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答：由于空气受高大山体阻碍，沿着迎风坡绝热上升，按干绝热规律降温；到一定高度(凝结高度)时，空气达到饱和状态，然后按湿绝热规律上升降温，空气中水汽凝结，成云致雨。故迎风坡多云雨。

4. 比较季风与海陆风的异同。

答：季风与海陆风的比较可从下表中得到明显反映。 成因 范围 周期 强度 关系 季风 ①冬夏海陆热特性的差异 ②行星风带的季节性位移 距沿海几百至上千公里 年 东亚季风是冬季风强于夏季风 夏季风类似于海风 冬季风类似于陆风 海陆风 日夜海陆热特性的差异 仅距沿海几十公里 日 海风强于陆风

5. 分析焚风成因及其对农业生产有何影响？

答：焚风是由于气流遇到高大山脉阻挡被迫爬坡时，在山的迎风坡水汽凝结成云和雨，而在背风坡绝热下沉，温度升高，湿度下降而形成的一种干热风。初春的焚风可使积雪融化，利于灌溉，也可提早春耕，有利作物生长。夏末秋季的焚风可使谷物和水果早熟，提早收获。另一方面，焚风出现时，由于短时间内气温急剧升高，相对湿度迅速下降，使作物蒸腾加快，引起作物脱水枯萎，甚至死亡，造成作物减产或无收。强大的焚风还能引起森林火灾、旱灾、高山雪崩等。

6. 何谓大气活动中心？影响我国的有哪些？

答：由三圈环流模式所导出的地球表面的气压带和行星风带的分布均未考虑地表物理状况的影响。由于地球表面海陆性质的差异，气压带和风带发生断裂，形成性质各异的一个个气压中心，这些中心统称为大气活动中心。影响我国的大气活动中心夏半年有北太平洋高压和印度低压，冬半年有蒙古高压和阿留申低压。

五、综合论述题：

1. 试述东亚季风和南亚季风的形成过程和成因。

答：东亚季风和南亚季风虽然都出现在欧亚大陆上，但其形成原因和过程是不同的。东亚季风是由海陆间热力差异形成的。东亚位于世界上最大的大陆欧亚大陆的东部，东邻世界上最大的海洋太平洋。夏季大陆增暖快于海洋，陆地上气温比海洋上高，气压较海洋上低，陆地上为印度低压，海洋上为北太平洋高压，气压梯度由海洋指向陆地，形成了由海洋吹向陆地的夏季风，带来高温、多雨天气。冬季陆地上降温快于海洋，陆地上温度低，气压高，为蒙古高压，海洋上为阿留申低压，气流由陆地吹向海洋，形成了寒冷干燥的冬季风。东亚的特殊海陆分布使它成为世界上季风最发达、最明显的地区之一。南亚季风是由行星风带的季节性位移造成的。冬季南亚为东北信风区，夏季，赤道低压带北移，南半球的东南信风越过赤道后变成西南风，影响南亚地区。由于东北信风来自干燥的高纬内陆，吹冬季风期间就成为南亚的旱季，而西南风(即夏季风)来自低纬广大的海洋上，高温高湿，它的到来即标志着南亚雨季的开始。

2. 实际大气中的风是在哪几种力作用下产生的？各自所起的作用如何？

答：实际大气中的风是在水平气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力和摩擦力四个力的作用下产生的。水平气压梯度力是使空气开始运动的原始动力，只要有温度差就会有气压差、气

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压梯度，由此产生气压梯度力，空气就可以开始运动，而且气压梯度的方向就是空气开始运动的方向。地转偏向力是由于地球自转而产生的，是一种假想的力。在北半球，它永远偏于运动方向的右面，只能改变运动的方向，不能改变运动的速度，且随纬度的增高而增大，赤道上为零，极地最大，因此，在低纬度地区，地转偏向力常可忽略不计。当空气运动的轨迹是曲线时，要受到惯性离心力的作用，这个力由曲率中心指向外围，大小与风速成正比，与曲率半径成反比。在多数情况下，这个力数值很小，仅在龙卷风、台风中比较明显。摩擦力总是阻碍空气的运动，既存在于空气与下垫面之间(外摩擦)，也存在于不同运动速度的空气层之间(内摩擦)。摩擦力一般在摩擦层(2km以下的大气层)比较重要，且越近地面摩擦力越大，在2km以上的自由大气中可忽略不计。

六、计算题：

1. 一登山运动员，从海拔500m，气温为25℃处开始登山。当他到达高度Z1 处时，气压比出发时减少了1/5，气温为13℃。他继续往上走，到Z2 处时，气压比Z1 处又减少了1/5，气温为-1℃。试问Z1 、Z2 处的海拔高度各为多少？

解：已知开始登山时Z0 =500m， t0 =25℃， 到Z1 高度t1 =13℃，Z2 处t2 =-1℃ 设开始登山时的气压为P0，

则Z1 处气压P1 =(1-1/5)P0=4/5Po， Z2 处气压为P2 =4/5P1 由拉普拉斯压高公式得：

Z1 -Zo =18400(1+αtm)1gP0 /P1

Z1 =500+18400[1+1/273×(25+3)/2]1g[P0 /(4/5P0 )] =2407m

Z2 =2407+18400[1+1/273×(13-1)/2]1g[P1 /(4/5P1 )] =4229m

答：Z1 、Z2 处的海拔高度分别为2407m和4229m。

2. 一块温度为20℃、露点温度为15℃的空气从海平面开始翻越一座2500m的高山， 忽略空气作绝热变化时露点温度的变化，试计算该空气块翻山后到达背风坡海平面时的温度、露点温度和相对湿度(取湿绝热直减率rm=0.5℃/100m)。 解：已知山脚时t=20℃， td=15℃， 山高2500m 当空气块刚开始越山时，按rd上升，

到500m高度处下降了5℃，气温为15℃。此时空气达到饱和，即凝结高度为500m。 由500m向上，按rm上升，

到山顶时的气温为t=15-(2500-500)×0.5/100=5℃，

此时空气仍为饱和状态，水汽压等于5℃下的饱和水汽压，查表得：e =Et=5 =8.7hPa 空气块下降时，气温按rd增加，到山脚时的气温为 t=5+2500×1/100=30℃

若设下降过程中没有水汽的损失，到山脚时的水汽压仍为山顶时的水汽压。 e=8.7hPa， td=5℃

U=e/E×100%=8.7/42.5×100%=20.5%

答：到山脚时的温度、露点温度、相对湿度分别为30℃，5℃和20.5%。

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3.某时刻在武汉（30°N）高空500hPa的高度上气温为-3.0℃，气压从南向北每1km降低0.01hPa，若不考虑摩擦力的影响，试求风向风速（已知干空气的比气体常数为287J·K-1 ·kg-1 ，地球自转角速度为7.2921×10-5 s-1 ）。 解：已知 φ=30°,P=500hPa, T=-3.0℃=(273-3)K=270K, dp/dn=0.01hPa/km=0.001Pa/m,

R=287J·K-1 ·kg-1 ，ω=7.2921×10-5 s-1

空气密度 ρ=P/(RT)=500×100/(287×270)=0.64524kg/m3 气压梯度力的大小为 |G|=dp/dn/ρ=0.0015498N/kg

高空风为气压梯度力与地转偏向力达平衡时的地转风，即 |G|=2ωVsinφ

所以风速为 V=|G|/(2ωsinφ)=0.0015498/(2×7.2921×10-5×sin30°)=21.3m/s 根据风压定律，风速为西风（即自西吹向东）。

4.某时刻在武汉（30°N）海平面高度上气压为1000hPa，气温为7.0℃，气压从南向北每1km降低0.01hPa，空气与地面之间外摩擦力的摩擦系数k=5×10-5N/(m·s-1)，试求风向风速（已知干空气的比气体常数为287J·K-1 ·kg-1 ，地球自转角速度为7.2921×10-5 s-1 ）。

解：请参照教材P130的图5.15理解此题的求解过程。 已知 φ=30°,P=1000hPa, T=7.0℃=(273+7)K=280K, dp/dn=0.01hPa/km=0.001Pa/m,

R=287J·K-1 ·kg-1 ，ω=7.2921×10-5 s-1 , k=5×10-5N/(m·s-1)

空气密度 ρ=P/(RT)=1000×100/(287×280)=1.2444kg/m3 水平气压梯度力的大小为 |G|=dp/dn/ρ=0.0008036N/kg

因为在摩擦层，地转偏向力与外摩擦力的合力与水平气压梯度力达平衡。 由题意，外摩擦力为R=-kV

因为地转偏向力与风速方向垂直，而外摩擦力与风速的方向相反，因此地转偏向力与外摩擦力的方向垂直。设地转偏向力与外摩擦力的合力为F，根据力的合成的平行四边形法则，应有

F2=R2+A2=(-kV)2+(2ωVsinφ)2

因地转偏向力与外摩擦力的合力与水平气压梯度力达平衡，即 |G|=|F| 也即

因此可解得风速为

求风向：设风与等压线之间的交角为α，由前述分析可知， sinα=|R|/|F|=kV/|F|

所以 α=arcsin0.565505=34.4°

即风向为西偏南34.4°，也就是风向着东偏北34.4°的方向吹。

对照3、4两题可知，与高空自由大气相比较，摩擦层中风向与等压线之间有一交角，向着低压的方向偏转，且在相同的气压梯度的条件下，风速也比自由大气中要小。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 第六章 天气

一、名词解释题：

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1. 天气：一定地区短时间内各种气象要素的综合所决定的大气状态。 2. 天气过程：各种天气系统随时间和空间的变化过程。

3. 气团：大范围内水平方向上各种物理属性比较均匀，铅直方向上变化比较一致的大块空气。

4. 暖锋：由暖气团推动冷气团并向冷气团一方移动的锋。 5. 冷锋：由冷气团推动暖气团并向暖气团一方移动的锋。

6. 静止锋：当冷暖气团相遇时，势均力敌，或由于地形的阻滞作用，移动缓慢或在原地来回摆动的锋。

7. 气旋：又称低压，是一个中心气压低，四周气压高的空气涡旋。在北半球，气旋内气流反时针自外向内辐合。

8. 反气旋：又称高压，是一个中心气压高，四周气压低的空气涡旋。在北半球，反气旋内气流顺时针自内向外辐散。

9. 霜冻：在作物生长季节里，由于土壤表面、植物表面以及近地表气层的温度降低到0℃以下，引起作物遭受的冻害。

10. 平流霜冻：由于寒潮或较强冷空气入侵而出现的霜冻。

11. 寒露风：我国南方双季晚稻抽穗开花时所遇到的低温冷害天气。

12. 寒潮：是指势力强大的冷高压南下，使所到之处产生剧烈降温、冻害和偏北大风的天气过程。国家气象局对寒潮的一般定量标准：一次冷空气入侵，使该地气温在24小时内下降10℃以上，同时最低温度在5℃以下。 13. 干旱：是指在农业技术水平不高的条件下，作物需水量与土壤供水量在相当长时间内失去平衡，使作物生长发育受到危害，造成产量下降的灾害性天气。 14. 干热风：是指高温、低湿，并伴有一定风力的大气干旱。

15. 梅雨：平均每年6月上旬至7月中旬，我国宜昌以东的江淮地区，出现的阴雨连绵天气，此时正值江淮梅子成熟，故称这时期的降水为梅雨。 二、填空题：

1. 一气团移往某地后，本身温度逐渐升高，这个气团被称为 (1) 气团。冬季影响我国的主要气团是 (2) 、 (3) ，夏季除此之外还有 (4) 、 (5) 。 2. 在 (6) 系统长期稳定控制下易发生干旱。按季节划分，长江中下游的干旱主要有 (7) 和 (8) 。

3. 我国寒潮的标准是：一次冷空气入侵，使当地气温在24小时内下降 (9) 以上，同时最低温度在 (10) 以下。寒潮的主要特点是 (11) 和 (12) 。

4. 按成因，霜冻分为 (13) 、 (14) 和 (15) 三类，每年的终霜冻是 (16) 季的 (17) 次霜冻。

5. 影响我国东南沿海的台风，主要取 (18) 、 (19) 和 (20) 路径。 6. 长江中下游(或湖北省)梅雨出现时间一般在 (21) ，副高脊线位于 (22) °N附近，梅雨区出现在副高的 (23) 。

7. 干热风的主要特征是 (24) ， (25) 并伴有 (26) 的大气干旱。危害华中地区的主要是 (27) ，危害华北的是 (28) 。

8. 静止锋的形成是因 (29) 和 (30) 相遇时势均力敌，或受 (31) 阻滞，而使锋面在原地少动或来回摆动，产生降水的时间 (32) ，范围 (33) 。 9. 在北半球中纬度地区，高空槽、脊移动方向是自 (34) 向 (35) ，槽前脊后盛吹 (36) 风，附近有 (37) 气流，天气多 (38) 。

10. 台风的天气区由 (39) ， (40) ， (41) 三部分组成，其中 (42) 天气最恶劣。

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