大气物理学考点

大气物理学考点

1. 绪论

1.1大气演化三个阶段及其特点

1.2大气上界：物理现象上界为1200km( 极光出现高度）； 大气密度上界为2000~3000km 1.3常用的分层方法：热力结构，大气化学成分，大气电磁性 按热力结构分层：对流层，平流层，中间层热层

1.4对流层特点：大气温度随高度降低，大气垂直混合强，集中了80%的大气质量和几乎全部水汽，云雾降水均发生在此层(通常称天气层)，气象要素水平分布不均匀; 1.5对流层高度：典型地区典型季节；

1.6平流层的特点：25km以下温度递减率接近零25km以上温度随高度明显增加；平流层气流运动主要以水平运动为主；水汽极少，颗粒物极少，能见度极好，大气污染物进入平流层后能长期存在。

1.7臭氧加热原因；平流层高度：12km~55km

1.8中层的特点：层内温度随高度增加而下降，空气的垂直对流运动强,故又称之为高空对流层或上对流层。

1.9热层：温度随高度增加而上升，高度电离带，电粒子运动受地球磁场的作用明显。 1.10按电离状况分：中性层（60km以下)电离层（60km以上）

1.11按地磁场对带电粒子运动作用：非磁层（500km以下）磁层（500km以上）

2. 大气的组成

2.1大气的基本特点：干洁大气、湿空气

2.2大气组成的两种分类方法：浓度、停留时间

2.3重要的气体成分:CO2浓度，臭氧空洞概念及其形成原因，光化学污染，酸雨 2.4气溶胶：概念和分类方法、作用；

3. 大气要素 3.1温度：温标

3.2湿度：混合比、比湿、水汽压、饱和水汽压（基本特点）、克拉柏龙－克劳修斯方程物理意义（图形和规律）、相对湿度、水汽密度、露点/霜点（零度以下两者的差异），湿度参量之间的关系。

3.3风：三维风速和风向、极坐标和直角坐标下的风向差别

3.4状态方程：理想气体方程、干/湿空气状态方程（推导和计算），虚温。

4.大气静力学

4.1大气静力学方程推导

4.2气压阶、气压标高和海平面气压

4.3等温大气，多元大气，均质大气压高公式推导及应用 4.4自由对流垂直温度递减率概念，数值范围 4.5标准大气：对流层垂直分层的每一段如何确定

4.6位势高度概念

4.7气压场的几种类型及其随高度的变化

5.大气热力学基础 5.1气块模型。（易）

5.2内能、显热、潜热、静力能、膨胀功。（易）

5.3干绝热过程：热力学第一定律（热流量方程）到泊松方程，干绝热递减率，位温，抬升凝结高度

5.4湿绝热过程：可逆湿绝热过程与假绝热过程，湿绝热减温率，假相当位温与相当位温 5.5焚风（应用）

5.6大气层结曲线与状态曲线

5.7大气（层结）静力稳定度的概念。（中） 1) 气层的不稳定能量。（中） 2) 条件性不稳定的类型。（难） 3) 对流性不稳定。（难） 4) 对流性稳定。（难）

5) 温度对数压力图（T-lnp图）的结构（基本线条）。（中） 6) 相当温度的概念。（易） 7) 湿球温度的概念。（易）

8) 条件性不稳定的类型：cape cin 9) 对流凝结高度的概念。（易） 10) 热雷雨的定义。（易）

11) 对流性不稳定或位势不稳定的定义。（易） 12) 绝热等压混合（水平）、绝热混合（垂直混合及湍流混合）、等压冷却过程的物理意

义及其相关大气现象 13) 逆温层的概念及成因

热力学基本原理考点：

1） 主要温湿参量在绝热过程中的守恒性。（难）

2） 大气（层结）静力稳定度的概念、判据及应用：稳定度分类判据（气块法、薄气层

法），条件性不稳定概念和类型（不稳定能量的提出），垂直运动（对流行不稳定和判据）和相变。

3） 位温、假相当温度、湿球温度、温度、相当温度等温湿参量的大小比较。（中） 4） 4.T-lnp图应用：位温、饱和比湿和实际比湿、相对湿度、等压面间厚度、饱和水汽

压和实际水汽压、判断抬升凝结高度、假相当位温、判断薄气层静力稳定度、不稳定能量、判断对流凝结高度、判断当天可能发生热对流的下限温度。

5） 热力学过程的几个高度：LCL/LFC/CCL/D平衡高度，对流上限、CAPE/CIN及判断

6. 地面和大气中的辐射过程

1) 掌握辐射基本物理量：立体角；辐射能、辐射通量（t）、辐射通量密度（t和A）、辐射

强度（t、A、ST）。注意：大家都以Liou的大气辐射导论中的定义为准。

2) 结合辐射基本物理量，了解各类辐射源以及与相关物理量之间的关系，需要熟悉以下概

念：点辐射源（基本性质、反平方率）、面辐射源、平面平行大气、余弦辐射体及公式； 3) 掌握黑体概念、吸收率、反射率和透射率；

4) 掌握普朗克定律及其物理意义、普朗克函数、亮温、极限近似； 5) 掌握斯蒂芬－波尔兹曼定律和有效温度； 6) 掌握维恩位移定律和色温； 7) 掌握基尔霍夫定律及其物理意义；

8) 理解太阳辐射和地球辐射各地特点和区别（分界4um，中心波长）；

9) 吸收、散射、消光：截面、散射效率因、体积吸收系数、质量吸收系数；光学厚度、光

学质量、透过率

10) 熟悉常见大气成分的吸收光谱：大气窗

11) 掌握散射：与吸收的区别（光谱选择性）、无量纲尺度数（散射的分类）； 12) 理解瑞利散射基本特征、米散射，天空颜色解释、曙暮光等相关大气光学现象； 13) 布格-朗伯-Beer定律及其应用； 14) 太阳常数概念

15) 大气上界单位面积上接收到的太阳辐射日总量分布特点（纬度和季节）； 16) 相对大气质量

17) 阳伞效应，地面反照率（长波和短波），行星反照率概念及组成比例 18) 长波辐射的基本特点。

19) 漫射辐射、漫射辐射透过率概念； 20) 理解大气顶射出长波辐射的概念； 21) 利用地气系统辐射平衡（有效温度）； 22) 大气温室效应及两层辐射平衡模式； 23) 大气逆辐射，地面有效辐射概念 24) 大气变温率推导与计算；

25) 理解地气系统总的辐射平衡框图（要求物理过程相对大小）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1m55.html