2017年世界氣象日氣象學(xué)試題附答案
每年的3月23日是“世界氣象日”，由世界氣象組織于1960年6月確定。氣象是指大氣的狀態(tài)和現(xiàn)象，如冷、熱、干、濕、風(fēng)、云、雨、雪等。以下是小編為大家搜索整理的2017年世界氣象日氣象學(xué)試題附答案，希望能給大家?guī)韼椭?更多精彩內(nèi)容請(qǐng)及時(shí)關(guān)注我們應(yīng)屆畢業(yè)生考試網(wǎng)!
第一章 大氣
一、名詞解釋題：
1. 干潔大氣：除去了水汽和各種懸浮的固體與液體微粒的純凈大氣，稱為干潔大氣。
2. 下墊面：指與大氣底部相接觸的地球表面，或墊在空氣層之下的界面。如地表面、海面及其它各種水面、植被表面等。
3. 氣象要素：構(gòu)成和反映大氣狀態(tài)的物理量和物理現(xiàn)象，稱氣象要素。主要包括氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)、云、能見度、降水、輻射、日照和各種天氣現(xiàn)象等。
二、填空題 (說明：在有底線的數(shù)字處填上適當(dāng)內(nèi)容)
1. 干潔大氣中，按容積計(jì)算含量最多的四種氣體是： 、氬和 。
2. 大氣中臭氧主要吸收太陽輻射中的。
3. 大氣中二氧化碳和水汽主要吸收 輻射。
4. 近地氣層空氣中二氧化碳的濃度一般白天比晚上 ，夏天比冬天 。
是大氣中唯一能在自然條件下發(fā)生三相變化的成分，是天氣演變的重要角色。
6. 根據(jù)大氣中 的鉛直分布，可以把大氣在鉛直方向上分為五個(gè)層次。
7. 在對(duì)流層中，溫度一般隨高度升高而。
8. 大氣中對(duì)流層之上的一層稱為層，這一層上部氣溫隨高度增高而 。
9. 根據(jù)大氣中極光出現(xiàn)的最大高度作為判斷大氣上界的標(biāo)準(zhǔn)，大氣頂約高 千米。 答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外線 (5)長(zhǎng)波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)溫度
(10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200
三、判斷題： (說明：正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
1. 臭氧主要集中在平流層及其以上的大氣層中，它可以吸收太陽輻射中的紫外線。
2. 二氧化碳可以強(qiáng)烈吸收太陽輻射中的紫外線，使地面空氣升溫，產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。
3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年減少。
4. 地球大氣中水汽含量一般來說是低緯多于高緯，下層多于上層，夏季多于冬季。
5. 大氣在鉛直方向上按從下到上的順序，分別為對(duì)流層、熱成層、中間層、平流層和散逸層。
6. 平流層中氣溫隨高度上升而升高，沒有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。
7. 熱成層中空氣多被離解成離子，因此又稱電離層。
答案：1.對(duì)，2.錯(cuò)，3.錯(cuò)，4.對(duì)，5.錯(cuò)，6.對(duì)，7.對(duì)。
四、問答題：
1. 為什么大氣中二氧化碳濃度有日變化和年變化?
答：大氣中的二氧化碳是植物進(jìn)行光合作用的重要原料。植物在太陽輻射的作用下，以二氧化碳和水為原料，合成碳水化合物，因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳;同時(shí)，由于生物的呼吸，有機(jī)物的分解以及燃燒化石燃料等人類活動(dòng)，又要產(chǎn)生大量的二氧化碳。這樣就存在著消耗和產(chǎn)生二氧化碳的兩種過程。一般來說，消耗二氧化碳的光合作用只在白天進(jìn)行，其速度在大多數(shù)地區(qū)是夏半年大，冬半年小;而呼吸作用等產(chǎn)生二氧化碳的過程則每時(shí)每刻都在進(jìn)行。所以這兩種過程速度的差異在一天之內(nèi)是不斷變化的，在一年中也隨季節(jié)變化，從而引起二氧化碳濃度的日變化和年變化。
在一天中，從日出開始，隨著太陽輻射的增強(qiáng)，植物光合速率不斷增大，空氣中的二氧化碳濃度也隨之不斷降低，中午前后，植被上方的二氧化碳濃度達(dá)最低值;午后，隨著空氣溫度下降，光合作用減慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗減少;日落后，光合作用停止，而呼吸作用仍在進(jìn)行，故近地氣層中二氧化碳濃度逐漸增大，到第二天日出時(shí)達(dá)一天的最大值。
在一年中，二氧化碳的濃度也主要受植物光合作用速率的影響。一般來說，植物夏季生長(zhǎng)最旺，光合作用最強(qiáng)，秋季最弱。因此二氧化碳濃度秋季最小，春季最大。
此外，由于人類燃燒大量的化石燃料，大量的二氧化碳釋放到空氣中，因而二氧化碳濃度有逐年增加的趨勢(shì)。
2. 對(duì)流層的主要特點(diǎn)是什么?
答：對(duì)流層是大氣中最低的一層，是對(duì)生物和人類活動(dòng)影響最大的氣層。對(duì)流層的主要特點(diǎn)有：(1)對(duì)流層集中了80%以上的大氣質(zhì)量和幾乎全部的水汽，是天氣變化最復(fù)雜的層次，大氣中的云、霧、雨、雪、雷電等天氣現(xiàn)象，都集中在這一氣層內(nèi);
(2) 在對(duì)流層中， 氣溫一般隨高度增高而下降， 平均每上升100米， 氣溫降低0.65℃，在對(duì)流層頂可降至-50℃至-85℃;
(3) 具有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)和亂流運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了氣層內(nèi)的能量和物質(zhì)的交換;
(4) 溫度、濕度等氣象要素在水平方向的分布很不均勻，這主要是由于太陽輻射隨緯度變化和地表性質(zhì)分布的不均勻性而產(chǎn)生的。
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第二章 輻射
一、名詞解釋題：
1. 輻射：物體以發(fā)射電磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由輻射所傳輸?shù)哪芰糠Q為輻射能，有時(shí)把輻射能也簡(jiǎn)稱為輻射。
2. 太陽高度角：太陽光線與地平面的交角。是決定地面太陽輻射通量密度的重要因素。在一天中，太陽高度角在日出日落時(shí)為0，正午時(shí)達(dá)最大值。
3. 太陽方位角：太陽光線在地平面上的投影與當(dāng)?shù)刈游缇�的交角。以正南為0，從正南順時(shí)鐘向變化為正，逆時(shí)針向變化為負(fù)，如正東方為-90°，正西方為90°。
4. 可照時(shí)間：從日出到日落之間的時(shí)間。
5. 光照時(shí)間：可照時(shí)間與因大氣散射作用而產(chǎn)生的曙暮光照射的時(shí)間之和。
6. 太陽常數(shù)：當(dāng)?shù)厍蚓嗵枮槿盏仄骄嚯x時(shí)，大氣上界垂直于太陽光線平面上的太陽輻射能通量密度。其值為1367瓦•米-2。
7. 大氣質(zhì)量數(shù)：太陽輻射在大氣中通過的路徑長(zhǎng)度與大氣鉛直厚度的比值。
8. 直接輻射：以平行光線的形式直接投射到地面上的太陽輻射。
9. 總輻射：太陽直接輻射和散射輻射之和。
10. 光合有效輻射：綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，能被葉綠素吸收并參與光化學(xué)反應(yīng)的太陽輻射光譜成分。
11. 大氣逆輻射：大氣每時(shí)每刻都在向各個(gè)方向放射長(zhǎng)波輻射，投向地面的大氣輻射，稱為大氣逆輻射。
12 . 地面有效輻射：地面輻射與地面吸收的大氣逆輻射之差，即地面凈損失的長(zhǎng)波輻射。
13. 地面輻射差額：某時(shí)段內(nèi)，地面吸收的總輻射與放出的有效輻射之差。
二、填空題：
1. 常用的輻射通量密度的單位是 (1) 。
2. 不透明物體的吸收率與反射率之和為 (2) 。
3. 對(duì)任何波長(zhǎng)的輻射，吸收率都是1的物體稱為 (3) 。
4. 當(dāng)絕對(duì)溫度升高一倍時(shí)，絕對(duì)黑體的總輻射能力將增大 (4) 倍。
5. 如果把太陽和地面都視為黑體，太陽表面絕對(duì)溫度為6000K，地面溫度為300K，則太陽表面的輻射通量密度是地表面的 (5) 倍。
6. 絕對(duì)黑體溫度升高一倍時(shí)，其輻射能力最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)就變?yōu)樵瓉淼?(6) 。
7. 太陽赤緯在春秋分時(shí)為 (7) ，冬至?xí)r為 (8) 。
8. 上午8時(shí)的時(shí)角為 (9) ，下午15時(shí)的時(shí)角為 (10) 。
9. 武漢(30°N)在夏至、冬至和春秋分正午時(shí)的太陽高度角分別為 (11) ， (12) 和 (13) 。
10. 冬半年，在北半球隨緯度的升高，正午的太陽高度角 (14) 。
11. 湖北省在立夏日太陽升起的方位是 (15) 。
12. 在六月份，北京的可照時(shí)間比武漢的 (16) 。
13. 在太陽直射北緯10°時(shí)，北半球緯度高于 (17) 的北極地區(qū)就出現(xiàn)極晝。
14. 由冬至到夏至，北半球可照時(shí)間逐漸 (18) 。
15. 光照時(shí)間延長(zhǎng)，短日照植物的發(fā)育速度就會(huì) (19) 。
16. 在干潔大氣中，波長(zhǎng)較短的輻射傳播的距離比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的輻射傳播距離 (20) 。
17. 隨著太陽高度的降低，太陽直接輻射中長(zhǎng)波光的比 (21) 。
18. 地面溫度越高，地面向外輻射的能量越 (22) 。
19. 地面有效輻射隨空氣濕度的增大而 (23) ，隨地面與空氣溫度之差的增大而 (24) ，隨風(fēng)速的增大而 (25) 。
20. 地面吸收的太陽總輻射與地面有效輻射之差稱為 (26) 。
答案： (1)瓦.米-2
; (2)1; (3)絕對(duì)黑體; (4)15; (5)160000; (6)二分之一; (7)0°;(8)-23°27';
(9)-60°; (10)45°; (11)83°27'; (12)36°33';
(13)60°; (14)減小; (15)東偏北; (16)長(zhǎng); (17)80°;
(18)延長(zhǎng); (19)減慢; (20)短;(21)增加; (22)多; (23)減小; (24)增大; (25)減小; (26)地面輻射差額。
三、選擇題：(說明：在四個(gè)答案中，只能選一個(gè)正確答案填入空格內(nèi)。)
1. 短日照植物南種北引，生育期將________。
A. 延長(zhǎng); B.縮短;
C. 不變; D.可能延長(zhǎng)也可能縮短。
2. 晴朗的天空呈藍(lán)色，是由于大氣對(duì)太陽輻射中藍(lán)紫色光________較多的結(jié)果。
A. 吸收; B. 散射; C. 反射; D.透射。
3. 對(duì)光合作用有效的輻射包含在________中。
A. 紅外線; B. 紫外線;
C. 可見光; D. 長(zhǎng)波輻射。
4. 在大氣中放射輻射能力最強(qiáng)的物質(zhì)是________。
A. 氧; B. 臭氧;
C. 氮; D. 水汽、水滴和二氧化碳。
5. 當(dāng)?shù)孛嬗行л椛湓龃髸r(shí)，夜間地面降溫速度將____。
A. 加快; B. 減慢; C. 不變; D. 取決于氣溫。
答案： 1. A; 2. B; 3. C; 4. D;5. A。
四、判斷題：
1. 對(duì)絕對(duì)黑體，當(dāng)溫度升高時(shí)，輻射能力最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)將向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。
2. 在南北回歸線之間的地區(qū)，一年有兩次地理緯度等于太陽赤緯。
3. 時(shí)角表示太陽的方位,太陽在正西方時(shí),時(shí)角為90°。
4. 北半球某一緯度出現(xiàn)極晝時(shí)，南半球同樣的緯度上必然出現(xiàn)極夜。
5. 白天氣溫升高主要是因?yàn)榭諝馕仗栞椛涞木壒省?/p>
6. 光合有效輻射只是生理輻射的一部分。
7. 太陽直接輻射、散射輻射和大氣逆輻射之和稱為總輻射。
8. 地面輻射和大氣輻射均為長(zhǎng)波輻射。
9. 對(duì)太陽輻射吸收得很少的氣體，對(duì)地面輻射也必然很少吸收。
10. 北半球熱帶地區(qū)輻射差額晝夜均為正值，所以氣溫較高。
答案： 1. 錯(cuò); 2. 對(duì); 3. 錯(cuò); 4. 對(duì); 5. 錯(cuò); 6. 對(duì); 7. 錯(cuò); 8. 對(duì); 9.錯(cuò); 10. 錯(cuò)。
五、計(jì)算題
1. 任意時(shí)刻太陽高度角的計(jì)算
根據(jù)公式Sinh=sinφsinδ+cosφcosδcosω
大致分三步進(jìn)行：
(1) 計(jì)算時(shí)角ω，以正午時(shí)為0°，上午為負(fù)，下午為正，每小時(shí)15°;如以“度”為單位，其計(jì)算式是ω=(t-12)×15°其中t為以小時(shí)為單位的時(shí)間;如以“弧度”為單位，則ω=(t-
12)×2π/24建議計(jì)算時(shí)以角度為單位。
(2) 計(jì)算sinh值(所需的δ值可從教材附表3中查到，考試時(shí)一般作為已知條件給出)。
(3) 求反正弦函數(shù)值h，即為所求太陽高度角。
例：計(jì)算武漢(30°N)在冬至日上午10時(shí)的太陽高度角。
解：上午10時(shí)：ω=(t-12)×15°=(10-12)×15°=-30°
冬至日：δ=-23°27' 武漢緯度：φ=30°
∴sinh = sin30°sin(-23°27')+cos30°cos(-23°27')cos(-30°)=0.48908
h=29°17'
2. 正午太陽高度角的計(jì)算
根據(jù)公式：
h=90°-φ+δ
進(jìn)行計(jì)算;特別應(yīng)注意當(dāng)計(jì)算結(jié)果h>90°時(shí)，應(yīng)取補(bǔ)角(即用180°-h作為太陽高度角)。 也可根據(jù)
h=90°-|φ-δ|
進(jìn)行計(jì)算，就不需考慮取補(bǔ)角的問題(建議用后一公式計(jì)算)。還應(yīng)注意對(duì)南半球任何地區(qū)，φ應(yīng)取負(fù)值;在北半球?yàn)槎肽?秋分至春分)時(shí)，δ也取負(fù)值。
例 計(jì)算當(dāng)太陽直射20°S時(shí)(約11月25日)在40°S的正午太陽高度角。
解：已知φ= -40°(在南半球) δ=-20°
∴h=90°-(-40°)+(-20°)=110°
計(jì)算結(jié)果大于90°，故取補(bǔ)角，
太陽高度角為：h=180°-110°=70°
也可用上述后一公式直接得
h=90°-|φ-δ| = 90°-|-40°-(-20°)|=70°
3. 計(jì)算可照時(shí)間
大致分三步：
(1) 根據(jù)公式： cosω0 = -tgφtgδ 計(jì)算cosω0 的值。
(2) 計(jì)算反余弦函數(shù)值ω0 ，得日出時(shí)角為-ω0 ，日落時(shí)角為+ω0
(3) 計(jì)算可照時(shí)間2ω0 /15°(其中ω0 必須以角度為單位)。
例 計(jì)算11月25日武漢的可照時(shí)間。
解：由附表3可查得δ=-20°，武漢緯度φ=30°
cosω0 =-tgφtgδ=-tg30°tg(-20°)=0.210138
ω0 =77.87°
即：日出時(shí)角為-77.87°(相當(dāng)于真太陽時(shí)6時(shí)49分)，
日落時(shí)角為77.87°(相當(dāng)于真太陽時(shí)17時(shí)11分)。
∴ 可照時(shí)間=2ω0/15°=2×77.87°/15°=10.38小時(shí)
4. 計(jì)算水平面上的太陽直接輻射通量密度
根據(jù)公式： Rsb=Rsc•am sinh
大致分三步進(jìn)行計(jì)算：
(1) 計(jì)算太陽高度角的正弦sinh (參看第1，2兩部分)。
(2) 計(jì)算大氣質(zhì)量數(shù)，一般用公式 m=1/sinh
(3) 計(jì)算Rsb
例1 計(jì)算北京(取φ=40°N)冬至日上午10時(shí)水平面上的太陽直接輻射通量密度(設(shè)Rsc=1367瓦•米-2 ，a=0.8)。
解：已知φ=40°,δ=-23°27'(冬至日)，ω=-30°
sinh=sin40°sin(-23°27') + cos40°cos(-23°27') cos(-30°)=0.352825
m=1/sinh=1/0.352825=2.8343
∴Rsb=Rsc•am sinh=1367×0.82.8343×0.352825=256.25 (瓦•米-2 )
例2 計(jì)算武漢(φ為30°N)在夏至日正午時(shí)的太陽直接輻射通量密度(已知a=0.8)。 解：已知φ=30°，δ=23°27'，
正午太陽高度角為h=90°-φ-δ=90°-30°-23°27'=83°27'
m=1/sinh=1.00657
Rsb=Rsc•am sinh=1367×0.81.00657 ×sin83°27'=1084.87 (瓦•米-2)
例3 當(dāng)太陽直射南半球緯度18°時(shí)，試求我國緯度42°處地面上正午時(shí)的直接輻射通量密度(已知大氣透明系數(shù)為0.7，太陽常數(shù)為1367瓦•米-2)。
解：已知φ=42° δ=-18° a=0.7
正午時(shí)：h=90°-φ+δ=90°-42°-18°=30°
m=1/sinh=1/sin30°=2
Rsb=Rsc•am sinh=1367×(0.7)2 sin30°=334.9 (瓦•米-2 )
5. 計(jì)算坡面的太陽直接輻射通量密度
坡面上的直接輻射通量密度計(jì)算式為：
Rsb坡=Rsc•am sinα
其中α為太陽光線與坡面的夾角。
Rsb坡的計(jì)算步驟與上述水平面上Rsb的計(jì)算類似，但在第2步(計(jì)算m)后，應(yīng)確定夾角α。
例1 計(jì)算武漢(φ為30°N)冬至日坡度為20°的南坡和北坡在正午時(shí)的太陽直接輻射通量密度(設(shè)透明系數(shù)a=0.8)。
解：已知φ=30°，δ=-23°27'，正午太陽高度角為：h=90°-|φ-δ|=90°-|30°-(-23°27')|=36°33' m=1/sinh=1/sin36°33'=1.6792(注意：此處計(jì)算m時(shí)不能用α代替h)。
對(duì)于南坡，正午時(shí)α=h+坡度=36°33'+20°=56°33'
Rsb南坡=Rsc•am sinα=1367×0.81.6792 ×sin56°33'=784.14 (瓦•米-2 )
對(duì)于北坡，正午時(shí)α=h-坡度=36°33'-20°=16°33'(如果北坡坡度大于h時(shí)則無直射光，即 Rsb北坡 =0)
Rsb北坡=Rsc•am sinα=1367×0.81.6792 ×sin16°33'=267.71 (瓦•米-2 )
由此題可知冬季南坡暖而北坡冷的一個(gè)重要原因在于Rsb南坡和Rsb北坡的差別。
例2 在46.5°N的某地欲蓋一朝南的玻璃溫室，為了減小反射損失，要使冬至日正午時(shí)太陽直接光線垂直于玻璃面，試問玻璃面與地平面的夾角應(yīng)是多少?冬至日正午時(shí)到達(dá)玻璃面上的直接輻射通量密度為多少(已知太陽常數(shù)為1367瓦/米2 ，透明系數(shù)為0.8)? 解：已知φ=46.5°，δ=-23.5°，a=0.8
(1) h=90°-φ+δ=90°-46.5°-23.5°=20°
m=1/sinh=1/sin20°=2.923804
玻璃面與地平面的夾角β=90°-h = 90°-20°= 70°
(2) 玻璃面上的直接輻射通量密度為
Rsb坡=Rsc•am sinα =1367×(0.8)2.923804 ×sin90°=711.9 (瓦•米-2 )
例3 在北緯36.5°處有一座山，其南北坡的坡度為30°，試求冬至日正午時(shí)水平地面上及南北坡面上的太陽直接輻射通量密度(設(shè)大氣透明系數(shù)為0.8， 太陽常數(shù)為1367瓦•米-2) 。 解：已知φ=36.5°，δ=-23.5°，a=0.8，坡面坡度β=30°
h=90°-φ+δ=90°-36.5°+(-23.5°)=30°
m=1/sinh=1/sin30°=2
水平地面上直接輻射能量密度Rsb=Rsc•am sinh =1367×(0.8)2×sin30°=437.4 (瓦•米-2 ) 南坡：Rsb南坡=Rsc•am sinα=Rsc•am sin(h+β)=1367×(0.8)2 ×sin60°= 757.7(瓦•米-2 ) 北坡：Rsb北坡=Rsc•am sinα=Rsc•am sin(h-β)=Rsc•am sin0°=0
由此題可知，一般來說冬季正午南坡上的太陽直接輻射最強(qiáng)，而對(duì)坡度大于太陽高度角的北坡，則無太陽直接輻射。所以南坡為溫暖的陽坡，北坡為陰冷的陰坡。
六、問答題：
1. 太陽輻射與地面輻射的異同是什么?
答：二者都是以電磁波方式放射能量;二者波長(zhǎng)波不同，太陽輻射能量主要在0.15~4微米，包括紫外線、可見光和紅外線，能量最大的波長(zhǎng)為0.48微米。地面輻射能量主要在3~80微米，為紅外線，能量最大的波長(zhǎng)在10微米附近。二者溫度不同，太陽表面溫度為地面的20倍，太陽輻射通量密度為地面的204倍。
2. 試述正午太北半球陽高度角隨緯度和季節(jié)的變化規(guī)律。
答：由正午太陽高度角計(jì)算公式h=90°-|φ-δ|可知在太陽直射點(diǎn)處正午時(shí)h最大，為90°;越遠(yuǎn)離直射點(diǎn)，正午h越小。因此正午太陽高度角的變化規(guī)律為：
隨緯度的變化：在太陽直射點(diǎn)以北的地區(qū)(φ>δ)，隨著緯度φ的增大，正午h逐漸減小;在直射點(diǎn)以南的地區(qū)，隨φ的增大，正午h逐漸增大。
隨季節(jié)(δ)的變化：對(duì)任何一定的緯度，隨太陽直射點(diǎn)的接近，正午h逐漸增大;隨直射點(diǎn)的遠(yuǎn)離，正午h逐漸減小。例如北回歸線以北的地區(qū)，從冬至到夏至，正午h逐漸增大;從夏至到冬至，正午h逐漸減小。
在|φ-δ|>90°的地區(qū)(極圈內(nèi))，為極夜區(qū)，全天太陽在地平線以下。
3. 可照時(shí)間長(zhǎng)短隨緯度和季節(jié)是如何變化的?
答：隨緯度的變化：在北半球?yàn)橄陌肽陼r(shí)，全球隨緯度φ值的增大(在南半球由南極向赤道φ增大)，可照時(shí)間延長(zhǎng);在北半球?yàn)槎肽陼r(shí),全球隨緯度φ值的增大可照時(shí)間縮短。
隨季節(jié)(δ)的變化：春秋分日，全球晝夜平分;北半球隨δ增大(冬至到夏至)，可照時(shí)間逐漸延長(zhǎng);隨δ減小(夏至到冬至)，可照時(shí)間逐漸縮短;南半球與此相反。
在北半球?yàn)橄陌肽?δ>0)時(shí)，北極圈內(nèi)緯度為(90°-δ)以北的地區(qū)出現(xiàn)極晝，南極圈內(nèi)同樣緯度以南的地區(qū)出現(xiàn)極夜;在北半球冬半年(δ<0)時(shí)，北極圈90°+δ以北的地區(qū)出現(xiàn)極夜，南極圈內(nèi)同樣緯度以南出現(xiàn)極晝。
4. 光照時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)不同緯度之間植物的引種有什么影響?
答：光照長(zhǎng)短對(duì)植物的發(fā)育，特別是對(duì)開花有顯著的影響。有些植物要求經(jīng)過一段較短
的白天和較長(zhǎng)的黑夜才能開花結(jié)果，稱短日照植物;有些植物又要求經(jīng)過一段較長(zhǎng)的白天和較短的黑夜才能開花結(jié)果，稱長(zhǎng)日照植物。前者發(fā)育速度隨生育期內(nèi)光照時(shí)間的延長(zhǎng)而減慢，后者則相反。對(duì)植物的主要生育期(夏半年)來說，隨緯度升高光照時(shí)間延長(zhǎng)，因而短日照植物南種北引，由于光照時(shí)間延長(zhǎng)，發(fā)育速度將減慢，生育期延長(zhǎng);北種南引，發(fā)育速度因光照時(shí)間縮短而加快，生育期將縮短。長(zhǎng)日照植物的情況與此相反。
而另一方面，對(duì)一般作物來說，溫度升高都會(huì)使發(fā)育速度加快，溫度降低使發(fā)育速度減慢。因此，對(duì)長(zhǎng)日照植物來說，南種北引，光照時(shí)間延長(zhǎng)將使發(fā)育速度加快，溫度降低又使發(fā)育速度減慢，光照與溫度的影響互相補(bǔ)償，使生育期變化不大;北種南引也有類似的光溫互相補(bǔ)償?shù)淖饔谩Ｋ蚤L(zhǎng)日照植物不同緯度間引種較易成功。而對(duì)短日照植物，南種北引，光照和溫度的改變都使發(fā)育速度減慢，光照影響互相疊加，使生育期大大延長(zhǎng);而北種南引，光溫的變化都使發(fā)育速度加快，光溫影響也是互相疊加，使生育期大大縮短，所以短日照植物南北引種一般不易成功。但緯度相近且海拔高度相近的地區(qū)間引種，不論對(duì)長(zhǎng)日照植物和短日照植物，一般都容易成功。
5. 為什么大氣中部分氣體成分對(duì)地面具有“溫室效應(yīng)”?
答：大氣對(duì)太陽短波輻射吸收很少，絕大部分太陽輻射能透過大氣而到達(dá)地面，使地面在白天能吸收大量的太陽輻射能而升溫。但大氣中的部分氣體成分，如水汽、二氧化碳等，都能強(qiáng)烈地吸收地面放射的長(zhǎng)波輻射，并向地面發(fā)射大氣逆輻射，使地面的輻射能不致于大量逸出太空而散熱過多，同時(shí)使地面接收的輻射能增大(大氣逆輻射)。因而對(duì)地面有增溫或保暖效應(yīng)，與玻璃溫室能讓太陽輻射透過而又阻止散熱的保溫效應(yīng)相似，所以這種保暖效應(yīng)被稱為大氣的“溫室效應(yīng)”。
6. 什么是地面有效輻射?它的強(qiáng)弱受哪些因子的影響?舉例說明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。
答：地面有效輻射是地面放射的長(zhǎng)波輻射與地面所吸收的大氣逆輻射之差，它表示地面凈損失的長(zhǎng)波輻射，其值越大，地面損失熱量越多，夜晚降溫越快。
影響因子有：(1)地面溫度：地面溫度越高，放射的長(zhǎng)波輻射越多，有效輻射越大。(2)大氣溫度：大氣溫度越高，向地面放射的長(zhǎng)波輻射越多，有效輻射越小。(3)云和空氣濕度：由于大氣中水汽是放射長(zhǎng)波輻射的主要?dú)怏w，所以水汽、云越多，濕度越大，大氣逆輻射就越大，有效輻射越小。(4)天氣狀況：晴朗無風(fēng)的天氣條件下，大氣逆輻射減小，地面有效輻射增大。(5)地表性質(zhì)：地表越粗糙，顏色越深，越潮濕，地面有效輻射越強(qiáng)。(6)海拔高度：高度增高，大氣密度減小，水汽含量降低，使大氣逆輻射減小，有效輻射增大。(7)風(fēng)速：風(fēng)速增大能使高層和低層空氣混合，在夜間帶走近地層冷空氣，而代之以溫度較高的空氣，地面就能從較暖的空氣中得到較多的大氣逆輻射，因而使有效輻射減小;而在白天風(fēng)速增大可使有效輻射轉(zhuǎn)向增大。
舉例：因?yàn)橐归g地面溫度變化決定于地面有效輻射的強(qiáng)弱，所以早春或晚秋季節(jié)夜間地面有效輻射很強(qiáng)時(shí)，引起地面及近地氣層急劇降溫，可出現(xiàn)霜凍。
7. 試述到達(dá)地面的太陽輻射光譜段對(duì)植物生育的作用。
答：太陽輻射三個(gè)光譜段是紫外線(0.15-0.4微米)、可見光(0.4-0.76微米)和紅外線(0.76-4微米)。紫外線對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育主要起生化效應(yīng)，對(duì)植物有刺激作用，能促進(jìn)種子發(fā)芽、果樹果實(shí)的色素形成，提高蛋白質(zhì)和維生素含量以及抑制植物徒長(zhǎng)和殺菌作用等。可見光主要起光效應(yīng)，提供給綠色植物進(jìn)行光合作用的光能，主要吸收紅橙光區(qū)(0.6-0.7微米)和藍(lán)紫光區(qū)(0.4-0.5微米)。紅外線主要起熱效應(yīng)，提供植物生長(zhǎng)的熱量，主要吸收波長(zhǎng)為2.0-3.0微米的紅外線。
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