2010-2011第一 学年气候学试题及其答案

----------------------------------------------装---------------------------订----------------------------线---------------------------------------------- 兰州大学2010～2011学年第1学期 气候学 期末考试试卷（A / B卷）

课程名称： 任课教师： 学院： 专业： 年级：

A 绝热冷却 B 辐射冷却 C 平流冷却 D 混合冷却 5、世界降水最大记录多出现在

A 台风雨区 B 对流雨区 C 地形雨区 D 锋面雨区

姓名： 校园卡号： 6、造成长江流域8月份出现伏旱天气的环流系统是

A 青藏高压 B 西太平洋副热带高压

题 号 分 数 阅卷教师 一 二 三 四 五 总 分 C 南亚高压 D 鄂霍次克海高压 7、台风发生与否的临界SST是

A 29.5 ℃ B 26.5 ℃ C 23.5 ℃ D 20.5 ℃ 8、热赤道大致出现在

A 10°—20°N B 0°—5°N C 0°—5°S D 10°—20°S 9、斯查勒气候分类划分气候带的依据是 A 土壤缺水量 B 可能蒸散量 C 土壤储水量 D 土壤多余水量 10、距今约11～10KaBP的气候寒冷事件称为

A Heinrich事件 B Dansgard-Oeschger事件 C Elm decline 事件

D Younger Dryas事件

一、选择题（10分）

1、下列哪种说法是气候

A 兰州明天天气晴转多云 B 本站历史最高日降雨量为200mm C 今天最高温度达到35℃ D 到下课时，教室内温度升高到25℃ 2、散射性质主要根据质点性质和辐射波长而定，例如小云滴对于太阳辐射是米散射，而对于地球辐射却是

A 大气折射 B 菲涅尔反射 C 瑞利散射 D 无选择性散射 3、“大气窗口”的波段范围是

A 0.4—0.76μm B 0.76—8.0μm C 8.0—12.0μm D 12.9—17.1μm

4、空气中的水汽达到饱和与过饱和形成云雨最主要的途径是

二、解释下列诸词，并写出其数学表达式或绘图说明之（每题4分，共24分）

1、虚温 2、等温大气 3、饱和水汽压 4、旋衡风

5、天文辐射日总量

三、说明下列诸现象产生的原因或机制（每题6分，任选3题，共18分）

1、大气层具有保温效应 2、雪打高山霜打洼 3、森林能增加大气垂直降水 4、城市有热岛效应

四、简述题（每题16分，任选3题，共48分）

1、何谓气温直减率、干绝热直减率、湿绝热直减率、露点直减率和自由对流直减率？试推导出抬升凝结高度的数学表达式，并说明山地最大降水高度带的形成机制。

2、何谓ENSO循环？试述其发生规律、形成原因及对赤道太平洋地区和我国气候的影响。

3、现代世界干旱气候大致分布在哪些地区？试分析他们的成因。为什么在古代干旱气候的分布与现代不同？试举我国实例加以说明。

4、论述不同时间尺度上气候变化的主要特点和驱动因素。

8.6tE?E0·10273?t

2010-2011气候学试题A参考答案

一、选择题

B C C A C B B A B D

4、某高度上的地转风速与该高度上的气压梯度成正比，水平气压梯度是由密度分布不均匀造成的，而大气密度是温度的函数。因此，自由大气中风随高度的变化同温度分布有密切联系。由于有水平温度梯度存在，引起了气压梯度力随高度发生变化，使得风也

二、解释下列诸词，并写出其数学表达式或绘图说明之（每题5分，相应地随高度发生变化。由于水平温度分布不均，所形成的风随高共25分）

1、虚温是指在同一压力下，干空气密度等于湿空气密度时，干空气应具有的温度（数学表达式略）。

度的改变量，称热成风（图略）。

5、天文辐射日总量是任一地点在一天内，1m2水平面上天文辐射的总能量（数学表达式略）。

2、所谓等温大气是指气温不随高度变化的大气，在等温大气中，气压三、说明下列诸现象产生的原因或机制（15分）

随高度呈指数减小。多元大气就是假设气温减率（γ）为常值的大气，即T=To-γz，表明气温随高度线性减小（数学表达式略）。

1、由于大部分太阳辐射（约50%）可以毫无阻碍地透过大气并被地表所吸收，而由地表面向上放射的长波辐射绝大部分被大气水

3、在温度一定的情况下，单位体积空气中能容纳的水汽数量汽、二氧化碳和臭氧等所吸收，当其向下放射长波辐射时，地面温有一定的限度，如果水汽含量达到了这个限度，空气就呈饱和状态，度将变得比大气不存在时要高，大气的这一特性通常称为温室效这时的空气，称为饱和空气。饱和空气中的水汽压，称为饱和水汽应。在晴空地区，大部分太阳辐射可以透过大气而被地表所吸收，压（E），也叫最大水汽压，因为超过这个限度，水汽就要开始凝结。但地表发射的大部分长波辐射却被大气吸收，而又有一部分由大气实验和理论都可证明，饱和水汽压随温度的升高而增大。在不同的以长波形式发射回地面。这样，由于大气的存在，地表的辐射平衡

19.9te273?t 或温度条件下，饱和水汽压的数值是不同的。E?E0·温度将比它不存在时的Te要高得多。大气的这种增强向下辐射的作用与温室玻璃屋顶和四壁的作用有相似之处，故称温室效应。

2、空中的水分在水汽张力小于4.58mm水银柱高时，可以形成雪、霰等固态降水。降至地面的雪花并非各处、更非经常都能形成

上有不同认识。

4、城市热岛效应:表现为市区温度高于郊区，等温线围绕城市

积雪，只有较长时期保持0°C以下气温的高山或极地，才能形成积中心呈闭合分布。热岛强度（一般用城区温度与郊区温度的差值表雪。地形起伏的山区、丘陵地区中最易遭受霜害的低洼地段。在晴示）与城市面积大小、人口规模等呈正比关系。形成原因主要有人朗无风的夜晚，坡度大于10度并有明显“底”的山间谷地或盆地低为热释放、下垫面物理性状、大气污染导致的辐射效应等。由于城洼处，因辐射冷却作用或因冷空气积聚的结果，温度较周围地段低市热岛的存在，城市中形成一个低压中心，并出现上升气流并流向得多，极易遭受霜冻的危害。故有冷湖形成的谷底，也是遭受霜害郊区下沉，郊区近地面的空气乃从四面八方流入城市，形成一个缓最严重的地方。因之有“霜打洼地”之说。

慢的热岛环流。热岛效应是城市气候的主要特征，表现为市区温度

3、森林是一种特殊的下垫面，它除了影响大气中的CO2含量外，高于郊区，等温线围绕城市中心呈闭合分布。热岛强度（一般用城还能形成独具特色的森林气候，而且能够影响附近相当大范围地区区温度与郊区温度的差值表示）与城市面积大小、人口规模等呈正的气候条件。

（1）森林树冠可以截留降水，林下的疏松腐殖质及枯枝落叶层可以蓄水，减少降雨后的地表径流量，乔木根系可从土壤中吸收足够的水分供林木蒸腾消耗，使林区的空气湿度大于无林地区，为大气的垂直降水提供了条件；

比关系。形成原因主要有人为热释放、下垫面物理性状、大气污染导致的辐射效应等。城市热岛可产生城市风、城市干、湿岛等现象。

四、简述题（每题16分，任选3题，共48分）

1、由于对流层主要是从地面得到热量，因此气温随高度而降低。平均而言，高度每增加100米，气温则下降约0.65℃，这称之

（2）森林高达十几米甚至几十米，气流通过森林时被迫抬升，为气温直减率，也叫气温垂直梯度。 抬升高度可达几百米甚至几千米，有利于降水的形成；

（3）森林使下垫面的粗慥度增大，使森林上方的湍流交换作用加强，促使水汽向上输送，有利于云和降水的形成。

因此多数学者都认为森林能增加降水，只是在增加的幅度大小

干空气块（包括未饱和的湿空气块）绝热上升或下降单位高度（通常取100m）时，温度降低或升高的数值，称为干空气温度绝热垂直递减率，简称干绝热直减率，以γd表示。通常取γd=1K/100m。

由于潜热释放，使得饱和湿空气上升因膨胀而引起的减温率恒

比干绝热减温率小，这种减温率称湿绝热减温率，以γm表示。 也有人认为除上述最大降水高度外，还有第二个甚至更多的最大降

露点随高度而降低，一般而言，高度每增加100米，气温则下水高度。例如，高山、极高山地区由于冰川风局地环流可以在最大降约0.175℃，这称之为露堤岸直减率。

均质大气温度随高度的递减率γn=g/R=3.41℃/100m-1，γn比γ

降水高度以上在冰舌附近出现第二个多雨带；湿润气流在山地迎风坡抬升经过多个山峰而导致出现两个以上的凝结高度；热带沿海地

约大6倍。γn具有特别的意义，当γ>γn时，上层空气密度将比下区具有一定高度的山脉；青藏高原东南、天山等许多山地均观察到层大，即没有外力作用，它也会自动产生对流。这说明γn是一个两个以上的极大降水带。 临界值，称为自动对流减温率。

hC?12、ENSO是目前为止唯一已确认的真实的全球尺度的振荡。正

?d??c?T0?TdO??125?T0?TdO??m?

如其名称所指，ENSO由两个分量组成。第一个分量（主要对海洋）是厄尔尼诺，历史上一直是指每年圣诞节前后，沿厄瓜多尔和秘鲁

空气的绝对湿度随着海拔高度的升高而逐渐减小，但其递减率沿岸，出现一弱的暖洋流，它代替了秘鲁海洋通常对应的冷水。正要比自由大气中小些，而冬季的递减率又小于夏季。即使如此，其常年份中，由于赤道太平洋海区盛行热带东风（信风），把赤道中递减速率也快于大气压力。绝对湿度随高度变化的公式：

ez=e0 e-cz

式中c为实验确定的常数。

东太平洋表层暖水吹到西太平洋堆积（海面因此而升高），使这里成了世界上最暖的“暖池”，温度可达29～30℃。而中、东太平洋海区则由于东风吹走了表层海水，深层冷水涌升补充，这里便成了

一般说来，山坡上降水量是随海拔高度的增加而规律性地增加赤道海区中温度最低的水域，一般只有23～25℃左右。在有些年份，的。高山地带降水量达到最大的高度，称为最大降水高度（降水随由于大气环的变异使赤道以南的东南信风突然减弱，太平洋赤道暖高度先增加，到最大降水高度后递减）。这一高度视山地的湿度、流将以每秒10～100m的速度向南扩张，代替秘鲁寒流，导致秘鲁温度、方位和季节而异。干燥气候下的最大降水高度要比湿润气候寒流减弱，因而秘鲁沿岸深层冷海水的涌升和表层海水的辐散同时下的高；冬季一般比夏季高。

减弱甚至停止，厄瓜多尔和秘鲁沿岸的冷海水急剧增暖，海面温度

关于最大降水高度，一般认为对同一个山脉来说只有一个，但可比常年偏高2～3℃，有时高达5～6℃。人们还发现，该区域的

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