第三章大气中的水分习题.docx
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第三章大气中的水分习题
第三章大气中的水分
一、名词解释题:
1.饱和水汽压(E):
空气中水汽达到饱和时的水汽压。
2.相对湿度(U):
空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比。
3.饱和差(d):
同温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。
4.露点温度(td):
在气压和水汽含量不变时,降低温度使空气达到饱和时的温度。
5.降水量:
从大气中降落到地面,未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积累的水层厚度。
6.干燥度:
为水面可能蒸发量与同期降水量之比。
7.农田蒸散:
为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。
8.降水距平:
是指某地实际降水量与多年同期平均降水量之差。
9.降水变率=降水距平/多年平均降水量×100%
10.辐射雾:
夜间由于地面和近地气层辐射冷却,致使空气温度降低至露点以下所形成的雾。
11.露点
12.水分临界期
13.农田蒸散:
为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。
14.冰晶效应:
是指在温度低于0℃时,由于平冰面的饱和水汽压低于平水面的饱和水汽压,对水面还未饱和的水汽压来说冰面已达到饱和,此时在水滴和冰晶共存的条件下,水滴将不断蒸发而冰晶将不断增长的现象。
15.
二、填空题:
1.低层大气中的水汽,随着高度的升高而
(1)减少。
2.蒸发量是指一日由蒸发所消耗的
(2)水层厚度。
3.相对湿度的日变化与温度的日变化(3)相反。
4.使水汽达到过饱和的主要冷却方式有(4)辐射冷却、接触冷却、(5)混合冷却和(6)绝热冷却。
5.空气中水汽含量越多,露点温度越(7)高。
空气中的水汽达到饱和时,则相对湿度是(8)100%。
6.根据土壤含水量由多到少,可将土壤蒸发速率分为三个阶段:
、、三个阶段。
7.达到过饱和状态的途径:
一是增加大气中的,二是使含有一定量水汽的空气。
8.饱和差等于零时,相对湿度等于_____。
9.饱和水气压随温度的升高而_升高(增大)_。
10.当水汽压不变时,相对湿度随温度的升高而_降低(减小)_。
11.农田蒸散是由__植物蒸腾_和___土壤蒸发_组成。
12.水汽达到过饱和状态的途径:
一是增加大气中的_水汽含量_,二是使含有一定量水汽的空气__降低温度_。
13.云滴的增长过程有两种,即凝结(凝华)增长和_碰并增大_。
14.空气冷却的方式可归纳为四种:
辐射冷却、绝热冷却、接触冷却和混合冷却。
15.按云的成因可将云分为积状云(对流云)、层状云(滑升云)和波状云(波动云)。
16.水分是作物光合作用合成__有机质的原料。
17.作物的水分临界期较短的作物和品种适应不良水分条件的能力_强(较强)_。
18.一般植物水分临界期为_花芽分化旺盛时期_。
三、判断题:
1.当气温高于露点温度时,饱和差则等于零。
错
2.相对湿度在一天中,中午最大,早上最小。
错
3.甲地降水相对变率较乙地同时期的相对变率大,说明甲地降水量比乙地多。
错
4.形成露时的露点温度在零上,出现霜时的露点温度在零下。
对
5.当干燥度小于0.99时,为湿润,大于4为干燥。
对
6..只要空气温度降低到露点以下,空气中就有凝结现象发生。
错
7.水溶液浓度越大,水分蒸发速率越小。
错
8.土壤含水量较大时,土壤结构越疏松土壤蒸发越强。
对
9.
四、选择题:
1.当饱和水汽压为8hPa,相对湿度为80%,则水汽压为(①)。
①6.4hPa,
②4.6hPa,
③8.0hPa,
④4.0hPa
2.当相对湿度为100%时,则(③)。
①气温高于露点,饱和差=0;
②气温=露点,饱和差大于零;
③气温=露点,饱和差=0;
④气温低于露点,饱和差小于零。
3.中午相对湿度变小,主要因为气温升高,从而使(②)。
①e增大,E不变;
②E比e更快增大
③E减小,e更快减小;
④蒸发量增大,E降低。
4.地区裸地上空相对湿度日变化()。
A与空气温度日变化相同是单峰型B为双峰型曲线
C与空气温度日变化相反是倒单峰型D为不规则曲线
5.()指的是植物蒸散消耗单位重量的水分所制造得的干物质重量。
A蒸腾系数B蒸腾效率C水分利用率D水分有效利用率
6.比较A、B两地区8月份,降水量多年变化情况时,应采用()。
A绝对变率B相对变率C平均绝对变率D平均相对变率
7.“麦收隔年墒”指的是()。
A在生长季里降水时期比较适宜B降水量对小麦生长的影响较大
C降水后效应D在生长季里降水强度比较适宜
8.露点温度表示(C)。
A、潮湿地面温度B、空气湿度C、饱和湿空气温度D、未饱和湿空气温度
9.当空气中水汽含量达到饱和时(A)。
A、露点温度与干球温度相等B、相对湿度较大
C、绝对湿度与水汽压数值相等D、实际水汽压较大
10.表示空气中水汽含量距离饱和程度远近的湿度参量是(C)。
A、绝对湿度B、水汽压C、相对湿度D、露点温度
11.表示空气中实际水汽含量多少的湿度参量是(D)。
A、温度露点差B、饱和差C、相对湿度D、露点温度
12.当空气处于未饱和状态时,气温和露点温度的关系为(C)。
A、T<TdB、T=TdC、T>TdD、两者无关
13.相对湿度大小随温度升高(A)。
A、减小B、增大C、不变D、先减小后增大
14.饱和水汽压表示(C)。
A、空气的潮湿程度B、空气中水汽所产生的分压力
C、空气中能含水汽的最大限度D、空气中水汽的含量
15.表示空气中水汽含量距离饱和程度远近的湿度参量有(B、E、F)。
A、绝对湿度B、相对湿度C、水汽压
D、露点温度E、饱和差F、温度露点差
16.表示空气湿度的物理量可分为两类(B、D)。
A、一类为空气中水汽的分压力,如饱和水汽压、最大水汽压
B、一类为空气中水汽含量的多少,如绝对湿度、水汽压
C、一类为空气温度高低,如露点温度、温度露点差
D、一类为空气中水汽含量距饱和程度,如相对湿度、饱和差
E、一类为降水变率,如相对变率、绝对变率
17.表示空气中水汽含量多少的物理量有(A、B、C)。
A、绝对湿度B、水汽压C、露点温度D、相对湿度E、饱和差
18.饱和水汽压(A、C)。
A、随温度升降的改变量,在高温时比低温时大些
B、随大气中水汽的增加而迅速增大
C、随着温度的升高而迅速增大
D、可表示空气中水汽含量距饱和的程度
E、可表示空气中水汽的含量
19.潮湿土壤水分蒸发主要决定于(D)。
A、土壤湿度B、空气湿度C、土壤质地D、土壤温度
20.干燥度是以某-地区同期的(B)与(D)的比值来表示。
A、蒸发量B、水面可能蒸发量C、蒸散量D、降水量
21.大气中凝结核的存在(B),促进水汽凝结。
A、使水汽的饱和水汽压增大B、使水滴曲率增大
C、对水汽分子具有吸引力D、使温度露点差增大
22.形成露和霜的有利天气条件是(C)。
A、有云的夜晚B、有风的夜晚
C、晴朗有微风或无风的夜晚D、地面有效辐射小的夜晚
23.霜冻对作物的危害主要是(C)。
A、结霜B、结霜加低温C、低温D、高湿
24.冰雹在气流(D)过程中形成。
A、上升B、下降C、稳定不动D、反复升降
25.饱和水汽压(E)与蒸发面性质和形状的关系是(D)。
A、纯水面的E比冰面小B、溶液面的E比纯水面大
C、平面的E比凹面小D、小水滴的E比大水滴大
26.山坡雾是由于(D)冷却而产生的。
A、辐射冷却B、接触冷却C、混合冷却D、绝热冷却
27.地面凝结物雾凇和雨凇是由于(B)冷却而产生的。
A、辐射冷却B、接触冷却C、绝热冷却D、混合冷却
28.地面凝结物露和霜是由于(A)冷却而产生的。
A、辐射冷却B、接触冷却C、绝热冷却D、混合冷却
29.“深山云雾产好茶”是由于雾削弱了太阳辐射中的(C)。
A、红外线B、可见光C、紫外线D、红橙光
30.露是因夜间地面和地面上物体表面辐射冷却,使贴近地面或物体表面的空气温度降到(C)以下时,在地面或物体表面上所产生的凝结物。
A、零度B、一定温度C、露点温度D、地面温度
31.高积云属于(B)云系。
A、层状云B、波状云C、积状云D、滑升云
32.积雨云属于(B)云系。
A、滑升云B、积状云C、波状云D、层状云
33.雨层云属于(A)云系。
A、滑升云B、积状云C、波状云D、对流云
34.云和雾的主要区别是(A、B、D)。
A、雾对地面的保温作用比云大B、雾与地面接触而云底距地面有一定高度
C、雾的水汽含量比云多D、雾对水平能见度的影响比云大
E、雾具有夜晚生成,白天消散的日变化,而云在一天的任何时间均可形成
35.降水形成的主要宏观条件是(C、D)。
A、云底高度高B、云下的湿度低
C、较强的上升气流D、充足的水汽输送
36.农作物在其各个生育阶段中对水分的要不同的,对水分的敏感程度也是不同的,由于水分的缺乏或过多,对作物(D)影响最大的时期叫做作物的水分临界期。
A.、光合作用B、对茎、叶的生长C、产量D、发育速度
37.
五、简答题:
1.何谓降水变率?
它与旱涝关系如何?
答:
降水变率=降水距平/多年平均降水量×100%。
它表示降水量变动情况,变率大,说明该地降水量距平均值的差异大,即降水量有时远远超过多年的平均值,这样就会出现洪涝灾害;相反,有时降水量远远少于平均降水量,则相应会出现严重缺水干旱。
2.相对湿度的日、年变化规律如何?
答:
相对湿度的日变化与气温日变化相反。
最大值出现在凌晨,最小值出现在14~15时。
年变化一般是冬季最大,夏季最小。
但若受海陆风及季风影响的地方,其日、年变化,有可能与气温相一致。
3.影响农田蒸散的主要因子是什么?
答:
有三方面:
(1)气象因子。
包括辐射差额、温度、湿度和风等;
(2)植物因子。
包括植物覆盖度、植物种类、生育状况等;(3)土壤因子。
包括土壤通气状况、土壤含水量、土壤水的流动情况等。
4.为什么相对湿度和气温日变化趋势相反?
答:
相对湿度f=(e/E)×100%。
(1分)气温升高时,虽然地面蒸发加快,水汽压增大,但这时饱和水汽压随温度升高而增大得更多些,使相对湿度反而减小。
(2分)同样的道理,在气温降低时,水汽压减小,但是饱和水汽压随温度下降得更多些,使相对湿度反而增大。
(2分)
5.相对湿度的年变化、日变化有哪些规律?
答:
日变化:
与气温日变化相反,最大值出现在清晨,最低值出现在午后,滨海地区例外。
(2分)年变化:
一般与气温的年变化相反,温暖季节f小,寒冷季节f大。
在季风盛行地区,由于夏季风来自海洋,冬季风来自大陆,因此最大值出现在夏半年的雨季或雨季之前,最小值出现在冬季。
(3分)
6.简述土壤蒸发的三个阶段。
答:
第一阶段:
当土壤潮湿时,蒸发在土表进行。
下层水分沿毛细管上升到土表蒸发。
速率与水面近似相等,强度决定于土温、饱和差、风等气象因子。
(1分)
第二阶段:
土表变干(含水量<70%),形成干涸层。
水分在土壤中蒸发后,沿孔隙、毛细管扩散到土表。
速率比水面减小,主要决定于土壤中的含水量。
(2分)
第三阶段:
土壤表层变得非常干燥时,土壤毛细管的供水作用停止,蒸发仅在深层进行,水汽沿孔隙扩散到土表。
速率比水面蒸发小得多。
(2分)
7.蒸散和土面蒸发有何不同?
答:
蒸散是由植物蒸腾和土壤蒸发组成的。
(1分)蒸散中的“蒸发”包括土面和根层水分。
(1分)植物通过叶面气孔的、闭调节蒸腾。
(1分)蒸腾作用主要在白天,蒸发日夜都有。
(1分)蒸发面不仅是土壤表面还包括植物叶面。
(1分)
8.露和霜有何区别?
形成它们的有利条件是什么?
答:
当地面或地物表面经辐射冷却,使贴地气层温度下降到露点温度以下时,如果露点在0℃以上,水汽凝结成水滴,即为露;(1分)露点在0℃以下,水汽凝华成疏松结构的白色冰晶,即为霜。
(1分)露与霜常形成于辐射冷却强烈的条件下,因此,晴朗无风(或微风)的夜晚或早晨最有利于露、霜的形成。
(3分)
9.什么是凝结核?
为什么凝结核能促进水汽的凝结?
答:
凝结核是指在水汽凝结过程中起凝结核心作用的固态、液态和气态的气溶胶质粒。
(1分)
凝结核的作用:
(1)形成以凝结核为中心的胚滴;这是因为凝结核的存在使水滴半径增大,曲率减小,从而使饱和水汽压减小,易发生凝结。
(2分)
(2)可溶性凝结核使得胚滴变成溶液滴,减小了表面的饱和水汽压,有利于溶液胚滴凝结增大。
(2分)
10.露是怎样形成的?
答:
在晴朗微风的夜晚,以长波辐射的方式降温,(2分)当温度下降到露点温度以下时,即在地面或近地面附近空气中的水汽达到饱和时,就在地面或地物表面上凝结而成小水滴,这就是露。
(3分)
六、论述题:
1.试述雾的种类及成因,并分析雾在农业生产中的意义
答:
雾的种类:
辐射雾:
夜间地面和近地面气层,因辐射冷却,使空气温度降低至露点温度以下而形成的雾。
平流雾:
当暖湿空气流经冷的下垫面而逐渐冷却,使空气温度降低到露点温度以下而形成的雾。
雾在农业生产中的意义:
不利方面:
雾削弱了到达地面的太阳辐射,使日照时间减少,改变光质成分;雾影响土温和气温日较差,使日较差变小;雾使空气湿度增大,减弱农田蒸散。
对作物生长发育、光合作用、产量和品质等均产生不利影响。
此外,雾为病虫害提供滋生和发展条件。
有利方面:
在寒冷季节,雾可减弱地面有效辐射,减轻或避免作物的冻害;雾对于以茎、叶为主要经济价值的作物有利,如茶、麻等,可还延长营养生长期而提高产量。
2.“十雾九晴”、“十雾九雨”各指什么雾?
试述雾对农业生产有何利弊?
答:
“十雾九晴”指由于晴朗夜晚辐射冷却而产生的辐射雾,“十雾九雨”指由空气平流而产生的平流雾。
(2分)
雾对农业生产的利弊:
(1)雾遮蔽日光,使作物的光合作用受到阻碍。
作物制造的有机物质减少,影响植物的生长发育和产量形成。
(2分)
(2)有雾的日子短波紫外线到达地面的量减少,造成农作物的徒长。
(2分)由于有雾,空气湿度过大,易引起病虫的危害。
但有雾时,对茶叶和麻类等易受紫外线伤害的作物生长和发育则是有利的,素有“云雾山中产名茶”和“雾多麻质好”之说。
(2分)
(3)雾对水果的产量有影响;同时雾影响水果表面的色泽和品质。
(2分)
七、计算题:
1.当饱和差为1hPa,相对湿度为80%,求饱和水汽压是多少?
解:
已知d=E-e=1hpaU=e/E=0.8
则:
e=E-1
又(E-1)/E=0.8
∴E=5(hPa)
答:
饱和水汽压为5hPa。
2.当气温为15.0℃时,饱和水汽压为17.1hPa,在气温为26.3℃时,饱和水汽压为34.2hPa,现测得气温为26.3℃,水汽压为17.1hPa,试求相对湿度和露点是多少?
解:
∵U=e/E×100%,据题意当t=26.3℃,
则:
E=34.2hPa,e=17.1hPa
∴U=17.1/34.2×100%=50%
又当t=15.0,则E=17.1hPa,此时t=td(露点温度)
答:
相对湿度为50%,露点温度为15℃。
3.温度为20℃,水汽压为17.1hPa的一未饱和气块,从山脚海平处抬升翻越1500m的高山,凝结产生的水滴均降在迎风坡,求该气块到达山背风坡海平面处的温度和相对湿度(已知rd=1℃/100米,rm=0.5℃/100米,且温度为10℃,15℃,20℃,25℃时的饱和水汽压分别为12.3,17.1,23.4,31.7hPa,忽略未饱和气块升降时露点的变化)。
解:
∵e=17.1hPa当t=15℃时,
则水汽饱和:
E15=17.1hPa
凝结高度为:
Zd=(20-15)×100=500米
t2000米=20-(1.0×500/100)-0.5(1500-500)/100=10℃
∴t山背脚=10+1×1500/100=25℃
U=e/E×100%=12.3/31.7×100%=39%
答:
背风坡海平面上的气温为25℃,相对湿度为39%。
4.温度为25℃,水汽压为22hPa的空气块,从迎风坡山脚处向上爬升,已知山高1500米,凝结产生的水滴均降在迎风坡。
试求空气块的凝结高度、山顶处的温度和相对湿度。
气温为19℃和25℃的饱和水汽压依次是22.0hPa和31.7hPa,忽略空气上升时露点的变化。
解:
(1)to=25℃td=19℃rd=1℃/100米(td-to)/Zd=-rd
凝结高度为:
Zd=(to-td)/rd=(25°-19°)/(1℃/100米)=600米
(2)已知rm=0.5℃/100米
(t山顶-td)/(Z-Zd)=-rm
t山顶=td-rm(Z-Zd)
=19°-0.5°/100米×(1500-600)
=19°-0.5°/100米×900米
=14.5℃
(3)因气块到达山顶时水汽是饱和的,所以相对湿度r=100%
5.某地夏季(6-8月)各月降水量及平均温度资料如下表:
月份
6
7
8
降水量(毫米)
209.5
156.2
119.4
平均温度(℃)
25.7
28.8
28.3
试求夏季干燥度,并说明其干湿状况。
解:
K=0.16∑T≥10/R
=0.16(30×25.7+31×28.8+31×28.3)÷(209.5+156.2+119.4)
=0.16×(771+892.8+877.3)/(209.5+156.2+119.4)
=(0.16×2541.1)/485.1=0.84
K<0.99故为湿润状态。
八、复习思考题:
1.试推导用水汽压计算露点温度的公式。
2.简述各种湿度特征量的定义和表示的意义。
3.总结归纳各种湿度特征量的换算方法。
4.水分子数一定的空气块作绝热上升运动时,各湿度特征量如何变化?
为什么?
5.在气温为15.0℃时,测得水汽压为13.4hPa,气压为1010.0hPa,试求比湿、相对湿度、饱和差和露点温度。
6.开水杯上和夏天冰块周围均可出现水汽凝结成的水雾,试分析这两种现象形成的原因并比较其形成过程的异同点。
7.简述水汽压、相对湿度的日变化、年变化特征和原因。
8.某日气温为20.0℃,水温为18.0℃,相对湿度为70%,水面蒸发速率为2.1mm/日,如果次日水温升为20.0℃,其它条件不变,则水面蒸发速率变为多少?
9.土壤中的水分是通过哪些方式蒸发的?
试针对这些方式提出保墒措施。
10.在什么条件下容易形成露和霜?
为什么?
11.某日晨最低气温tm=10℃,露点td=9℃,据预报次日晨tm=8℃,td不变,试估计次日晨是否有雾?
如有的话可能是什么雾?
为什么?
12.降水是如何形成的?
为什么在云中,冰水共存或大小水滴共存时有利于降水的形成?
13.简述人工降水的原理和方法。
14.降水变率的意义是什么?
为什么降水变率大的地区易发生旱涝?
15.一团温度为15℃,相对湿度为80%的空气块,从海平面处开始翻越一座2000米高的山脉,忽略饱和前水汽压的变化,求迎风坡的云高和山顶处的水汽压。
16.解释名词:
水汽压、比湿、相对湿度、饱和差、露点温度、农田蒸散、平流雾、降水量、降水距平、降水相对变率、干燥度、水分利用率、蒸腾系数。
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- 第三 大气 中的 水分 习题