气象学复习模拟练习题(2)

2019-03-30试题

第二节 大气水分与降水

1、空气中水汽含量与温度的关系?(P102)

  空气中水汽含量与温度关系密切。温度一定时,单位体积空气中容纳的水汽量有一定的限度,达到这个限度,空气呈饱和状态,称为饱和空气。饱和空气的水汽压,称为饱和水汽压(E),也叫最大水汽压,超过这个限度水汽就开始凝结。饱和水汽压随温度升高而增大。若没有达到饱和水汽压,则可以用降温和增加水汽的方法达到饱和水汽压。

2、简述露点温度。(P103)

  一定质量的湿空气,若气压保持不变而令其冷却,则饱和水汽压E随温度降低而减小。当E=e时,空气达到饱和。湿空气等压降温达到饱和的温度就是露点温Td ,简称露点。 露点完全由空气的水汽压决定,气压一定时它是等压冷却过程的保守量。空气一般未饱和,故露点常比气温低。空气饱和时露点和气温相等。根据露点差即气温T和露点Td之差,可大致判断空气的饱和程度。饱和空气T-Td=0;未饱和空气T-Td>0;T-Td差值越大说明相对湿度越低。气温降低到露点是水汽凝结的必要条件。

3、大气降温的过程包括哪四种?(P105-106)

  ①绝热冷却:

  空气上升时,气压随高度升高而降低,因绝热膨胀而冷却,可使气温迅速降低,在较短时间内引起凝结现象,形成中雨或大雨。空气上升愈快冷却也愈快,凝结过程也愈强烈。这种绝热冷却是引起水汽凝结或凝华的最重要的过程,大气中很多凝结现象是绝热冷却的产物。

  ②辐射冷却:

  地球表面或大气系统在接受辐射小于自身发射辐射的情况下所产生的温度降低的过程,称为辐射冷却。空气本身因向外放散热量而冷却。近地面夜间除空气本身的辐射冷却外,还受到地面辐射冷却的作用,使气温不断降低。如水汽较充沛,就会发生凝结。辐射冷却过程一般较缓慢,水汽凝结量不多,只能形成露、霜、雾、层状云或小雨。

  ③平流冷却:

  由冷空气或暖空气的水平运动所造成的地面或近地气层的降温,称为平流冷却。较暖的空气经过冷地面,由于不断把热量传给冷的地表造成空气本身冷却。如果暖空气与冷地表温度相差较大,暖空气温度降低至露点或露点以下时,就可能产生凝结。 ④混合冷却:

  交替使用的自然冷却和强迫冷却来带走热量的冷却方法,称为混合冷却。温度相差较大且接近饱和的两团空气混合时,混合后气团的平均水汽压可能比混合前气团的饱和水汽压大,多余的水汽就会凝结。

4、云滴增长的两个过程。(P110-111)

  ①云滴凝结(凝华)增长:

  在云的发展阶段,云体上绝热冷却,或不断有水汽输入,使云滴周围的实际水汽压大于其饱和水汽压,云滴就会因水汽凝结或凝华而逐渐增大。当水滴和冰晶共存时,在温度相同条件下,由于冰面饱和水汽压小于水面饱和水汽压,水滴将不断蒸发变小,而冰晶则不断凝华增大,这种过程称为冰晶效应(如图3-16);大小或冷暖不同的水滴在云中 共存时,也会因饱和水汽压不同而使小或暖的水滴不断蒸发变小,大或冷的水滴不断凝结增大。

  ②云滴的冲并增长:

  云滴大小不同,相应具有不同的运动速度。云滴下降时,个体大的降落快,个体小的降落慢,于是大云滴将“追上”小云滴,碰撞合并成为更大的云滴。

  云滴增大,横截面积变大,下降过程中又能冲并更多的小云滴。云中含水量愈大,云滴大小愈不均匀,相互冲并增大愈迅速。低纬度地区云中出现冰水共存机会不多,所以对气温>0℃的暖云降水而言,云滴冲并增大显得尤为重要。

5、影响饱和水汽压的因素。(思考题)

  ①蒸发面的温度:

  饱和水汽压随温度的升高而按指数规律迅速增大。

  ②蒸发面的性质(水面、冰面、溶液面):

  a.冰面和过冷却水面的饱和水汽压仍随温度升高而按指数规律变化。

  b.溶液面的饱和水汽压小于纯水面的饱和水汽压;溶液浓度越大,饱和水汽压越小。 ③蒸发面的形状(平面、凹面、凸面):

  a.温度相同时,凸面的饱和水汽压最大,平面次之,凹面最小。

  b.凸面的曲率越大,饱和水汽压愈大;凹面的曲率愈大,饱和水汽压愈小。

  c.大水滴曲率小,饱和水汽压小;小水滴曲率大,饱和水气压大;从而出现大水滴“吞并”小水滴现象。

6、降水的类型有哪些?(P111-112)

  有四种:①对流雨 ②地形雨 ③锋面(气旋)雨 ④台风雨

7、台风的形成条件有哪些?台风形成的地区?台风影响我国的情况?台风的结构包括什么?

  (1)台风形成的(必要)条件:

  ①要有广阔的高温洋面。

  海水温度要高于26.5℃,而且深度要有60米深。台风需要消耗的巨大的能量只有广阔的热带海洋释放出的潜热才能供应。另外,台风周围旋转的强风,会引起中心附近60米深的海水发生翻腾,为了确保海水翻腾中海面温度始终高于26.5℃,暖水层的厚度必须达60米。

  ②要有合适的流场。

  台风的形成需要强烈的上升运动。合适的流场(如东风波,赤道辐合带)易产生热带弱气旋,热带弱气旋气压中间低外围高,促使气流不断向气旋中心辐合并作上升运动;上升过程中水汽凝结释放出巨大的潜热,形成暖心补给台风能量,并使上升运动越来越强。

  ③要有足够大的地转偏向力。

  如果辐合气流直达气旋中心发生空气堆积阻塞,则台风不能形成。足够大的地转偏向力使辐合气流很难直接流进低气压中心,而是沿着中心旋转,使气旋性环流加强。赤道的地转偏向力为零,向两极逐渐增大,故台风发生地点大约离开赤道5个纬距以上,在5-20度之间。

  ④气流铅直切变要小,即高低空风向风速相差不大。

  如果高低空风速相差过大,潜热会迅速平流出去,不利于台风暖心形成和维持。纬度大于20度的地区,高层风很大,不利于增暖,台风不易出现。

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