2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——行星大氣成分遙感監(jiān)測技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種電磁波譜段最常用于遙感探測行星大氣中的水蒸氣？A.可見光B.紅外光C.紫外光D.無線電波2.朗伯-比爾定律描述了什么關(guān)系？A.光譜輻射與大氣成分濃度的關(guān)系B.大氣溫度與氣壓的關(guān)系C.光譜輻射與大氣厚度關(guān)系D.反射率與透射率的關(guān)系3.在行星大氣成分遙感中，微波雷達(dá)主要利用什么現(xiàn)象來探測大氣參數(shù)？A.光譜吸收B.散射C.發(fā)射D.譜線展寬4.下列哪種技術(shù)最適合探測行星大氣中的痕量氣體？A.高光譜遙感B.多光譜遙感C.微波雷達(dá)D.紅外成像5.行星大氣成分遙感數(shù)據(jù)中，大氣校正的主要目的是什么？A.提高圖像分辨率B.消除大氣對光譜的影響C.增強(qiáng)目標(biāo)特征D.減少噪聲干擾6.下列哪個(gè)行星的大氣成分以氫和氦為主？A.地球B.火星C.木星D.天王星7.光學(xué)激光雷達(dá)主要用于探測行星大氣中的什么參數(shù)？A.溫度和氣壓B.水汽和臭氧C.顆粒濃度和成分D.風(fēng)速和風(fēng)向8.在行星大氣成分遙感中，特征提取的主要目的是什么？A.降低數(shù)據(jù)量B.突出目標(biāo)信息C.平滑圖像D.校正畸變9.人工智能技術(shù)在行星大氣成分遙感中主要應(yīng)用于什么方面？A.數(shù)據(jù)采集B.數(shù)據(jù)處理C.數(shù)據(jù)分析D.儀器制造10.下列哪個(gè)是行星大氣成分遙感監(jiān)測的重要應(yīng)用領(lǐng)域？A.行星地質(zhì)勘探B.行星生命探測C.行星衛(wèi)星發(fā)射D.行星軌道測定二、填空題（每空1分，共10分）1.行星大氣成分遙感監(jiān)測主要利用大氣對電磁輻射的________、________和________效應(yīng)。2.微波激光雷達(dá)利用________對大氣粒子的后向散射進(jìn)行探測。3.高光譜遙感可以獲取行星大氣________的連續(xù)光譜信息。4.大氣參數(shù)反演的主要方法包括光譜分析法和________。5.行星大氣成分遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理的主要步驟包括輻射定標(biāo)、_______和幾何校正。6.機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以用于行星大氣成分遙感數(shù)據(jù)的________和分類。7.火星大氣的主要成分是________和________。8.光譜分辨率越高，所能分辨的________越精細(xì)。9.行星大氣成分遙感監(jiān)測是研究行星________的重要手段。10.________是指大氣中某種氣體的濃度隨高度的變化情況。三、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述光譜分析法在行星大氣成分遙感中的應(yīng)用原理。2.簡述大氣窗口的概念及其在行星大氣遙感中的意義。3.簡述毫米波雷達(dá)在行星大氣成分遙感中的優(yōu)勢。4.簡述大氣校正在行星大氣成分遙感數(shù)據(jù)處理中的必要性。5.簡述行星大氣成分遙感監(jiān)測在行星生命探測中的應(yīng)用前景。四、論述題（10分）論述如何針對類地行星設(shè)計(jì)大氣成分遙感監(jiān)測方案，包括選擇合適的遙感技術(shù)、確定探測波段、設(shè)計(jì)觀測策略等。五、計(jì)算題（15分）假設(shè)某行星大氣對某特定波長的紅外輻射的透射率為0.8，已知該波長的紅外輻射在真空中的強(qiáng)度為I?，試計(jì)算該波長紅外輻射穿過該行星大氣后的強(qiáng)度I，并說明該強(qiáng)度與透射率之間的關(guān)系。六、案例分析題（20分）分析火星大氣成分遙感監(jiān)測的主要挑戰(zhàn)和難點(diǎn)，并提出相應(yīng)的解決方案。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.B4.A5.B6.C7.B8.B9.C10.B二、填空題1.吸收散射發(fā)射2.激光3.光譜特征4.激光雷達(dá)法5.大氣校正6.分析7.氮?dú)庋鯕?.光譜特征9.氣候變化10.氣體垂直分布廓線三、簡答題1.光譜分析法利用不同氣體分子對特定波長的電磁輻射具有選擇性吸收的特性，通過測量行星大氣光譜中這些特征吸收線的位置、強(qiáng)度和形狀等信息，可以反演大氣成分的種類、濃度和溫度等參數(shù)。2.大氣窗口是指大氣對某些特定波段的電磁輻射吸收較弱，允許電磁輻射穿透大氣到達(dá)地表或被遙感探測器接收的波段。利用大氣窗口進(jìn)行行星大氣遙感可以減少大氣干擾，提高探測精度。3.毫米波雷達(dá)具有穿透云、霧、塵埃等大氣介質(zhì)的能力，可以全天候、全天時(shí)對行星大氣進(jìn)行探測，并且能夠探測到大氣中的水汽、臭氧、氣溶膠等成分，因此在行星大氣成分遙感中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。4.大氣校正是為了消除大氣對遙感探測信號的影響，恢復(fù)地物真實(shí)的光譜信息。如果不進(jìn)行大氣校正，遙感數(shù)據(jù)將無法真實(shí)反映行星大氣的成分和狀態(tài)，從而影響后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和反演結(jié)果。5.行星大氣成分是判斷行星是否存在生命或曾經(jīng)存在生命的重要依據(jù)。通過遙感技術(shù)可以探測行星大氣中的生命標(biāo)志氣體（如氧氣、甲烷等）及其含量變化，為尋找地外生命提供重要線索。四、論述題設(shè)計(jì)類地行星大氣成分遙感監(jiān)測方案，需要考慮以下因素：*遙感技術(shù)選擇：根據(jù)目標(biāo)行星的軌道、大氣特性以及探測目標(biāo)，選擇合適的遙感技術(shù)。例如，對于類地行星，可以選擇光譜遙感、激光雷達(dá)等技術(shù)，以探測大氣成分和結(jié)構(gòu)。*探測波段確定：根據(jù)目標(biāo)氣體的光譜特征，選擇合適的探測波段。例如，探測水蒸氣可以選擇紅外波段，探測臭氧可以選擇紫外或可見光波段。*觀測策略設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)合理的觀測策略，包括觀測時(shí)間、觀測角度、觀測模式等。例如，可以采用軌道觀測、定點(diǎn)觀測等方式，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和覆蓋范圍。五、計(jì)算題I=I?×透射率=I?×0.8=0.8I?透射率表示紅外輻射穿過大氣后的剩余比例，透射率越高，說明大氣對紅外輻射的吸收越弱，穿過大氣的紅外輻射強(qiáng)度越高。六、案例分析題火星大氣成分遙感監(jiān)測的主要挑戰(zhàn)和難點(diǎn)包括：*大氣Opacity高：火星大氣密度低，但含有大量塵埃和二氧化碳冰晶，導(dǎo)致大氣Opacity較高，嚴(yán)重影響遙感探測信號。*缺乏大氣窗口：火星大氣對可見光和近紅外波段吸收強(qiáng)烈，缺乏適合遙感探測的大氣窗口。*探測精度要求高：尋找地外生命需要高精度的大氣成分探測數(shù)據(jù)，對遙感技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法提出了較高要求。解決方案：*發(fā)展高靈敏度遙感儀器：研制具有更高靈敏度和信噪比的紅外光譜儀、激光雷達(dá)等遙感儀器，以克服火星大氣Opacity高的問題。*拓展探測波段：