大气科学概论1.什么叫气候？（即气候的定义）气象要素经过长时间的平均的状态。
气象学常取30年左右。
2.区分气候突变和气候变化气候突变：气候从一种稳定状态跳跃到或转变为另一种稳定状态的现象。
气候变化：气候变化是指气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间（典型的为10年或更长）的气候变动。
3．气候变化的原因①太阳辐射的变化; ②宇宙沙尘浓度的变化; ③地球轨道的变化;④大陆漂移;⑤山地隆升对大气环流和环境的影响;⑥洋流的改变;⑦海冰的变化; ⑧大气温室气体的变化;⑨大气气溶胶浓度的变化;⑩极地同温层云量的变化; 11、极地植被的变化; 12、同大陆沙尘气溶胶相联系的“铁假说”; 13、大陆C3 植物向C4 植物的转化;14、天体撞击; 15、火山爆发; 16、地核环流作用4.云的微观组成云是悬浮在大气中的小水滴、过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体；有时也包含一些较大的雨滴、冰粒和雪晶；其底部不接触地面。
5.按照云的外形特征；云底的高度，大概将云分为哪几族，哪几属哪几类，并简要分析每一族的特征3族，10属，29类。
高云族：高云形成于6000米以上的高空，对流层较冷的部分。
在此高度上的水都会凝华或冻结为冰晶，所以这族云都是由冰晶所组成。
高云一般呈纤维状，薄薄的并多数会透明。
中云族：中云于2500~6000米的高空形成，它们多由过冷小水滴组成。
低云族：包括层积云，层云，雨层云，积云，积雨云五类，其中层积云，层云，雨层云由水滴组成，云底高度通常在2500米以下。
大部分低云都有可能下雨，雨层云还常有连续性雨雪。
而积云，积雨云由水滴，过冷水滴，冰晶混合组成，云底高度一般也常在2500米以下，但云顶很高。
积雨云多下雷阵雨，有时伴有狂风，冰雹等。
6．绘出雨、雪、冻雨、冰粒这四种降水所产生的大气温度随高度的分布草图！（不确定！！！！）7、什么是视程障碍现象？有哪些种类？答：视程障碍现象是指空气中因存在水汽凝结物，干质悬浮物等而使空气变得浑浊，并造成能见度下降的一种天气现象。
雾，轻雾，扬沙，浮沉，霾都是影响能见度的天气现象。
8、如何区分雾和霾？答：（1）相对湿度不同。
发生霾时相对湿度不大，而雾中的相对湿度是饱和或接近饱和的。
一般相对湿度小于80%时的大气浑浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的，相对湿度大于90%的大气浑浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的，相对湿度介于80%—90%之间的大气浑浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。
（2）霾的厚度比较厚，可达1—3km左右，一般雾的厚度比较小，常见的辐射雾的厚度大约从几十米到一两百米。
（3）由于灰尘、硫酸、硝酸及其此类粒子组成的霾，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色；由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色。
9、简述大气垂直结构的主要特征。
（或大气随着高度的分布分哪几层？）答：按大气的温度垂直结构分层，也就是按大气中性成分的热力结构分层，主要是依据大气垂直减温率的正负变化，可以把大气分成对流层、平流层、中间层和热层。
主要特征：（1）对流层：1、大气温度随高度降低。
2、大气的垂直混合作用强。
3、气象要素水平分布不均匀。
（2）平流层：1、平流层的垂直减温率为负值，其下半部的温度随高度变化非常缓慢，上半部由于臭氧层把吸收的紫外辐射能量转化为分子动能，使空气的温度随着高度上升而显著增加。
2、平流层的温度结构即与平流层臭氧的垂直分布并吸收太阳辐射紧密相关。
3、平流层环流的特点：中纬度地区夏季时是东风，冬季时是西风。
4、平流层中也有各种运动，对流层激起的内波会垂直上传到平流层，由于上传的内波的振幅与密度成正比，所以在对流层很弱的重力波到了平流层，其振幅有可能会变得很大。
（3）中间层：1、大气温度随高度降低，此结构有利于对流和湍流混合的发展。
2、到85㎞左右的中间层顶（气压约为0.1hPa），温度下降到约—90~—100℃，是地球大气中最冷的部分。
3、中间层内水汽非常少，但是在高纬度地区75~90㎞上空的黄昏前后，有时出现薄而带银白色光亮的云，不过出现的机会很少。
（4）热层：1、大气温度随高度增加而迅速升高。
2、在热层的高纬度地区经常会出现一种辉煌瑰丽的大气光学现象极光。
极光出现的次数随太阳活动的增强而增多。
10、简述大气的基本要素有哪些并简要解释。
答：（1）温度1、定义：温度是物系内分子间平均动能的一种表现形式。
2、物体的热势（或能量效应）：分子运动愈快，物体愈热，既温度越高，反之亦然。
3、大气温度：指大气层中气体的温度简称为气温。
4、单位：气温的单位一般用摄氏温度℃和绝对温标K表示，我国曾经使用华氏温度℉。
4、传播植物花粉、种子，帮助植物授粉和繁殖。
3.风能是分布广泛、用之不竭的能源。
4.中国盛行季风，对作物生长有利。
（2）风也会产生消极作用：1.它能传播病原体，蔓延植物病害。
2.大风不仅造成海难事故，还使作物倒伏、树木断折、落花落果而影响产量。
3.大风还造成土壤风蚀、沙丘移动，而毁坏农田。
4.在干旱地区盲目垦荒，风将导致土地沙漠化。
5.牧区的大风和暴风雪可吹散畜群，加重冻害。
6.地方性风的某些特殊性质，也常造成风害。
（防御风害，多采用培育矮化、抗倒伏、耐磨擦的抗风品种。
营造防风林，设置风障等更是有效的防风方法。
）11、简述大气成分CO2、O3对地球辐射平衡和全球气候变化的影响O3：臭氧层吸收的太阳紫外辐射能量可以使平流层大气增温，对平流层的温度场和大气环流起着决定性作用，如果平流层臭氧浓度下降，那么将会引起平流层上部温度下降，平流层下部和对流层温度上升。
CO2：CO2有强烈的“温室效应”作用，当CO2浓度不断增加时会改变大气的热量平衡，导致大气低层和地面的平均温度上升，而全球气候的变化将直接影响到人类的生存环境。
12.微波辐射计的定义、种类微波辐射是可以接收物质微波，输出被测物体的特性参数的一种用途广泛的被动遥感设备。
微波辐射仪分为总能量辐射计和迪克辐射计。
13.一台完整的微波辐射计主要组成部分有哪些？可以提供给我们什么样的气象信息？（P223）总能量辐射计由通滤波器、增益电路、检波器、低噪声放大器、积分电路构成。
迪克辐射计在通滤波器、增益电路、检波器、低噪声放大器、积分电路的基础上，在输入端增加了温度确知的负载，为系统提供了参考信息。
可以为我们提供的气象信息有：①大气温度阔线②大气水汽含量阔线14.天气雷达的基本组成及各部分功能，雷达各参数的定义及物理意义P167①基本组成及各部分功能：触发信号产生器：它是整个雷达的指挥中心，使各部分协调工作，它周期性地产生一个触发脉冲，输送到发射机和显示器，使发射机开始工作。
发射机：在触发脉冲的作用下，发射机产生短促而强大的高频振荡，经过天线发射出去，这就是探测脉冲。
天线转换开关：将天线、发射机和接收机连接起来的装置。
脉冲雷达的发射和接收可以共用一个天线，它的作用是在发射时接通天线和发射器，使强大的高频振荡脉冲顺利地到达天线不进入接收机；而在脉冲间歇期间天线和接收机接通，使回波信号全部进入接收机。
天线：由辐射体和反射体两部分组成。
从发射机来的电磁波能量，由喇叭口辐射出来，经过抛物面反射体的反射，聚集成一束狭窄的强电磁波，向空间定向地辐射出去。
接收机：放大来自目标的回波信号，并进行信号处理。
天线转动装置：通过天线转动系统操纵雷达天线进行各种方式的扫描。
通过同步系统将天线的方位角和仰角数据传送到雷达显示器，使显示器上的扫描线按照天线的方位角和仰角同步转动。
显示器：显示目标的回波信号，以便直接测定目标的大小、位置、强度和性质等。
②雷达各参数的定义及物理意义波长λ（或振荡频率f）：电磁波在一个振动周期内传播的距离，它可以用相邻两个波峰或波谷之间的距离来表达。
脉冲宽度τ：探测脉冲的振荡持续时间。
由于探测脉冲具有一定的持续时间，因而它在空间也有一定的长度h，h =τc(c是光速)。
若脉冲宽度以μs为单位，则上式可以写为h =300τ（m）脉冲功率P t：发射机发出脉冲的峰值功率。
天线方向图及波束宽度：在极坐标上绘出通过天线的水平和垂直面上的辐射能流密度的相对分布曲线图，称为天线方向图。
在天线方向图上，两个半功率点方向的夹角，称为波束宽度，用来衡量波瓣的宽度。
波束宽度是指天线主瓣的宽度，是天线的一个重要参数。
在垂直面上的波束宽度用θ表示，在水平面上的波束宽度用φ表示。
天线增益：辐射总功率相同，定向天线在最大辐射方向的能流密度与各向均匀辐射的天线的能流密度之比用G表示。
增益G与波束宽度θ, φ的关系为G=π2/天线有效面积A s：天线反射体能有效地接受回波信号的口径面积。
回波的能流密度S s，乘上天线的有效面积A s，即为天线所接收的总回波功率P r, P r=S s▪A s圆抛物面天线的有效面积A s和几何面积A p之间的关系为A s=2A p/3天线有效面积和天线增益之间的关系为A s=Gλ2/(4π)或G=8A pπ/3λ2雷达波的偏振（磁化）：雷达发射的电磁波通常是平面偏振波或线偏振波，即在垂直于电磁波传播方向的平面内电矢量的振动只限于某一个固定的方向。
天线接收的回波信号非常微弱，接收机应具有接收微弱信号的能力，即灵敏度，用接收机的最小可测功率P min表示。
接收机的放大倍数用增益(dB)表示15.后向散射截面、雷达反射率因子的定义式、物理意义及量纲；①后向散射截面：定义式：σ=S s(π)4πR2/S i物理意义：以入射波能流密度S i乘上雷达截面σ，得到一个散射粒子的总散射功率：当散射粒子以这个功率作各向同性散射时，散射到天线处的功率密度正好等于该粒子在天线处造成的实际后向散射能流密度。
量纲：面积②雷达反射率因子：定义式：Z=∫0∞n(D)D6dD物理意义：雷达反射率因子Z和粒子直径的6次方成正比，说明少数大水滴将提供绝大部分的散射回波功率。
量纲：表征降水目标物回波强度的单位16.折射率与温、压、湿的关系，五种折射的定义、路径，产生超折射的条件；超短波在大气中传播时，其折射率n和温、压、湿之间的关系为N=(n-1)×106=77.6/T×（p+4810e/T）式中，T是气温，p是气压，e是水汽压。
N为大气折射率n的实用单位，简称为折射模数。
A.正折射(K>0,dn/dh<0)：⑴标准大气折射：标准大气状态下电磁波射线的折射。
⑵临界折射：射线相对于地表的曲率为0的折射。
⑶超折射：射线曲率大于地球表面的绝对曲率时的折射。
超折射产生条件：逆温和上干下湿。
B.负折射：射线曲率小于0的折射。
K<0,dn/dh<0C.零折射：射线的绝对曲率等于0的折射、K=0路径：17. 简述气象卫星的观测特点。
