1、农业气象学试题库及答案农业气象学试题(有答案)第一章 大气一、名词解释题： 1. 干洁大气：除去了水汽和各种悬浮固体与液体微粒纯净大气，称为干洁大气。 2. 下垫面：指与大气底部相接触地球表面，或垫在空气层之下界面。如地表面、海面及其他各种水面、植被表面等。 3. 气象要素：构成和反映大气状态物理量和物理现象，称气象要素。重要涉及气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等 二、填空题： (阐明：在有底线数字处填上恰当内容) 1. 干洁大气中，按容积计算含量最多四种气体是： (1)、(2)、氩和(3)。 2. 大气中臭氧重要吸取太阳辐射中 (4)。 3. 大气中二氧化碳和
2、水汽重要吸取 (5)辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳浓度普通白天比晚上(6)，夏天比冬天 (7) 。 5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化成分，是天气演变重要角色。 6. 依照大气中 (9) 铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。 7. 在对流层中，温度普通随高度升高而 (10) 。 8. 大气中对流层之上一层称为 (11) 层，这一层上部气温随高度增高而 (12) 。 9. 依照大气中极光浮现最大高度作为判断大气上界原则，大气顶约高 (13) 千米。答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)温度 (
3、10)减少 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判断题： (阐明：对的打“”，错误打“”) 1. 臭氧重要集中在平流层及其以上大气层中，它可以吸取太阳辐射中紫外线。 2. 二氧化碳可以强烈吸取太阳辐射中紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。 3. 由于植物大量吸取二氧化碳用于光合伙用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。 4. 地球大气中水汽含量普通来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季。 5. 大气在铅直方向上按从下到上顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。 6. 平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈对流运动。 7. 热成层中空气多被离解成离子，因而又称电
4、离层。答案：1.对，2.错，3.错，4.对，5.错，6.对，7.对。 四、问答题： 1. 为什么大气中二氧化碳浓度有日变化和年变化？答：大气中二氧化碳是植物进行光合伙用重要原料。植物在太阳辐射作用下，以二氧化碳和水为原料，合成碳水化合物，因而全球植物要消耗大量二氧化碳；同步，由于生物呼吸，有机物分解以及燃烧化石燃料等人类活动，又要产生大量二氧化碳。这样就存在着消耗和产生二氧化碳两种过程。普通来说，消耗二氧化碳光合伙用只在白天进行，其速度在大多数地区是夏半年大，冬半年小；而呼吸作用等产生二氧化碳过程则每时每刻都在进行。因此这两种过程速度差别在一天之内是不断变化，在一年中也随季节变化，从而引起二氧
5、化碳浓度日变化和年变化。在一天中，从日出开始，随着太阳辐射增强，植物光合速率不断增大，空气中二氧化碳浓度也随之不断减少，中午先后，植被上方二氧化碳浓度达最低值；午后，随着空气温度下降，光合伙用减慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗减少；日落后，光合伙用停止，而呼吸作用仍在进行，故近地气层中二氧化碳浓度逐渐增大，到第二天日出时达一天最大值。在一年中，二氧化碳浓度也重要受植物光合伙用速率影响。普通来说，植物夏季生长最旺，光合伙用最强，秋季最弱。因而二氧化碳浓度秋季最小，春季最大。此外，由于人类燃烧大量化石燃料，大量二氧化碳释放到空气中，因而二氧化碳浓度有逐年增长趋势。 2. 对流层重要特点是什么？ 答
6、：对流层是大气中最低一层，是对生物和人类活动影响最大气层。对流层重要特点有： (1)对流层集中了80%以上大气质量和几乎所有水汽，是天气变化最复杂层次，大气中云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气层内； (2) 在对流层中， 气温普通随高度增高而下降， 平均每上升100米， 气温减少0.65，在对流层顶可降至50至85； (3) 具备强烈对流运动和乱流运动，增进了气层内能量和物质互换； (4) 温度、湿度等气象要素在水平方向分布很不均匀，这重要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布不均匀性而产生。 第二章 辐射一、名词解释题： 1. 辐射：物体以发射电磁波或粒子形成向外放射能量方式。由
7、辐射所传播能量称为辐射能，有时把辐射能也简称为辐射。 2. 太阳高度角：太阳光线与地平面交角。是决定地面太阳辐射通量密度重要因素。在一天中，太阳高度角在日出日落时为0，正午时达最大值。 3. 太阳方位角：太阳光线在地平面上投影与本地子午线交角。以正南为0，从正南顺时钟向变化为正，逆时针向变化为负，如正东方为90，正西方为90。 4. 可照时间：从日出到日落之间时间。 5. 光照时间：可照时间与因大气散射作用而产生曙暮光照射时间之和。 6. 太阳常数：本地球距太阳为日地平均距离时，大气上界垂直于太阳光线平面上太阳辐射能通量密度。其值为1367瓦?米-2。 7. 大气质量数：太阳辐射在大气中通过途
8、径长度与大气铅直厚度比值。 8. 直接辐射：以平行光线形式直接投射到地面上太阳辐射。 9. 总辐射：太阳直接辐射和散射辐射之和。 10. 光合有效辐射：绿色植物进行光合伙用时，能被叶绿素吸取并参加光化学反映太阳辐射光谱成分。 11. 大气逆辐射：大气每时每刻都在向各个方向放射长波辐射，投向地面大气辐射，称为大气逆辐射。 12 . 地面有效辐射：地面辐射与地面吸取大气逆辐射之差，即地面净损失长波辐射。 13. 地面辐射差额：某时段内，地面吸取总辐射与放出有效辐射之差。 二、填空题： 1. 惯用辐射通量密度单位是 (1) 。 2. 不透明物体吸取率与反射率之和为 (2) 。 3. 对任何波长辐射，
9、吸取率都是1物体称为 (3) 。 4. 当绝对温度升高一倍时，绝对黑体总辐射能力将增大 (4) 倍。 5. 如果把太阳和地面都视为黑体，太阳表面绝对温度为6000K，地面温度为300K，则太阳表面辐射通量密度是地表面 (5) 倍。 6. 绝对黑体温度升高一倍时，其辐射能力最大值所相应波长就变为本来 (6) 。 7. 太阳赤纬在春秋分时为 (7) ，冬至时为 (8) 。 8. 上午8时时角为 (9) ，下午15时时角为 (10) 。 9. 武汉(30N)在夏至、冬至和春秋分正午时太阳高度角分别为 (11) ， (12) 和 (13) 。 10. 冬半年，在北半球随纬度升高，正午太阳高度角 (14
10、) 。 11. 湖北省在立夏日太阳升起方位是 (15) 。 12. 在六月份，北京可照时间比武汉 (16) 。 13. 在太阳直射北纬10时，北半球纬度高于 (17) 北极地区就浮现极昼。 14. 由冬至到夏至，北半球可照时间逐渐 (18) 。 15. 光照时间延长，短日照植物发育速度就会 (19) 。 16. 在干洁大气中，波长较短辐射传播距离比波长较长辐射传播距离(20) 。 17. 随着太阳高度减少，太阳直接辐射中长波光比 (21) 。 18. 地面温度越高，地面向外辐射能量越 (22) 。 19. 地面有效辐射随空气湿度增大而 (23) ，随处面与空气温度之差增大而 (24) ，随风速
11、增大而 (25) 。 20. 地面吸取太阳总辐射与地面有效辐射之差称为 (26) 。答案： (1)瓦.米2； (2)1； (3)绝对黑体； (4)15； (5)160000； (6)一半； (7)0；(8)2327； (9)60； (10)45； (11)8327； (12)3633；(13)60； (14)减小； (15)东偏北； (16)长； (17)80； (18)延长； (19)减慢； (20)短；(21)增长； (22)多； (23)减小； (24)增大； (25)减小； (26)地面辐射差额。 三、选取题： (阐明：在四个答案中，只能选一种对的答案填入空格内。) 1. 短日照植物南
12、种北引，生育期将_。 A. 延长； B.缩短； C. 不变； D.也许延长也也许缩短。 2. 晴朗天空呈蓝色，是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光_较多成果。 A. 吸取； B. 散射； C. 反射； D.透射。 3. 对光合伙用有效辐射包括在_中。 A. 红外线； B. 紫外线； C. 可见光； D. 长波辐射。 4. 在大气中放射辐射能力最强物质是_。 A. 氧； B. 臭氧； C. 氮； D. 水汽、水滴和二氧化碳。 5. 本地面有效辐射增大时，夜间地面降温速度将_。 A. 加快； B. 减慢； C. 不变； D. 取决于气温。答案： 1. A； 2. B； 3. C； 4. D；5. A四、
13、判断题： 1. 对绝对黑体，当温度升高时，辐射能力最大值所相应波长将向长波方向移动。 2. 在南北回归线之间地区，一年有两次地理纬度等于太阳赤纬。 3. 时角表达太阳方位,太阳在正西方时,时角为90。 4. 北半球某一纬度浮现极昼时，南半球同样纬度上必然浮现极夜。 5. 白天气温升高重要是由于空气吸取太阳辐射缘故。 6. 光合有效辐射只是生理辐射一某些。 7. 太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐射。 8. 地面辐射和大气辐射均为长波辐射。 9. 对太阳辐射吸取得很少气体，对地面辐射也必然很少吸取。 10. 北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值，因此气温较高。答案： 1. 错； 2.
14、对； 3. 错； 4. 对； 5. 错； 6. 对； 7. 错； 8. 对； 9.错； 10. 错。 五、计算题1. 任意时刻太阳高度角计算依照公式Sinhsinsincoscoscos大体分三步进行：(1) 计算时角，以正午时为0，上午为负，下午为正，每小时15；如以“度”为单位，其计算式是(t12)15其中t为以小时为单位时间；如以“弧度”为单位，则(t12)2/24建议计算时以角度为单位。(2) 计算sinh值(所需值可从教材附表3中查到，考试时普通作为已知条件给出)。(3) 求反正弦函数值h，即为所求太阳高度角。例：计算武汉(30N)在冬至日上午10时太阳高度角。解：上午10时：(t1
15、2)15(1012)1530冬至日：=2327 武汉纬度：=30sinh = sin30sin(2327)cos30cos(2327)cos(30)=0.48908h=29172. 正午太阳高度角计算依照公式： h=90进行计算；特别应注意当计算成果h90时，应取补角(即用180h作为太阳高度角)。也可依照 h=90| 进行计算，就不需考虑取补角问题(建议用后一公式计算)。还应注意对南半球任何地区，应取负值；在北半球为冬半年(秋分至春分)时，也取负值。 例 计算当太阳直射20S时(约11月25日)在40S正午太阳高度角。解：已知= 40(在南半球) =20h=90(40)+(20)=110计算
16、成果不不大于90，故取补角，太阳高度角为：h=180110=70也可用上述后一公式直接得h=90| = 90|40(20)|=70 3. 计算可照时间大体分三步：(1) 依照公式： cos0 = tgtg 计算cos0 值。(2) 计算反余弦函数值0 ，得日出时角为0 ，日落时角为+0(3) 计算可照时间20 /15(其中0 必要以角度为单位)。 例 计算11月25日武汉可照时间。解：由附表3可查得=20，武汉纬度=30cos0 =tgtg=tg30tg(20)=0.2101380 =77.87 即：日出时角为77.87(相称于真太阳时6时49分)，日落时角为77.87(相称于真太阳时17时1
17、1分)。 可照时间=20/15=277.87/15=10.38小时4. 计算水平面上太阳直接辐射通量密度依照公式： Rsb=Rsc?am sinh大体分三步进行计算：(1) 计算太阳高度角正弦sinh (参看第1，2两某些)。(2) 计算大气质量数，普通用公式 m=1/sinh(3) 计算Rsb例1 计算北京(取=40N)冬至日上午10时水平面上太阳直接辐射通量密度(设Rsc=1367瓦?米-2 ，a=0.8)。解：已知=40,=2327(冬至日)，=30sinh=sin40sin(2327) + cos40cos(2327) cos(30)=0.352825m=1/sinh=1/0.3528
18、25=2.8343Rsb=Rsc?am sinh=13670.82.83430.352825=256.25 (瓦?米-2 ) 例2 计算武汉(为30N)在夏至日正午时太阳直接辐射通量密度(已知a=0.8)。解：已知=30，=2327，正午太阳高度角为h=90=90302327=8327m=1/sinh=1.00657Rsb=Rsc?am sinh=13670.81.00657 sin8327=1084.87 (瓦?米-2)例3 当太阳直射南半球纬度18时，试求国内纬度42处地面上正午时直接辐射通量密度(已知大气透明系数为0.7，太阳常数为1367瓦?米-2)。 解：已知=42 =18 a=0.
19、7正午时：h=90+=904218=30m=1/sinh=1/sin30=2Rsb=Rsc?am sinh=1367(0.7)2 sin30=334.9 (瓦?米-2 )5. 计算坡面太阳直接辐射通量密度坡面上直接辐射通量密度计算式为：Rsb坡=Rsc?am sin其中为太阳光线与坡面夹角。Rsb坡计算环节与上述水平面上Rsb计算类似，但在第2步(计算m)后，应拟定夹角。例1 计算武汉(为30N)冬至日坡度为20南坡和北坡在正午时太阳直接辐射通量密度(设透明系数a=0.8)。解：已知=30，=2327，正午太阳高度角为：h=90|=90|30(2327)|=3633m=1/sinh=1/sin
20、3633=1.6792(注意：此处计算m时不能用代替h)。对于南坡，正午时=h+坡度=3633+20=5633Rsb南坡=Rsc?am sin=13670.81.6792 sin5633=784.14 (瓦?米-2 )对于北坡，正午时=h坡度=363320=1633(如果北坡坡度不不大于h时则无直射光，即 Rsb北坡 =0)Rsb北坡=Rsc?am sin=13670.81.6792 sin1633=267.71 (瓦?米-2 )由此题可知冬季南坡暖而北坡冷一种重要因素在于Rsb南坡和Rsb北坡差别。例2 在46.5N某地欲盖一朝南玻璃温室，为了减小反射损失，要使冬至日正午时太阳直接光线垂直于
21、玻璃面，试问玻璃面与地平面夹角应是多少？冬至日正午时到达玻璃面上直接辐射通量密度为多少(已知太阳常数为1367瓦/米2 ，透明系数为0.8)？解：已知=46.5，=23.5，a=0.8(1) h=90+=9046.523.5=20 m=1/sinh=1/sin20=2.923804玻璃面与地平面夹角=90h = 9020= 70(2) 玻璃面上直接辐射通量密度为Rsb坡=Rsc?am sin =1367(0.8)2.923804 sin90=711.9 (瓦?米-2 )例3 在北纬36.5处有一座山，其南北坡坡度为30，试求冬至日正午时水平地面上及南北坡面上太阳直接辐射通量密度(设大气透明系数
22、为0.8， 太阳常数为1367瓦?米-2) 。解：已知=36.5，=23.5，a=0.8，坡面坡度=30h=90+=9036.5+(23.5)=30m=1/sinh=1/sin30=2水平地面上直接辐射能量密度Rsb=Rsc?am sinh =1367(0.8)2sin30=437.4 (瓦?米-2 )南坡：Rsb南坡=Rsc?am sin=Rsc?am sin(h+)=1367(0.8)2 sin60= 757.7(瓦?米-2 )北坡：Rsb北坡=Rsc?am sin=Rsc?am sin(h)=Rsc?am sin0=0由此题可知，普通来说冬季正午南坡上太阳直接辐射最强，而对坡度不不大于太
23、阳高度角北坡，则无太阳直接辐射。因此南坡为温暖阳坡，北坡为阴冷阴坡。 六、问答题： 1. 太阳辐射与地面辐射异同是什么？答：两者都是以电磁波方式放射能量；两者波长波不同，太阳辐射能量重要在0.154微米，涉及紫外线、可见光和红外线，能量最大波长为0.48微米。地面辐射能量重要在380微米，为红外线，能量最大波长在10微米附近。两者温度不同，太阳表面温度为地面20倍，太阳辐射通量密度为地面204倍。 2. 试述正午太北半球阳高度角随纬度和季节变化规律。答：由正午太阳高度角计算公式h=90可知在太阳直射点处正午时h最大，为90；越远离直射点，正午h越小。因而正午太阳高度角变化规律为：随纬度变化：在
24、太阳直射点以北地区()，随着纬度增大，正午h逐渐减小；在直射点以南地区，随增大，正午h逐渐增大。随季节()变化：对任何一定纬度，随太阳直射点接近，正午h逐渐增大；随直射点远离，正午h逐渐减小。例如北回归线以北地区，从冬至到夏至，正午h逐渐增大；从夏至到冬至，正午h逐渐减小。在90地区(极圈内)，为极夜区，全天太阳在地平线如下。 3. 可照时间长短随纬度和季节是如何变化？答：随纬度变化：在北半球为夏半年时，全球随纬度值增大(在南半球由南极向赤道增大)，可照时间延长；在北半球为冬半年时,全球随纬度值增大可照时间缩短。随季节()变化：春秋分日，全球昼夜平分；北半球随增大(冬至到夏至)，可照时间逐渐延
25、长；随减小(夏至到冬至)，可照时间逐渐缩短；南半球与此相反。在北半球为夏半年(0)时，北极圈内纬度为(90-）以北地区浮现极昼，南极圈内同样纬度以南地区浮现极夜；在北半球冬半年(0)时，北极圈90+以北地区浮现极夜，南极圈内同样纬度以南浮现极昼。 4. 光照时间长短对不同纬度之间植物引种有什么影响？答：光照长短对植物发育，特别是对开花有明显影响。有些植物规定通过一段较短白天和较长黑夜才干开花成果，称短日照植物；有些植物又规定通过一段较长白天和较短黑夜才干开花成果，称长日照植物。前者发育速度随生育期内光照时间延长而减慢，后者则相反。对植物重要生育期(夏半年)来说，随纬度升高光照时间延长，因而短日
26、照植物南种北引，由于光照时间延长，发育速度将减慢，生育期延长；北种南引，发育速度因光照时间缩短而加快，生育期将缩短。长日照植物状况与此相反。而另一方面，对普通作物来说，温度升高都会使发育速度加快，温度减少使发育速度减慢。因而，对长日照植物来说，南种北引，光照时间延长将使发育速度加快，温度减少又使发育速度减慢，光照与温度影响互相补偿，使生育期变化不大；北种南引也有类似光温互相补偿作用。因此长日照植物不同纬度间引种较易成功。而对短日照植物，南种北引，光照和温度变化都使发育速度减慢，光照影响互相叠加，使生育期大大延长；而北种南引，光温变化都使发育速度加快，光温影响也是互相叠加，使生育期大大缩短，因此
27、短日照植物南北引种普通不易成功。但纬度相近且海拔高度相近地区间引种，无论对长日照植物和短日照植物，普通都容易成功。 5. 为什么大气中某些气体成分对地面具备“温室效应”？答：大气对太阳短波辐射吸取很少，绝大某些太阳辐射能透过大气而到达地面，使地面在白天能吸取大量太阳辐射能而升温。但大气中某些气体成分，如水汽、二氧化碳等，都能强烈地吸取地面放射长波辐射，并向地面发射大气逆辐射，使地面辐射能不致于大量逸出太空而散热过多，同步使地面接受辐射能增大(大气逆辐射)。因而对地面有增温或保暖效应，与玻璃温室能让太阳辐射透过而又制止散热保温效应相似，因此这种保暖效应被称为大气“温室效应”。6. 什么是地面有效
28、辐射？它强弱受哪些因子影响？举例阐明在农业生产中作用。答：地面有效辐射是地面放射长波辐射与地面所吸取大气逆辐射之差，它表达地面净损失长波辐射，其值越大，地面损失热量越多，夜晚降温越快。 影响因子有：(1)地面温度：地面温度越高，放射长波辐射越多，有效辐射越大。(2)大气温度：大气温度越高，向地面放射长波辐射越多，有效辐射越小。(3)云和空气湿度：由于大气中水汽是放射长波辐射重要气体，因此水汽、云越多，湿度越大，大气逆辐射就越大，有效辐射越小。(4)天气状况：晴朗无风天气条件下，大气逆辐射减小，地面有效辐射增大。(5)地表性质：地表越粗糙，颜色越深，越潮湿，地面有效辐射越强。(6)海拔高度：高度
29、增高，大气密度减小，水汽含量减少，使大气逆辐射减小，有效辐射增大。(7)风速：风速增大能使高层和低层空气混合，在夜间带走近地层冷空气，而代之以温度较高空气，地面就能从较暖空气中得到较多大气逆辐射，因而使有效辐射减小；而在白天风速增大可使有效辐射转向增大。 举例：由于夜间地面温度变化决定于地面有效辐射强弱，因此早春或晚秋季节夜间地面有效辐射很强时，引起地面及近地气层急剧降温，可浮现霜冻。 7. 试述到达地面太阳辐射光谱段对植物生育作用。答：太阳辐射三个光谱段是紫外线(0.150.4微米)、可见光(0.40.76微米)和红外线(0.764微米)。紫外线对植物生长发育重要起生化效应，对植物有刺激作用
30、，能增进种子发芽、果树果实色素形成，提高蛋白质和维生素含量以及抑制植物徒长和杀菌作用等。可见光重要起光效应，提供应绿色植物进行光合伙用光能，重要吸取红橙光区(0.60.7微米)和蓝紫光区(0.40.5微米)。红外线重要起热效应，提供植物生长热量，重要吸取波长为2.03.0微米红外线。 第三章 温度一、名词解释题： 1. 温度(气温)日较差：一日中最高温度(气温)与最低温度(气温)之差。 2. 温度(气温)年较差：一年中最热月平均温度(气温)与最冷月平均温度(气温)之差。 3. 日平均温度：为一日中四次观测温度值之平均。即 T平均 = (T02T08T14T20)4。 4. 候平均温度：为五日平均温度平均值。 5. 活动温度：高于生物学下限温度温度。 6. 活动积温：生物在某毕生育期(或全生育期)中，高于生物学下限温度日平均气温总和。 7. 有效温度：活动温度与生物学下限温度之差。 8.
