氣候學研究生考試題

2023-01-09 22:48:02 字數 3456 閱讀 7026

問題1 何謂氣候?

一般所講的某個地方的氣候,是指該地區氣候要素(溫度、降水量、風等)的統計平均值,即較長時間(wmo規定為30年)觀測資料的平均值。

問題2 何謂氣候系統?簡述大氣與其它氣候子系統之間的相互作用。

大氣、海洋、冰雪圈、陸地表面和生物圈組成了氣候系統。各子系統之間的各種物理、化學以及生物過程的相互作用,就決定了氣候的長期平均狀態以及各種時間尺度的變化。

問題3 簡述30~60天大氣振盪的全球特徵和與其對應的低頻波列相互銜接和相互影響的基本形式。

北半球大氣的30~60天振盪主要存在著兩個低頻遙相關型,歐亞-太平洋型(eup)和太平洋-北美型(pna)。這種低頻遙相關型及相應的低頻波列的存在,對北半球30~60天大氣振盪的活動有重要的影響。在南半球,也有兩個主要的低頻遙相關型和對應的低頻波列,它們分別是澳洲-南非(asa)波列和環南美洲(rsa)波列。

以上4個低頻波列存在三種相互銜接和相互影響的形式。(1)不跨赤道的eup波列與pna波列相互銜接和影響;以及asa波列與rsa波列相互銜接和影響。(2)eup波列跨赤道與rsa波列相互銜接和影響;pna波列跨赤道與asa波列相互銜接和影響。

(3)eup波列跨赤道與asa波列相互銜接和影響;pna波列跨赤道與rsa波列相互銜接和影響。

問題4 根據cisk-rossby波的基本性質說明它是熱帶大氣中30~60天振盪的重要激發和驅動機制之一。

cisk-rossby波的基本性質:①擾動的穩定性取決於擾動的水平結構,而熱帶大氣季節內振盪的水平結構主要為導式波,因此,這種cisk-rossby波經常處於不穩定狀態;②與西移的經典熱帶大氣rossby波不同,當對流凝結加熱弱時,它仍向西移動,但當加熱強時,它可以向東傳播;③cisk波在y方向上有明顯的頻散性,而在x方向沒有。這與實際的熱帶地區低頻波列幾乎與赤道呈垂直,其能量主要在經向上頻散的結果非常一致。

因此,可以認為cisk-rossby波也是熱帶大氣中30-60天振盪的重要激發和驅動機制。

問題8 簡述enso迴圈。

soi為負數時表示東太平洋氣壓低於印度洋氣壓,soi為正數時則相反。而負soi往往同赤道東太平洋sst的持續正異常相聯絡。在高soi期,赤道東太平洋和秘魯沿岸的sst相對偏冷,熱帶主要降水區位於印度尼西亞地區,沿赤道的walker環流較強,經向hadley環流偏弱,東南信風較強。

在低soi期,東南信風較弱,赤道中太平洋有最強降水中心,hadley環流加強,而walker環流減弱,赤道東太平洋sst增暖甚至出現el nino事件。enso現象或事件的發生大約有3-7年的準週期性,近來被稱為enso迴圈,即暖狀態(el nino和低soi)和冷狀態(la nina和高soi)。

問題10 簡述enso對中國夏季氣候異常的影響。

平均而言,在el nino年,西太平洋颱風數較常年偏少,而在la nina年,西太平洋颱風數較常年明顯偏多;並且在el nino (la nina)年,登陸中國大陸的颱風數也偏少(多)。

在el nino年夏季,中國東北氣溫往往偏低;而在la nina年夏季,中國東北氣溫多偏高。

從近40年的資料可以看到,長江中下游地區的汛期降水量同enso之間沒有明顯的關係。然而,華北地區的汛期降水量與enso卻有較好的關係,el nino年華北汛期降水量容易偏少(負距平平均佔77%);la nina年華北汛期降水量容易偏多(正距平平均佔71%)。因此可以認為,enso是影響華北地區汛期降水的重要因素之一。

問題11 簡述土壤濕度和植被對氣候的影響。

土壤濕度除了會直接影響地-氣間的潛熱通量之外,還對輻射、感熱通量及大氣的穩定度造成影響。土壤濕度偏低,會使地面溫度增加,射出長波輻射增加;同時,比較幹的土壤反射率較大,導致地面吸收的太陽輻射減小,地面溫度降低。由於蒸發,較溼的土壤有利於增加大氣的含水量,而且使大氣穩定度降低,有利於降水發生。

植物冠層的反射和散射作用對大氣及地面的輻射過程有極明顯的影響。部分降水被植被表面截留,然後蒸發;部分滲入土壤或成為徑流;滲入土壤的部分還可以成為地下水,由植物吸收後通過蒸騰作用還回大氣。植被的蒸騰作用使大氣邊界層溫度和濕度發生變化,進而對潛熱通量也有影響。

問題12 何謂引數化?

在大氣或氣候系統中存在著許多空間尺度比較小的過程,例如地-氣系統間的熱量和動量交換、積雲對流等,它們在大氣環流和氣候變化中起著重要的作用,但用大尺度網格量又無法直接描寫它們。一種用大尺度變數表示小尺度(次網格尺度)過程的總體(統計)影響的方法,即引數化方法,已廣泛用於各種gcm之中。這種方法並不去研究小尺度運動過程本身,而是從巨集觀上研究這種小尺度運動與大尺度運動的相互關係和影響。

問題13 簡述cgcm中的海氣耦合方法。

海氣耦合模式的耦合方法一般可以分為同時(同步)耦合和非同時(同步)耦合兩類。在前一類耦合中,大氣對海洋的作用以及海洋對大氣的作用是同時進行的,即大氣模式提供的風應力、降水量與蒸發量的差值和海氣介面的能量平衡,將成為每天(或幾天)海洋環流演變的條件;而海洋模式提供的海面溫度和海冰資料也將成為每天(或幾天)大氣環流演變的條件。大氣環流和海洋環流都同時受到彼此變化的影響。

在非同時耦合中,海洋模式所提供的海面溫度和海冰等資訊將在大氣環流演變的一定時段內保持不變,而大氣環流模式所得到的風應力等資訊在取某一段時間的平均值後而提供給海洋,從而又得到海洋的新的狀態資訊.或者說,在大氣環流模式計算了若干時間步之後,才計算一次海洋環流模式。由於海洋狀態的變化相對大氣演變要緩慢一些,這種非同時耦合也是可行的方法,而且它可以節省計算時間。

問題14 簡述各種簡化模式在氣候模擬中的主要用途。

零維能量平衡模式。它把地球看成空間的乙個點,在其能量平衡條件下,應有全球平均有效溫度te≈255k。這同地球平均溫度的測量值很接近。

一維能量平衡模式討論氣候系統的主要空間差異-緯度變化特徵, 可得到各個緯度帶的溫度tφ,結果同大氣緯向平均溫度大體一致。

盒型模式實際上也是一種能量平衡模式,但它有特殊形式和結構。分為海洋-大氣盒型模式和耦合的大氣-陸地-海洋盒型模式。

輻射-對流模式(rcm) ,能描寫大氣溫度垂直分布。

二維統計動力模式(sdm),同時考慮氣候系統的緯度和垂直分布特徵,但忽略了緯向不均勻性。

濾波模式主要基於大氣對下墊面狀態變化的適應,而認為大氣長波一類的擾動對氣候變化的影響可以濾掉。這種模式預報的是月平均距平場,一定意義上也可稱為距平模式。

問題15 簡述人類活動對氣候的可能影響。

人類生活中使用的冷凍劑,尤其是氟利昂,超音速飛機在平流層的飛行,都引起臭氧的破壞。氣溶膠使近地層和低層大氣公升溫還是降溫,取決於氣溶膠的光學特性、所處的位置及下墊面的狀況。大氣中so2既是重要的氣溶膠成分,又是主要的成酸要素,對環境的影響十分嚴重。

模式結果顯示:co2濃度倍增後,北半球高緯地區,冬季土壤濕度明顯增加,而中緯度地區(尤其是夏天),土壤濕度明顯減少。高緯和熱帶地區的全年降水增加,中緯地區的降水量冬季增加,夏季減少。

這將對農業產生影響,並使海平面上公升。大氣中其它溫室氣體的濃度變化比co2要快得多,估計到2023年其它氣體的總氣候效應就可能超過co2的溫室效應。因此其它溫室氣體濃度的增加對未來氣候的影響更值得重視。

五、**間氣候變化委員會(ipcc):由世界氣象組織(wmo)和聯合國環境署(unep)在2023年共同建立,主要目的是獲取氣候變化及其影響以及減緩和適應氣候變化措施方面的科學和社會經濟資訊。

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