大氣遙感考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪種大氣成分對可見光的散射作用最為顯著？（）A.氮?dú)釨.氧氣C.水汽D.氣溶膠2.在遙感中，瑞利散射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系是（）。A.與波長的一次方成正比B.與波長的二次方成反比C.與波長的四次方成反比D.與波長無關(guān)3.紅外波段遙感主要用于探測大氣中的（）。A.氮?dú)釨.氧氣C.水汽和二氧化碳D.臭氧4.以下哪種遙感方式屬于主動(dòng)式大氣遙感？（）A.微波輻射計(jì)B.太陽光度計(jì)C.激光雷達(dá)D.紅外輻射計(jì)5.大氣窗區(qū)是指（）。A.大氣對電磁波吸收很弱的波段B.大氣對電磁波完全吸收的波段C.大氣對電磁波散射很強(qiáng)的波段D.大氣對電磁波反射很強(qiáng)的波段6.衛(wèi)星遙感中，極軌衛(wèi)星的優(yōu)點(diǎn)是（）。A.可以對特定區(qū)域進(jìn)行長時(shí)間連續(xù)監(jiān)測B.覆蓋范圍廣，能獲得全球信息C.圖像分辨率高D.數(shù)據(jù)更新快7.臭氧在大氣中的主要作用是（）。A.吸收紅外線B.吸收紫外線C.散射可見光D.產(chǎn)生溫室效應(yīng)8.在水汽遙感中，常用的波段是（）。A.可見光波段B.近紅外波段C.中紅外波段D.遠(yuǎn)紅外波段9.氣溶膠的光學(xué)厚度反映了（）。A.氣溶膠的濃度B.氣溶膠對光的散射和吸收能力C.氣溶膠的粒徑大小D.氣溶膠的化學(xué)成分10.以下哪個(gè)大氣參數(shù)不能通過微波遙感測量？（）A.水汽含量B.液態(tài)水含量C.溫度廓線D.臭氧含量11.大氣邊界層的厚度一般在（）。A.幾十米到幾百米B.幾百米到幾千米C.幾千米到上萬米D.上萬米以上12.多光譜遙感數(shù)據(jù)相比于單波段遙感數(shù)據(jù)的優(yōu)勢在于（）。A.可以獲得更高的空間分辨率B.可以提供更多的光譜信息C.可以進(jìn)行更精確的時(shí)間觀測D.可以減少大氣干擾13.風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星屬于（）。A.美國衛(wèi)星B.歐洲衛(wèi)星C.中國衛(wèi)星D.俄羅斯衛(wèi)星14.激光雷達(dá)探測大氣氣溶膠時(shí)，主要利用的是（）。A.瑞利散射B.米散射C.拉曼散射D.布里淵散射15.以下哪種遙感技術(shù)可以用于測量大氣風(fēng)場？（）A.太陽光度計(jì)B.微波輻射計(jì)C.多普勒激光雷達(dá)D.紅外輻射計(jì)二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.大氣對遙感信號(hào)的影響主要包括（）。A.吸收B.散射C.反射D.折射2.以下屬于被動(dòng)式大氣遙感儀器的有（）。A.太陽能紫外輻射監(jiān)測儀B.傅里葉變換紅外光譜儀C.毫米波雷達(dá)D.天基高光譜紅外探測器3.衛(wèi)星遙感大氣的優(yōu)點(diǎn)有（）。A.覆蓋范圍廣B.可以進(jìn)行重復(fù)觀測C.不受天氣條件限制D.能夠提供全球尺度的大氣數(shù)據(jù)4.大氣成分遙感探測可以測量的氣體包括（）。A.二氧化碳B.一氧化碳C.二氧化硫D.甲烷5.影響大氣氣溶膠特性的因素有（）。A.污染源B.氣象條件C.地形地貌D.太陽輻射三、判斷題（每題1分，共10分）1.大氣散射會(huì)使遙感圖像變得模糊，降低圖像的分辨率。（）2.所有的大氣成分對遙感信號(hào)的吸收和散射特性都是相同的。（）3.被動(dòng)式大氣遙感需要向大氣中發(fā)射信號(hào)。（）4.極軌衛(wèi)星的軌道平面與地球的赤道平面夾角為0°。（）5.水汽在紅外波段有多個(gè)吸收峰，因此可以利用紅外遙感準(zhǔn)確測量水汽含量。（）6.氣溶膠的光學(xué)厚度越大，說明大氣越清澈。（）7.微波遙感對云層有很強(qiáng)的穿透能力，因此可以用于雨天的大氣探測。（）8.多光譜遙感數(shù)據(jù)中的每個(gè)波段都可以反映不同的大氣信息。（）9.氣象衛(wèi)星只能用于天氣預(yù)報(bào)，不能用于大氣科學(xué)研究。（）10.激光雷達(dá)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測大氣氣溶膠的垂直分布。（）四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述大氣對遙感信號(hào)的吸收和散射作用，并說明其對遙感成像的影響。2.請解釋主動(dòng)式大氣遙感和被動(dòng)式大氣遙感的區(qū)別，并各舉一個(gè)例子。3.說明衛(wèi)星遙感大氣的基本原理和主要應(yīng)用領(lǐng)域。五、論述題（15分）論述大氣遙感在應(yīng)對氣候變化研究中的重要作用，并結(jié)合實(shí)際案例說明其應(yīng)用。大氣遙感考試答案一、單項(xiàng)選擇題1.答案：D解析：氣溶膠是大氣中懸浮的固體或液體微粒，其對可見光的散射作用最為顯著。氮?dú)夂脱鯕馐谴髿獾闹饕煞?，對可見光的散射相對較弱；水汽主要影響紅外波段。所以選D。2.答案：C解析：瑞利散射的強(qiáng)度與波長的四次方成反比。這是瑞利散射的重要特性，短波散射強(qiáng)，長波散射弱，所以天空呈現(xiàn)藍(lán)色。所以選C。3.答案：C解析：水汽和二氧化碳在紅外波段有明顯的吸收和發(fā)射特征，因此紅外波段遙感主要用于探測大氣中的水汽和二氧化碳。氮?dú)夂脱鯕庠诩t外波段的特征不明顯；臭氧主要在紫外波段進(jìn)行探測。所以選C。4.答案：C解析：主動(dòng)式大氣遙感需要向大氣中發(fā)射信號(hào)，激光雷達(dá)向大氣中發(fā)射激光脈沖，通過接收散射信號(hào)來探測大氣，屬于主動(dòng)式。微波輻射計(jì)、太陽光度計(jì)和紅外輻射計(jì)都是接收大氣自身發(fā)射或反射的輻射，屬于被動(dòng)式。所以選C。5.答案：A解析：大氣窗區(qū)是指大氣對電磁波吸收很弱的波段，在這些波段，電磁波能夠較好地穿透大氣，便于進(jìn)行遙感探測。所以選A。6.答案：B解析：極軌衛(wèi)星圍繞地球兩極運(yùn)行，覆蓋范圍廣，能夠獲得全球信息?？梢詫μ囟▍^(qū)域進(jìn)行長時(shí)間連續(xù)監(jiān)測是靜止衛(wèi)星的優(yōu)點(diǎn)；圖像分辨率和數(shù)據(jù)更新快與衛(wèi)星的具體參數(shù)有關(guān)，不是極軌衛(wèi)星的主要優(yōu)點(diǎn)。所以選B。7.答案：B解析：臭氧在大氣中的主要作用是吸收紫外線，保護(hù)地球上的生物免受紫外線的傷害。所以選B。8.答案：B解析：近紅外波段對水汽比較敏感，常用于水汽遙感。可見光波段主要用于觀測地物反射；中紅外和遠(yuǎn)紅外波段也有各自的應(yīng)用，但不是水汽遙感的常用波段。所以選B。9.答案：B解析：氣溶膠的光學(xué)厚度反映了氣溶膠對光的散射和吸收能力，它綜合了氣溶膠的濃度、粒徑大小和化學(xué)成分等因素對光的影響。所以選B。10.答案：D解析：微波遙感可以測量水汽含量、液態(tài)水含量和溫度廓線。臭氧含量主要通過紫外和可見光波段的遙感進(jìn)行測量。所以選D。11.答案：B解析：大氣邊界層的厚度一般在幾百米到幾千米，它受到地面熱力和動(dòng)力作用的影響，厚度會(huì)有所變化。所以選B。12.答案：B解析：多光譜遙感數(shù)據(jù)包含多個(gè)波段的信息，可以提供更多的光譜信息，有助于更準(zhǔn)確地識(shí)別地物和分析大氣成分。與空間分辨率、時(shí)間觀測和減少大氣干擾關(guān)系不大。所以選B。13.答案：C解析：風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星是中國自主研制和發(fā)射的氣象衛(wèi)星，為中國的氣象預(yù)報(bào)和大氣科學(xué)研究提供了重要數(shù)據(jù)。所以選C。14.答案：B解析：激光雷達(dá)探測大氣氣溶膠時(shí)，主要利用的是米散射。米散射適用于粒子直徑與波長相當(dāng)?shù)那闆r，氣溶膠粒子的大小通常滿足米散射條件。瑞利散射適用于小粒子；拉曼散射和布里淵散射在特定的研究中有應(yīng)用，但不是探測氣溶膠的主要方式。所以選B。15.答案：C解析：多普勒激光雷達(dá)通過測量激光與大氣中氣溶膠等粒子相互作用產(chǎn)生的多普勒頻移，來測量大氣風(fēng)場。太陽光度計(jì)主要測量氣溶膠的光學(xué)厚度；微波輻射計(jì)主要測量大氣的溫度、水汽等參數(shù)；紅外輻射計(jì)主要測量地物和大氣的紅外輻射。所以選C。二、多項(xiàng)選擇題1.答案：ABCD解析：大氣對遙感信號(hào)的影響包括吸收、散射、反射和折射。吸收會(huì)使部分能量被大氣吸收，減少到達(dá)傳感器的能量；散射會(huì)改變光線的傳播方向，影響圖像質(zhì)量；反射會(huì)使部分輻射被大氣反射回去；折射會(huì)使光線的傳播路徑發(fā)生彎曲。所以選ABCD。2.答案：ABD解析：被動(dòng)式大氣遙感儀器接收大氣自身發(fā)射或反射的輻射，太陽能紫外輻射監(jiān)測儀、傅里葉變換紅外光譜儀和天基高光譜紅外探測器都屬于此類。毫米波雷達(dá)向大氣中發(fā)射毫米波信號(hào)，屬于主動(dòng)式。所以選ABD。3.答案：ABD解析：衛(wèi)星遙感大氣的優(yōu)點(diǎn)包括覆蓋范圍廣、可以進(jìn)行重復(fù)觀測和能夠提供全球尺度的大氣數(shù)據(jù)。但衛(wèi)星遙感受天氣條件有一定影響，例如云層會(huì)影響可見光和紅外波段的觀測。所以選ABD。4.答案：ABCD解析：大氣成分遙感探測可以測量多種氣體，包括二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫和甲烷等。這些氣體在大氣中的含量和變化對氣候和環(huán)境有重要影響。所以選ABCD。5.答案：ABCD解析：污染源會(huì)影響氣溶膠的種類和濃度；氣象條件如風(fēng)速、濕度等會(huì)影響氣溶膠的擴(kuò)散和分布；地形地貌會(huì)影響氣流運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而影響氣溶膠的傳輸；太陽輻射會(huì)影響氣溶膠的化學(xué)性質(zhì)和光學(xué)特性。所以選ABCD。三、判斷題1.答案：√解析：大氣散射會(huì)使光線在大氣中發(fā)生多次散射，導(dǎo)致遙感圖像變得模糊，降低圖像的分辨率。所以正確。2.答案：×解析：不同的大氣成分對遙感信號(hào)的吸收和散射特性不同，例如水汽、二氧化碳和臭氧等在不同的波段有不同的吸收和散射特征。所以錯(cuò)誤。3.答案：×解析：被動(dòng)式大氣遙感不需要向大氣中發(fā)射信號(hào)，而是接收大氣自身發(fā)射或反射的輻射。所以錯(cuò)誤。4.答案：×解析：極軌衛(wèi)星的軌道平面與地球的赤道平面夾角接近90°，而不是0°。所以錯(cuò)誤。5.答案：×解析：雖然水汽在紅外波段有多個(gè)吸收峰，但大氣中其他成分的干擾以及測量誤差等因素會(huì)影響利用紅外遙感準(zhǔn)確測量水汽含量。所以錯(cuò)誤。6.答案：×解析：氣溶膠的光學(xué)厚度越大，說明氣溶膠對光的散射和吸收能力越強(qiáng)，大氣越渾濁，而不是越清澈。所以錯(cuò)誤。7.答案：√解析：微波具有較強(qiáng)的穿透云層的能力，因此可以用于雨天的大氣探測，例如測量降水、水汽等參數(shù)。所以正確。8.答案：√解析：多光譜遙感數(shù)據(jù)中的每個(gè)波段反映的地物和大氣信息不同，可以綜合利用多個(gè)波段的信息進(jìn)行分析，提高對目標(biāo)的識(shí)別和監(jiān)測能力。所以正確。9.答案：×解析：氣象衛(wèi)星不僅用于天氣預(yù)報(bào)，還廣泛應(yīng)用于大氣科學(xué)研究、氣候監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。所以錯(cuò)誤。10.答案：√解析：激光雷達(dá)可以向大氣中發(fā)射激光脈沖，通過測量不同高度的散射信號(hào)來實(shí)時(shí)監(jiān)測大氣氣溶膠的垂直分布。所以正確。四、簡答題1.答案：吸收作用：大氣中的各種成分對不同波長的電磁波具有選擇性吸收的特性。例如，水汽在紅外波段有多個(gè)吸收帶，二氧化碳在特定的紅外波段吸收較強(qiáng)，臭氧在紫外波段有明顯吸收。吸收作用會(huì)使特定波長的電磁波能量被大氣吸收，導(dǎo)致到達(dá)傳感器的能量減少，從而影響遙感探測的信號(hào)強(qiáng)度和準(zhǔn)確性。散射作用：散射是指大氣中的氣體分子、氣溶膠等粒子使電磁波偏離原來傳播方向的現(xiàn)象。主要包括瑞利散射、米散射和無選擇性散射。瑞利散射與波長的四次方成反比，對短波散射強(qiáng)，長波散射弱，如天空呈現(xiàn)藍(lán)色就是瑞利散射的結(jié)果；米散射適用于粒子直徑與波長相當(dāng)?shù)那闆r；無選擇性散射對各波長的散射作用相同。散射會(huì)導(dǎo)致光線方向改變，一部分原本應(yīng)到達(dá)傳感器的光線偏離，同時(shí)也會(huì)有其他方向的散射光進(jìn)入傳感器，從而使遙感圖像變得模糊，降低圖像的對比度和分辨率。對遙感成像的影響：吸收作用會(huì)造成圖像上某些波段信號(hào)的減弱甚至缺失，影響對特定目標(biāo)的識(shí)別和監(jiān)測；散射作用會(huì)使圖像的清晰度下降，增加圖像的噪聲，影響圖像的質(zhì)量和信息提取。2.答案：區(qū)別：主動(dòng)式大氣遙感需要向大氣中發(fā)射信號(hào)，然后接收大氣對發(fā)射信號(hào)的散射、反射等回波信號(hào)來獲取大氣信息。這種方法可以主動(dòng)控制發(fā)射信號(hào)的特性，探測分辨率和精度較高，但設(shè)備復(fù)雜，成本高。被動(dòng)式大氣遙感則是接收大氣自身發(fā)射或反射的自然輻射信號(hào)，不需要向大氣中發(fā)射信號(hào)。設(shè)備相對簡單，成本較低，但受到自然輻射源的限制，信號(hào)較弱，探測精度相對有限。例子：主動(dòng)式大氣遙感的例子是激光雷達(dá)，它向大氣中發(fā)射高能量的激光脈沖，通過接收大氣中粒子對激光的散射信號(hào)來測量大氣的成分、氣溶膠的分布等。被動(dòng)式大氣遙感的例子是衛(wèi)星上的紅外輻射計(jì)，它接收地球大氣和地表發(fā)射的紅外輻射，用于監(jiān)測地球的溫度分布和大氣的熱力狀況。3.答案：基本原理：衛(wèi)星遙感大氣主要基于大氣中不同成分對不同波長電磁波的吸收、發(fā)射和散射特性。衛(wèi)星上的傳感器接收來自大氣的輻射，通過分析這些輻射的強(qiáng)度、頻譜等特征，結(jié)合大氣輻射傳輸模型，反演得到大氣的各種參數(shù)，如溫度、濕度、氣體成分濃度、氣溶膠光學(xué)厚度等。主要應(yīng)用領(lǐng)域：天氣預(yù)報(bào)：通過監(jiān)測大氣的溫度、濕度、風(fēng)場等參數(shù)，為數(shù)值天氣預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)支持，提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。氣候研究：長期監(jiān)測全球大氣成分的變化，如二氧化碳、甲烷等溫室氣體的濃度變化，研究氣候變化的趨勢和原因。環(huán)境監(jiān)測：監(jiān)測大氣中的污染物濃度，如二氧化硫、氮氧化物、氣溶膠等，評(píng)估空氣質(zhì)量，指導(dǎo)環(huán)境保護(hù)工作。災(zāi)害監(jiān)測：監(jiān)測臺(tái)風(fēng)、暴雨等災(zāi)害性天氣的發(fā)生、發(fā)展和移動(dòng)情況，為災(zāi)害預(yù)警和防御提供信息。五、論述題答案：大氣遙感在應(yīng)對氣候變化研究中的重要作用：監(jiān)測溫室氣體濃度變化：大氣遙感可以準(zhǔn)確監(jiān)測大氣中二氧化碳、甲烷等溫室氣體的濃度和分布。這些溫室氣體的增加是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因之一。通過衛(wèi)星遙感等手段，可以獲得全球范圍內(nèi)的溫室氣體濃度數(shù)據(jù)，分析其時(shí)空變化規(guī)律，為研究氣候變化的機(jī)制和評(píng)估減排效果提供數(shù)據(jù)支持。研究云和氣溶膠的作用：云和氣溶膠對地球的輻射平衡有重要影響。云可以反射太陽輻射，也可以吸收和發(fā)射紅外輻射；氣溶膠可以散射和吸收太陽輻射，還可以作為云凝結(jié)核影響云的形成和特性。大氣遙感可以測量云的分布、光學(xué)厚度、相態(tài)等參數(shù)，以及氣溶膠的光學(xué)特性、粒徑分布等，深入研究云和氣溶膠在氣候變化中的反饋機(jī)制。