7月中旬8月下旬 华北东北雨季 30N华南进入后汛期8月下旬10月上旬 雨带从北往南撤9月中10月上旬 淮河秋雨期，雨量小 20N4、 梅雨的定义及梅雨期的大气环流特点。参考答案答：从我国江淮流域到日本南部，每年初夏6到7月间都有一段连续阴雨时期，降水量较大，降水次数频繁。这时正值江南梅子黄熟季节，故称“梅雨”。由于这段时间多雨阴湿，物体极易获潮霉烂，因而也俗称“霉雨”。梅雨天气的主要特征是：雨量特别充沛，相对湿度大，云多，日照时间短，地面风力较小，降水多属连续性，也有降雨和雪暴，并且常常是大雨或暴雨。梅雨期的环流形势特征：副高西伸北跳，控制华南地区，整个东亚环流完成了从春到夏的调整，雨带同时北跳，华南汛期结束，江淮梅雨开始，印度季风爆发，副热带西风急流从印度北部跳到高原北部，100hPa反气旋轴线北跳到34N。（1）高层：江淮上空维持一个强大的暖性反气旋（南亚高压）。（2）中层（500hPa）： 副热带地区：西太平洋副高呈带状分布，120E处的脊线位置稳定在22N左右。 中纬度地区：平直西风带。 高纬度地区：阻高活动区。（3）低层：江淮切变线，西南涡东移。（4）地面：江淮流域有静止锋停滞， 第五章1、 涡度的定义及表达式。参考答案答：涡度就是用来描述大气旋转程度的一个物理量，从微观角度描述流体质点块的涡旋特征。 涡度的表达式：2、 气旋与反气旋的定义及分类。参考答案答：气旋是占有三度空间的，在同一高度上中心气压低于四周的大尺度涡旋。气旋中的空气在北半球逆时针旋转，在南半球顺时针旋转。低气压和气旋是一种天气系统的两种不同称谓。反气旋是占有三度空间的，在同一高度上中心气压高于四周的大尺度涡旋。反气旋中的空气在北半球顺时针旋转，在南半球逆时针旋转。高气压和反气旋是一种天气系统的两种不同称谓。根据气旋形成和活动的主要地理区域，可分为温带气旋和热带气旋两大类；按其形成及热力结构，则可分为无锋气旋和锋面气旋两大类。无锋气旋包括热带气旋、地方性气旋和锋前热低压。 根据反气旋形成和活动的主要地理区域，可分为极地反气旋、温带反气旋和副热带反气旋；按热力结构则可分为冷性反气旋和暖性反气旋。3、 热带气旋的定义及等级。参考答案答：发生在热带海洋上空具有暖中心结构的强烈气旋性涡旋，总伴有狂风暴雨，常给受影响地区造成严重灾害。1989年世界气象组织规定，热带气旋按其中心附近最大平均风力划分为4种类型：热带低压：近中心风力 7级；热带风暴：近中心风力在89级；强热带风暴：近中心风力在1011级；台风或飓风：近中心风力12级。这4种类型热带气旋在发展过程中往往会相互转化。4、 热带气旋的命名及编号规则参考答案答：我国从1959年起开始对每年发生或进入赤道以北、180度经线以西的太平洋和南海海域的近中心最大风力大于或等于8级的热带气旋(强度在热带风暴及以上)按其出现的先后顺序进行编号。编号由四位数码组成，前两位表示年份，后两位是当年风暴级以上热带气旋的序号。 热带气旋的命名采用由WMO所属的台风委员会成员的14个国家和地区所提供的名字。这140个名字分成10组；每组里的14个名字（每个成员提供1个名字），按每个成员的字母顺序依次排列，循环使用。根据规定，一个热带气旋在其整个生命过程中无论加强或减弱，始终保持名字不变。5、 热带气旋发生的地区及季节参考答案答：热带气旋一年四季皆可发生，但以夏秋季节发生的频率最高。热带气旋源地主要在赤道两侧低纬地带的八个海区：西北太平洋（包括南海）、东北太平洋、西南太平洋、孟加拉湾、阿拉伯海、东印度洋、西南印度洋、西北大西洋。南大西洋和东南太平洋极少有热带气旋生成，赤道上也没有热带气旋生成，绝大部分热带气旋出现在南北纬520地区。 影响我国的台风多发源于西北太平洋和南海地区，平均每年有78个台风在我国登陆，主要集中在79月。6、 台风的水平结构和垂直结构及天气参考答案答：一个发展成熟的台风，按其水平结构和天气现象大致可分为3个区域，即外围区、涡旋区、眼区。台风眼区：亦称为台风内圈，其直径一般为1060公里，大的超过100公里，小的不到10公里。台风眼区天空少云或晴空，气压降至最低。台风涡旋区：亦称为台风中圈，是围绕台风眼分布着的一条最大风速带，宽度平均为1020公里。台风中最强烈的对流、降水都出现在这个区域里，是台风破坏力最猛烈、最集中的区域。台风涡旋区中，倾盆大雨。风力突然增大，气压急剧下降，常伴有龙卷。 台风大风区：亦称为台风外圈，呈螺旋状云带，直径通常为400-600公里，有时可达8001000公里；常伴有分散性阵雨。风力一般67级，向内急剧增加。气压开始缓慢下降，向内急剧下降。气温升高，湿度增大，感觉闷热。 在垂直方向上，台风可分为三层：3km以下为内流层，有显著向中心辐合的气流，最强流入在500m高度；10km以上为外流层，气流主要是向外辐散，200hPa以上有最强流出；310km主要表现为切向运动，所以也叫切向运动层。7、 台风生成的必要条件参考答案答：台风经常在热带洋面上生成，且都是由热带扰动发展起来的，但热带扰动并不都能发展成台风。台风生成必须具备特有的条件。（1）热力条件：台风发生、发展必须要有足够大的海面或洋面，同时海面水温必须在2627以上。这是扰动形成暖心结构的基础。（2）初始扰动：要使条件不稳定大气的不稳定能量得以释放，使其转变为发展台风的动能，必须有一个启动机制，这就是低层的初始扰动。低空象这样的扰动有赤道辐合带涡旋、东风波等。（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）一定的地转偏向力的作用：它能使辐合气流逐渐形成为强大的逆时针旋转的水平涡旋。地转偏向力在赤道附近接近于零，向南北两极增大，台风基本发生在大约离赤道5个纬度以上的洋面上。8、 西太平洋台风的移动路径参考答案答：（1）西移路径台风从菲律宾以东洋面一直向西移动，经南海在华南沿海、海南岛或越南一带登陆。沿这条路径移行的台风，对我国华南沿海地区影响最大。 （2）西北移路径台风从菲律宾以东向西北偏西方向移动，在我国台湾、福建一带登陆；或从菲律宾以东向西北方向移动，穿过琉球群岛，在江浙一带登陆，然后在我国消失。沿这条路径移行的台风对我国华东地区影响最大。 （3）转向路径台风从菲律宾以东向西北方向移动到达我国东部海面或在我国沿海地区登陆，然后转向东北方向移去，路径呈抛物线状。这是最多见的路径。如果台风在远海转向，主要袭击日本或在海上消失，如果台风在近海转向，大多影响朝鲜、韩国。也有一小部分在北上的后期会折向西北行在辽鲁沿海登陆。 （4）异常路径停滞或打转：台风距副高较远或副高很弱，致使引导气流很弱时出现。双台风：会出现明显的互旋和互吸作用，形成不规则的路径。第六章1、什么是厄尔尼诺现象和什么是拉尼娜现象？参考答案答：厄尔尼诺（El Nio）现象，又称圣婴现象，是指赤道中东太平洋附近的海表温度持续异常增暖现象。El Nio在西班牙语中意为“圣婴”，也可译作“上帝之子”，因为这种赤道中东太平洋持续异常增暖事件通常在圣诞节前后开始发生。拉尼娜（La Nia）现象是指赤道中东太平洋海表温度大范围持续异常偏冷的现象。La Nia在西班牙意为“小女孩”，正好与意为“圣婴”相反，也称为“反El Nio”。2、什么是南方涛动现象和南方涛动指数？参考答案答：南方涛动（Southern Oscillation）主要指发生在东南太平洋与印度洋及印尼地区之间的反相气压振动。即东南太平洋气压偏高时印度洋及印尼地区气压偏低，反之亦然。南方涛动指数（Southern Oscillation Index）：科学家选取塔希提站（Tahiti）代表东南太平洋，选取达尔文站（Darwin）代表印度洋与西太平洋，将两个测站的海平面气压差值来衡量南方涛动强弱的指数，称为南方涛动指数。3、什么是ENSO？参考答案答：在拉尼娜（厄尔尼诺）期间，东南太平洋气压明显升高（降低），印度洋及印尼地区的气压减弱（增强），鉴于厄尔尼诺与南方涛动之间的密切关系，气象上把两者合称为ENSO（音：恩索），ENSO实际上是厄尔尼诺（El Nio）和南方涛动（Southern Oscillation）的简称。第七章1、什么是天气、天气系统和天气过程？参考答案答：天气：指某一瞬间或一定时段内，某一地区各种天气要素(如压、温、湿、云、降水等)所综合体现的大气状态。例如，常规天气预报，今天白天到夜里南京地区，阴有时有小雨，东北风3-4级，今天最高温度30，最低温度26。有时也把对人类有影响的天气状态作为天气来描述，如阴、晴、冷、暖、干、湿等，但不够严密。天气系统：一般是指在气压、风、温度等主要气象要素的空间分布上具有一定结构特征的大气运动系统。它们往往是大气中天气变化和分布的独立系统。例如高压、低压、锋面、高空槽、台风等等。天气系统是在三度空间内发生和演变的，需要用多种合作因素、资料来揭露和表达。天气过程：天气或天气系统的发生、发展、消失及其演变的全部历程。它包含时间和空间演变。如寒潮过程、梅雨过程、台风过程。2、按天气预报业务划分，天气预报有哪些类型？参考答案答：按天气业务预报时效划分，临近预报（0-3 小时）、短时天气预报（3-12 小时）、短期天气预报（1-3 天）、中期天气预报（4-10 天）和延伸期天气预报（11-30天），长期天气预报（短期气候预测）（30天以上）。3、天气分析涉及哪些内容？参考答案答：现代天气分析涉及的面很广，主要有天气图分析、天气雷达资料分析、卫星资料分析、风廓线分析、GPS/MET 资料分析、闪电资料分析等。4、简述天气预报的重要性参考答案答：天气预报虽不能阻止某种天气现象的发生，但正确的天气预报却可使人们避害趋利，减少灾害性天气造成的损失，促进社会经济发展。5、什么是数值预报方法？参考答案答：利用超级计算机运行表征大气动量守恒、质量守恒和热量守恒的偏微分方程组(控制大气运动的6个方程)，定量（计算）预报大气要素(6个要素)场的预报方法，这种定量客观预报方法是现代天气预报的发展方向，根据预报对象的时间尺度，可以将数值预报分为短期或中期数值天气预报、气候模式预测等。6、什么是数值预报产品释用？参考答案答：顾名思义就是对数值预报产品的进一步解释和应用，具体来说就是利用大量的历史资料，通过统计、动力、人工智能等方法，并综合预报经验，对数值预报的结果进行分析、订正，最终给出更为精确的客观要素预报结果或者特殊服务需求的预报产品，典型的方法为模式输出统计方法Mos或完全预报方法 PPC。这是当前客观天气预报中重要而有效的方法。7、举出三个对现代天气预报产生过重大影响的大气科学论理参考答案答：对现代天气预报产生过重要影响的经典大气科学理论有温带气旋发生发展理论，大气长波理论和准地转运动理论。8、气象卫星、气象雷达信息如何在现代天气预报中应用？参考答案答;卫星云图：人造气象卫星在距地球几百到3万多公里的高空拍摄地球大气的风云图像并通过无线电波传送到地面，气象科技人员从卫星云图接收机的云图图像上，可分析出各地天气系统、气象要素的各种变化情况。雷达回波图：一般天气雷达可探测50-500公里半径范围内的降水、台风等天气回波的强度、范围、移向、移速及径向风场等演变情况。气象预报人员把气象卫星云图和雷达回波图与天气图表相结合，用来分析预报未来的天气变化。 9、简述天气预报新技术路线参考答案答： 以数值天气分析预报产品为基础，以人机交互业务系统（MICASPS）为平台，综合应用各种气象信息和预报技术方法的天气预报技术路线。