Метеорология

Государственный комитет РСФСР по делам науки и высшей школы
Ленинградский гидрометеорологический институт
Факультет заочного обучения
Методические указания по дисциплине
Метеорология
Специальность - гидрология суши
Курс II
Раздел: Общая метеорология
Ленинград
1991

Стоимость выполнения одного задания составляет 250 руб.
Стоимость одного готового вопроса в распечатанном виде 150 руб.
Стоимость одного готового вопроса в электронном виде 200 руб.

Задание 1
Даны исправленные отсчеты по сухому t и смоченному t́ термометрам –психрометрам и атмосферное давление по барометру р. Пользуясь психрометрическими таблицами, найти парциальное давление водяного пара в воздухе е, относительную влажность f, дефицит насыщения d и точку росы td. Задачу решить для двух условий А и Б.

Вариант 2

А стационный психометр	Б  Аспирационный психометр
t°С	t1΄°С	р Па	t°С	t1΄°С	р Па
17,6	11,2	1023,4	-1,4	-2,8	976,2

Вариант 3

А стационный психометр	Б  Аспирационный психометр
t°С	t1΄°С	р Па	t°С	t1΄°С	р Па
16,2	10,8	1024,3	-3,6	-5,1	983,7

Вариант 4

А стационный психометр	Б  Аспирационный психометр
t°С	t1΄°С	р Па	t°С	t1΄°С	р Па
21,3	17,5	983,8	-2,2	-3,2	974,2

Вариант 6

А стационный психометр	Б  Аспирационный психометр
t°С	t1΄°С	р Па	t°С	t1΄°С	р Па
16,4	10,1	1017,7	-4,1	-4,9	993,2

Вариант 7

А стационный психометр	Б  Аспирационный психометр
t°С	t1΄°С	р Па	t°С	t1΄°С	р Па
19,7	11,8	1021,1	-4,8	-6,2	974,4

Вариант 9

А стационный психометр	Б  Аспирационный психометр
t°С	t1΄°С	р Па	t°С	t1΄°С	р Па
18,2	11,7	1016,4	-5,3	-6,2	996,4

Вариант 10

А стационный психометр	Б  Аспирационный психометр
t°С	t1΄°С	р Па	t°С	t1΄°С	р Па
21,3	11,6	1017,2	-6,1	-6,8	983,7

Задание 2
Вариант 1
В сухом или во влажном воздухе давление медленнее уменьшается с высотой при одинаковой температуре и давлении на нижнем уровне? Поясните ответ.
Вариант 3
Как и почему изменяется вертикальный градиент давления с высотой в реальной атмосфере? Поясните ответ.
Вариант 4
В какой воздушной массе (более холодной или более теплой) давление быстрее уменьшается с высотой? Где больше барическая ступень? Как изображены на вертикальном разрезе изобарические поверхности?
Вариант 5
Как ведет себя барическая ступень с высотой? рассчитайте ее величину при следующих условиях: давление р= 1000гПа,температура t = 0°С; давление р=500гПА, температура t= -40°С.
Вариант 6
Будет ли различаться давление на высоте 20 этажа днем и ночью, если на поверхности земли оно одно и тоже? Если будет различаться то почему?
Вариант 7
Что такое вертикальный масштаб атмосферы? Из каких соображений он получается? От каких факторов зависит?
Вариант 8
В какой атмосфере (однородной или изотермической) давление быстрее уменьшается с высотой? Покажите это на графике и поясните.
Вариант 9
Днем или ночью больше давление на вершине возвышенности высотой 1 км при одинаковом давлении у подножья? Почему.

Задание 3
Вариант 1
Как изменится высота уровня конденсации при увеличении (уменьшении) относительной влажности у земной поверхности? Поясните ответ.
Вариант 2
Каково соотношение между влажноадиабатическим и сухоадиабатическим градиентами? Поясните ответ.
Вариант 4
Как изменится стратификация приземного слоя воздуха при его перемещении летом (зимой) с поверхности моря на поверхность суши? Поясните и покажите на графике.
Вариант 5
Как и почему изменится относительная влажность воздушной частицы при ее адиабатическом подъеме от земной поверхности до уровня конденсации? Как она будет изменяться выше этого уровня и почему?
Вариант 6
Будет ли изменяться массовая доля водяного пара в воздушной частице при ее адиабатическом подъеме от земной поверхности до уровня конденсации? Как она будет изменяться выше этого уровня и почему?
Вариант 7
Какой объем воздуха (сухого или с насыщенным водяным паром) при одинаковом адиабатическом опускании нагреется больше и почему?
Вариант 8
Какие процессы называют адиабатическими? Получите уравнение Пуассона и объясните его физический смысл.
Вариант 10
Что такое уровень конвекции, как определить его положение при увеличении относительной влажности у земной поверхности? Поясните на графике.

Задание 4
Определить состояние устойчивости слоев атмосферы по отношению к вертикальным перемещениям сухого воздуха и воздуха с насыщенным паром, приняв значение влажноадиабатического градиента равным 0,6°/100м. Ответы поместить в табл. 2а
Вариант 1

высота, м
0	200	500	800	1000	1300	1500	1800
24,5	21,7	18,7	16,9	15,9	15,9	16,3	15,7

Вариант 2

высота, м
0	200	500	800	1000	1300	1500	1800
20,4	17,4	16,2	14,4	14,4	11,4	9,6	10,0

Вариант 3

высота, м
0	200	500	800	1000	1300	1500	1800
19,8	17	15,2	12,2	11,4	12,4	12,4	11,8

Вариант 4

высота, м
0	200	500	800	1000	1300	1500	1800
16,3	13,3	12,5	12,5	10,7	7,7	8,3	7,8

Вариант 5

высота, м
0	200	500	800	1000	1300	1500	1800
30,7	28,3	26,5	25,9	22,9	21,6	21,6	22,2

Вариант 6

высота, м
0	200	500	800	1000	1300	1500	1800
26,3	23,4	21,3	19,5	18,1	18,1	17,5	18,4

Вариант 7

высота, м
0	200	500	800	1000	1300	1500	1800
21,4	19,0	16,0	15,1	15,1	16,6	15,3	13,5

Вариант 8

высота, м
0	200	500	800	1000	1300	1500	1800
27,6	24,4	21,4	20,2	20	20	19,2	20,4

Задание 5
При высоте солнца h измерены поток радиации на перпендикулярную поверхность I (кВт/м²), поток рассеянной радиации i (кВт/м²), температура воздуха t°С, температура поверхности почвы (воды) t₁°С, парциальное давление водяного пара е (гПа). Небо безоблачное. Найти коэффициент прозрачности воздуха р, суммарную радиацию Q, отраженную Q отр., поглощенную деятельным слоем Qпогл., излучение атмосферы, излучение земной поверхности (деятельного слоя), эффективное излучение В,  радиационный баланс R при заданном альбедо А(%) и коэффициенте излучения δ.

Для определения излучения атмосферы при ясной погоде можно воспользоваться формулой Д. Брента: Ва = σТ⁴(а+b√е)(кВт/м²),  где Т – температура воздуха по абсолютной шкале; е – парциальное давление водяного пара, гПа; σ = 5,67·10^-8Вт/м²·К⁴ – постоянная Стефана –Больцмана; а=0,61 и b = 0,05 – постоянные. Излучение земной поверхности В₀= δσТ₁⁴, где δ – коэффициент излучения; Т1 – температура земной поверхности по абсолютной шкале.
Вариант 1

h	I кВт/м2	i кВт/м2	t°С	t1°С	е гПА	А%	δ
40	1,1	0,1	17,5	25	16	20	0,980

Вариант 3

h	I кВт/м2	i кВт/м2	t°С	t1°С	е гПА	А%	δ
35	0,90	0,07	10,0	15,0	4,0	19	0,983

Вариант 4

h	I кВт/м2	i кВт/м2	t°С	t1°С	е гПА	А%	δ
33	0,83	0,12	5,5	10	6	17	0,976

Вариант 5

h	I кВт/м2	i кВт/м2	t°С	t1°С	е гПА	А%	δ
25	0,75	0,07	10	12,5	10	20	0,986

Вариант 6

h	I кВт/м2	i кВт/м2	t°С	t1°С	е гПА	А%	δ
45	1,15	0,11	18,0	26,0	25,0	22	0,960

Вариант 8

h	I кВт/м2	i кВт/м2	t°С	t1°С	е гПА	А%	δ
15	0,6	1,1	2,0	5,0	1	22	0,962

Вариант 9

h	I кВт/м2	i кВт/м2	t°С	t1°С	е гПА	А%	δ
42	1,15	0,09	20	23	16	18	0,975

Вариант 10

h	I кВт/м2	i кВт/м2	t°С	t1°С	е гПА	А%	δ
37	1,00	0,07	12,5	17,5	9,0	19,0	0,986

Задание 6
Вариант 1
Объясните, как влияет рыхление почвы на глубину проникания колебаний температуры, на суточный ход температуры поверхности
Вариант 2
Где больше суточный и годовой ход температуры поверхности: на суше или на море? Почему?
Вариант 3
Почему суточные и годовые колебания температуры в крупных водоемах проникают на значительно большую глубину, чем в почве?
Вариант 4
Какие факторы приводят к изменению температуры воздуха?
Вариант 5
Как оценивается адвективное изменение температуры? Какова его роль в фактическом изменении температуры?
Вариант 6
Каков механизм теплообмена в приземном слое воздуха? Как направлен турбулентный поток тепла, от каких факторов он зависит?
Вариант 8
От каких факторов зависит суточный и годовой ход температуры воздуха в приземном слое?
Вариант 9
Что такое инверсия температуры? Какие инверсии температуры вы знаете и каково их происхождение?
Вариант 10
Какой суточный ход основных составляющих теплового баланса на поверхности почвы? На водной поверхности? Изобразите это на графике.

Задание 7
Вычислить суточную сумму испарения ( в мм испарившегося слоя воды) с поверхности пруда (смотри графу А в табл. 4), если температура поверхности воды t(°С), парциальное давление водяного пара е (гПА) и скорость ветра V(м/с) определены на высоте 2 м над его поверхностью и с поверхности моря, если те же величины измерены с корабля (см.графу Б тал.4)
Вариант 1

А	Б
°С	гПА	V м/с	t°С	гПА	V м/с
18,0	17,9	3,6	5,7	6,5	8,2

Вариант 2

А	Б
°С	гПА	V м/с	t°С	гПА	V м/с
17	16,5	4,2	7,8	7,4	6,5

Вариант 3

А	Б
°С	гПА	V м/с	t°С	гПА	V м/с
16,0	16,0	5,0	9,5	10,2	7

Вариант 4

А	Б
°С	гПА	V м/с	t°С	гПА	V м/с
15,3	15,5	4,5	10,0	10,5	8,0

Вариант 5

А	Б
°С	гПА	V м/с	t°С	гПА	V м/с
15	15	6	18,7	19,6	5,7

Вариант 8

А	Б
°С	гПА	V м/с	t°С	гПА	V м/с
14	14,2	3,0	5,5	6,8	14

Вариант 10

А	Б
°С	гПА	V м/с	t°С	гПА	V м/с
18,2	19,1	5,5	8	8,7	15

Задание 8
Вариант 1
От каких факторов и как зависит насыщающее давление водяного пара?
Вариант 2
Каков суточный и годовой ход влагосодержания (парциального давления) водяного пара?
Вариант 3
Каков суточный и годовой ход относительной влажности
Вариант 4
В чем физическая сущность процесса испарения? Дайте определение скорости испарения.
Вариант 5
Рассмотрите и опишите процесс испарения в естественных условиях.
Вариант 6
Решите для двух случаев вопрос о том, будет ли происходить процесс испарения иил конденсации водяного пара при следующих условиях: температура воздуха t= 12•С, температура поверхности воды t?1=10•С. В первом случае относительная влажность воздуха f1 = 80%, во втором f2 = 90%
Вариант 7
Представьте на графике диаграмму равновесия фаз.рассмотрите неравновесные и равновесные условия. дайте объяснения.
Вариант 9
Какие процессы приводят к росту облачных элементов? Какова их роль на различных этапах роста капель?

Задание 9
Вариант 2
Какими путями достигается состояние насыщения при образовании туманов?
Вариант 3
Какие облака относятся к кучевообразным и какие процессы приводят их образованию?
Вариант 4
Какие облака относятся к слоистообразным и какие процессы приводят к их образованию.
Вариант 5
Какие облака относятся к волнистообразным и какие процессы приводят к их образованию?
Вариант 6
Как образуются радиационные туманы? Какие метеорологические условия благоприятствуют их образованию
Вариант 7
Как образуются адвективные туманы? Какие метеорологические условия благоприятствуют их образованию?
Вариант 8
Как образуются туманы испарения? какие метеорологические условия благоприятствуют их образованию?
Вариант 9
Как образуются осадки, выпадающие из облаков? Из каких облаков какие осадки выпадают
Вариант 10
Как определяется плотность снега и запас воды в снежном покрове?

Задание 10
Вариант 1
Какие факторы определяют турбулентный обмен в приземном слое атмосферы?
Вариант 5
Каковы причины движения воздуха?
Вариант 7
Рассмотрите градиентное движение в циклоне и антициклоне. Как в них направлен ветер по отношению к изобаре в северном и южном полушариях? Представьте это на рисунке.
Вариант 8
Дайте объяснение суточному ходу ветра.
Вариант 9
Как изменяется скорость ветра с высотой в пограничном слое.
Вариант 10
Поясните физический смысл силы трения в атмосфере. Дайте определение слою трения и уровню трения