信息工程学院《大气物理学》历年试卷及参考答案-4

PAGE第2页共6页信息工程学院考试试卷及参考答案课程名称：大气物理学专业：班级：考生学号：考生姓名：注意：试卷评阅统一使用红色笔，要求对的打“√”，错的打“×”，并采用加分的方法评定。题号一二三四总分题分一、选择题（每小题2分，共40分）物体的温度越（），所发射辐射通量密度越（），这可以解释为什么太阳所发射辐射通量密度比地球的（）。A、低，小，小 B、低，大，大C、高，小，小D、高，大，大若一个黑体的吸收辐射量比发射的少，则它的温度将（）。A、上升 B、下降C、不变下图表示过冷水滴和冰晶共存，将会发生什么现象呢？（）A、不会发生什么现象B、冰晶会融化成水滴C、水滴会立即冻结成冰粒D、冰晶将长大，水滴将消失E、水滴将长大，冰晶将消失自然云滴是靠（）核化方式形成。A、异质凝结B、均质凝结C、蒸凝D、均质大约100km以下的大气是（）。A均匀混合，被称为非均质层B均匀混合，被称为均质层C没有均匀混合，被称为非均质层D没有均匀混合，被称为均质层（）高度处气压是最高的。A、中层 B、地面C、热层顶部D、平流层顶部E、臭氧层距离地球表面最远的大气层次为（），那里的分子和原子可以逃逸到宇宙空间。A、平流层 B、中层C、热层D、外顶一块未饱和湿空气在等压降温过程中下列哪种湿度参量的数值会升高？A、露点 B、相对湿度C、混合比Stefan-Boltzmann定律表明：对于一个黑体，（）。A所发射的最大辐射波长随温度的升高而增大B所发射的最大辐射波长随温度的升高而减小C其辐射出射度随温度升高而增大D其辐射出射度随温度升高而减小E辐射通量密度随着你和辐射源距离的增大而减小。米（）未饱和气块上升时，引起它的温度变（），温度改变为每升高1000米（）A冷，10B冷，6C暖，10D暖，6下面哪一个不是云形成的条件？（）A、足够的凝结B、充足的水汽C、足够的水平风速D、上升运动在等温大气中，气压随高度的变化规律为（）。A、线性递减B、指数递减C、幂函数递减D、以上都不对一个未饱和湿空气块在被绝热抬升到饱和的过程中，比湿、位温、假相当位温这三个参量的守恒性为（）。A、只有比湿守恒B、只有位温守恒C、只有假相当位温守恒D、比湿、位温、假相当位温都守恒如果一个黑体吸收的辐射能大于其放射的辐射能，则该黑体的温度将。A、下降B、上升C、没有变化大气压强一定时，未饱和气块随着温度升高，其实际水汽压将()、饱和水汽压将()。A、降低；降低 B、不变；升高 C、不变；降低D、升高；升高对实际物体而言，物体表面的真实温度比物体有效温度（）。A、高B、低C、相等D、不确定多元大气是指（）。A、气温随高度线性变化的大气 B、包含有多种成分的大气 C、包含有多种相态的大气 黑体所发射辐射的极大辐射波长和其表面绝对温度之间的关系为（）。A、反比关系B、正比关系C、不确定在（）波段内大气的吸收很弱，地表的温度约300K，与这个温度相对应的黑体辐射能量主要集中在10mm这一范围，通过窗区，地面发出的长波辐射可顺利地被发送到宇宙空间。A、5-6mmB、8-12mmC、0.1-4mmD、4-12mm高积云出现的高度约在（）A、1公里B、5公里C、10公里D、20公里二、名词解释题（每小题3分，共15分）干洁大气标准大气净辐射比湿比辐射率三、简答题（每小题5分，共25分）简述暖云形成和暖云降水所涉及的微观过程用“气块法”如何判断大气的静力稳定度?同是无风或微风晴夜，北方的地面降温，常比同样情况下的南方要快些，为什么？气块绝热上升时为什么会降温?未饱和气块绝热上升时为何会凝结？何谓气块法？它有哪些局限性？四、计算题（每小题10分，共20分）空气温度为12.7℃，气压为974.2百帕，相对湿度为42%，求比湿？如果其他条件不变，仅仅相对湿度增大，则答案将怎样变化呢？求气温为11.4℃，大气压力为981.4百帕时的最大比湿值（即空气饱和时的比湿），自然界经常会遇到这种情况么？试卷答案一、选择题（每小题2分，共40分）12345DBDAB678910BDBCA1112131415CBDBB1617181920AAABB二、名词解释题（每小题3分，共15分）干洁大气：不含水汽和悬浮颗粒物的大气称为干洁大气标准大气：所谓标准大气，就是能够粗略地反映出周年、中纬度状况的，得到国际上承认的，假定的大气温度、压力和密度的垂直分布。净辐射：系统或物体收入辐射能与支出辐射能的差值比湿：水汽与湿空气的质量比。比辐射率：物体的放射能力Fλ,T和黑体的辐射能力FB(,T)之比为比辐射率λ,T。三、简答题（每小题5分，共25分）简述暖云形成和暖云降水所涉及的微观过程水汽的异质凝结核化：以气溶胶粒子为核心，水汽凝结形成初始胚滴的过程。云滴的凝结增长：当大气中的水汽在凝结核上凝结，形成胚滴以后，如环境水汽压仍大于胚滴表面的平衡水汽压，胚滴就能继续因水汽凝结而增长。这种凝结增长速度随云滴半径的增长而减小，只能在云滴增长的前期起作用，要形成降水必须通过云滴的碰并。云滴的碰并增长：大小云滴之间碰撞后，有一部分小云滴被大云滴所合并，使大云滴增长，从而有助于雨滴的形成。雨滴的繁生：雨滴通过自发破碎或碰撞破碎形成多个小滴的现象称为雨滴的繁生。破碎形成的小滴可以作为大云滴，参与云滴的碰并。对于较大雨滴，除了表面张力以外，还有两个力作用于水滴，一个是四周空气的压力，另一个是重力引起的水滴内部的静压力差。随着水滴的增大，后两个力也随之增加，而表面张力却因曲率的减小而减小。这三个力的共同作用，使大雨滴降落时发生变形。雨滴越大，变形越厉害，以至最终破碎。这种破碎称为自发破碎。另外，降水粒子发生碰撞时也可能破碎成若干小滴，称为碰撞破碎。用“气块法”如何判断大气的静力稳定度?通常运用气块模型：令气块离开平衡位置作微小的虚拟位移，(1)如果气块到达新位置后有继续移动的趋势，则此气块的大气层结是不稳定的，它表明稍有扰动就会导致垂直运动的发展；(2)如果相反，气块有回到原平衡位置的趋势，则这种大气层结是稳定的；(3)如果气块既不远离平衡位置也无返回原平衡位置的趋势，而是随遇平衡，就是中性的。同是无风或微风晴夜，北方的地面降温，常比同样情况下的南方要快些，为什么？夜间地面没有太阳辐射收入，在无风或微风晴夜，地面的变温率取决于地面有效辐射，该值越大，地面降温率越大。北方的空气常比南方的干燥，因此夜间大气逆辐射比南方小，所以地面有效辐射就较大，因此在无风或微风晴夜，北方的地面降温，常比同样情况下的南方要快些。气块绝热上升时为什么会降温?未饱和气块绝热上升时为何会凝结？气块绝热上升时，由于周围大气的气压不断减小，因此气块会不断膨胀，使其内部的气压与周围的相平衡，因此气块不断对外做功，消耗自身的内能，对于可看作理想气体的气块而言，内能的减少必然使分子无规则热运动减慢，从而使温度下降。未饱和气块绝热上升时，比湿不变，水汽压由于气块内部气压的减小而不断减小，露点也不断减小。由前一个问可知，气块绝热上升时其温度也不断减小。而露点随高度减小率小于温度随高度的减小率，因此气块温度露点差不断减小，因此气块上升到一定高度时必然使温度露点差为零，气块达饱和，如果继续上升则会发生凝结。答案：气块法假定气块在垂直运动时满足以下假定：1）气块作垂直运动时，周围的环境大气仍保持静力平衡状态；2）气块与周围环境之间无混合，即不发生质量和热量的交换；3）在任一时刻气块的气压与同高度环境空气的气压相等，符合准静力条件。在以上假定下，在静止气层中任取一气块，设此气块受外力作用产生一个铅直位移到达某高度时，气块在铅直方向上的力与位移方向是否一致，从而判断该气层的静力稳定度。这种判断大气静力稳定度的方法称为气块法。局限性：1）气块作垂直运动时，周围的环境大气仍保持静力平衡状态，这一假设与实际不符，事实上周围大气会有补偿性运动；2）气块与周围环境之间无混合，即不发生质量和热量的交换，这一假设也与实际不符；3）在任一时刻气块的气压与同高度环境空气的气压相等，这一假设与实际略有不符。