2025年大學(xué)《地球系統(tǒng)科學(xué)》專業(yè)題庫——地球大氣環(huán)境及變化研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪一項不是構(gòu)成地球大氣圈主要氣體成分？A)氮氣(N2)B)氧氣(O2)C)氬氣(Ar)D)二氧化碳(CO2)E)水蒸氣(H2O)2.導(dǎo)致地球表面出現(xiàn)“溫室效應(yīng)”的主要原因是：A)大氣中的氮氣和氧氣吸收了大部分太陽輻射B)地球大氣對太陽短波輻射的吸收能力強C)地球大氣對地面長波輻射的吸收能力強，并向地面和宇宙空間再次輻射D)平流層臭氧吸收了大部分紫外線E)地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了大氣環(huán)流3.在大氣垂直結(jié)構(gòu)中，溫度隨高度升高而降低的層次是：A)對流層B)平流層C)中層D)熱層E)外逸層4.以下哪種現(xiàn)象主要由大氣中的水汽凝結(jié)物（云、霧等）直接對太陽輻射的反射而引起？A)溫室效應(yīng)B)紫外線吸收C)大氣逆輻射D)大氣削弱作用E)地面增溫5.在氣象學(xué)中，描述風(fēng)向時，通常指：A)風(fēng)的來向B)風(fēng)的去向C)風(fēng)的水平分量方向D)風(fēng)的垂直分量方向E)風(fēng)的加速度方向6.全球氣候變化最主要的自然強迫因素是：A)火山噴發(fā)B)太陽活動周期變化C)地球軌道參數(shù)變化D)植被破壞E)工業(yè)革命以來的溫室氣體排放7.下列哪一項是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要人為強迫因素？A)平流層臭氧消耗B)水汽濃度增加C)二氧化碳濃度增加D)火山活動頻率增加E)太陽輻射增強8.用來表示大氣中水汽含量狀態(tài)的物理量是：A)氣壓B)溫度C)混合比D)比濕E)風(fēng)速9.能夠吸收太陽紫外輻射，保護地表生物免受傷害的主要大氣成分存在于：A)對流層B)平流層C)中層D)熱層E)外逸層10.下列哪項技術(shù)通常不用于大氣成分的遙感探測？A)激光雷達(dá)B)衛(wèi)星輻射計C)氣象雷達(dá)D)GPSE)光譜分析儀二、名詞解釋（每題3分，共15分。請給出精準(zhǔn)、concise的定義）1.氣旋2.混合比3.溫室氣體4.極端天氣事件5.大氣污染物三、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述大氣輻射平衡的概念及其在地球氣候系統(tǒng)中的作用。2.簡述大氣污染物的主要來源及其對大氣環(huán)境的主要影響。3.簡述全球氣候變化對大氣環(huán)流可能產(chǎn)生的影響。4.簡述大氣監(jiān)測中地面觀測與衛(wèi)星遙感兩種方式的主要區(qū)別。四、論述題（每題10分，共30分。請圍繞下列主題進(jìn)行深入論述）1.論述人類活動對大氣成分變化及其對全球氣候系統(tǒng)的影響。2.結(jié)合所學(xué)知識，分析一種典型極端天氣事件（如臺風(fēng)、寒潮、干旱等）的形成機制及其潛在風(fēng)險。3.闡述大氣環(huán)境監(jiān)測對于人類活動和地球系統(tǒng)科學(xué)研究的重要性，并舉例說明。五、計算題（共15分。請按步驟寫出計算過程）假設(shè)某地大氣溫度隨高度呈線性遞減，地面溫度為25°C，大氣層結(jié)高度為1000米。如果干絕熱遞減率為9.8K/km，請計算：1.500米高度的大氣溫度是多少？（6分）2.如果在該高度測得水汽混合比為5g/kg，氣溫為10°C，請計算其飽和水汽壓（用飽和水汽壓公式，假設(shè)常數(shù)A=16.718,B=243.12）并判斷是否飽和？（9分）試卷答案一、選擇題1.D2.C3.A4.D5.A6.B7.C8.C9.B10.E二、名詞解釋1.氣旋：大氣中水平方向上氣壓低于周圍地區(qū)的渦旋。氣流在水平方向上由四周向中心輻合，垂直方向上通常為上升氣流。2.混合比：單位質(zhì)量干空氣中所含水汽的質(zhì)量。它是描述大氣中水汽含量的重要參數(shù)，不受溫度影響。3.溫室氣體：能夠吸收并重新輻射地球表面發(fā)出的紅外輻射（長波輻射），從而導(dǎo)致地球變暖的氣體，如二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）等。4.極端天氣事件：指發(fā)生概率小、強度大的天氣事件，其強度或持續(xù)時間超出該地區(qū)正常氣候狀況的界限，如強降水、高溫、寒潮、干旱、臺風(fēng)等。5.大氣污染物：指進(jìn)入大氣環(huán)境，并能對人類健康、生態(tài)環(huán)境、材料物品等造成直接或間接危害的物質(zhì)，如顆粒物（PM2.5）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、臭氧（O3）等。三、簡答題1.大氣輻射平衡：指到達(dá)地球大氣系統(tǒng)的太陽輻射（短波）與大氣系統(tǒng)向外空間散發(fā)的紅外輻射（長波）之間的能量收支差額趨于平衡的狀態(tài)。大氣輻射平衡是維持地球氣候系統(tǒng)能量平衡的基礎(chǔ)，決定了地球表面的有效輻射和溫度。如果收入大于支出，地球?qū)⒆兣环粗畡t變冷。2.大氣污染物來源與影響：來源主要包括：自然來源（如火山噴發(fā)、沙塵暴）和人為來源（如工業(yè)排放、交通排放、農(nóng)業(yè)活動、生活燃燒）。主要影響包括：形成酸雨（SO2,NOx）；導(dǎo)致光化學(xué)煙霧（NOx,VOCs）；危害人類健康（呼吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病）；形成溫室效應(yīng)（CO2,CH4,N2O）；降低大氣能見度（顆粒物）；腐蝕材料。3.全球氣候變化對大氣環(huán)流的影響：全球變暖導(dǎo)致極地與低緯度溫差減小，可能削弱行星波活動，改變急流位置和強度；可能增加熱帶輻合帶的活動和位置；可能導(dǎo)致一些地區(qū)干旱化，另一些地區(qū)洪澇加?。豢赡芨淖儤O端天氣事件（如熱浪、強降水）的頻率和強度。4.地面觀測與衛(wèi)星遙感區(qū)別：地面觀測直接在站點進(jìn)行測量，精度高、連續(xù)性好，但空間覆蓋范圍有限；衛(wèi)星遙感從空間對大氣進(jìn)行宏觀、大范圍觀測，覆蓋廣、時效性強，但空間分辨率和垂直分辨率受限制，且存在大氣干擾和數(shù)據(jù)處理復(fù)雜等問題。四、論述題1.人類活動對大氣成分變化及其對全球氣候系統(tǒng)的影響：人類活動，特別是工業(yè)革命以來的燃燒化石燃料、毀林、農(nóng)業(yè)活動等，導(dǎo)致大氣中二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體濃度顯著增加。這增強了地球的溫室效應(yīng)，導(dǎo)致全球平均氣溫上升（全球變暖）。全球變暖進(jìn)一步引起海平面上升、冰川融化、極端天氣事件頻發(fā)等一系列氣候系統(tǒng)變化，對自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。例如，CO2濃度增加主要來自能源消耗，CH4主要來自農(nóng)業(yè)（水稻種植、牲畜）和化石燃料開采，N2O主要來自農(nóng)業(yè)施肥。2.典型極端天氣事件形成機制與風(fēng)險分析（以臺風(fēng)為例）：臺風(fēng)是在熱帶或副熱帶洋面上形成的熱帶氣旋。其形成機制需要三個基本條件：廣闊的暖洋面（水溫高于26.5°C）、足夠大的地球自轉(zhuǎn)偏向力（緯度低于5°）和垂直方向上穩(wěn)定的風(fēng)切變小。臺風(fēng)形成后，暖濕空氣在中心附近輻合上升，釋放潛熱，進(jìn)一步加劇氣旋性渦旋的發(fā)展。臺風(fēng)的潛在風(fēng)險包括：強風(fēng)導(dǎo)致建筑物倒塌、樹木倒塌、電力中斷；特大暴雨導(dǎo)致城市內(nèi)澇、山洪、泥石流；風(fēng)暴潮導(dǎo)致沿海地區(qū)淹沒、海水倒灌。臺風(fēng)的形成過程涉及復(fù)雜的動力和熱力機制，其路徑和強度受環(huán)境流場、海溫等多種因素影響。3.大氣環(huán)境監(jiān)測的重要性及實例：大氣環(huán)境監(jiān)測對于人類活動和地球系統(tǒng)科學(xué)研究至關(guān)重要。首先，它為制定大氣污染控制政策、評估治理效果提供科學(xué)依據(jù)，如監(jiān)測PM2.5、SO2等污染物濃度，指導(dǎo)霧霾應(yīng)急響應(yīng)。其次，它用于研究大氣化學(xué)過程、空氣質(zhì)量變化趨勢，如監(jiān)測臭氧柱濃度、揮發(fā)性有機物（VOCs）排放。再次，它是氣候研究和氣候變化監(jiān)測的基礎(chǔ)，通過長期觀測大氣成分（如溫室氣體濃度）、溫度、降水等數(shù)據(jù)，了解地球氣候系統(tǒng)的變化。例如，通過全球地面監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星遙感（如MLS、GOSAT衛(wèi)星）獲取的CO2濃度數(shù)據(jù)，是驗證氣候模型、預(yù)測未來氣候變化的關(guān)鍵資料。五、計算題1.500米高度的大氣溫度計算：*題設(shè)：地面溫度T_surface=25°C=298.15K，高度H=1000m，干絕熱遞減率γ_d=9.8K/km=0.0098K/m。*計算：從地面到500米高度，溫度降低量ΔT=γ_d*H=0.0098K/m*1000m=9.8K。*500米高度溫度T_500m=T_surface-ΔT=298.15K-9.8K=288.35K=15.2°C。*答：500米高度的大氣溫度為15.2°C。2.飽和水汽壓計算與是否飽和判斷：*題設(shè)：500米高度氣溫T_500m=10°C=283.15K，水汽混合比w=5g/kg=0.005kg/kg。飽和水汽壓公式為es=A/(B+T)，其中A=16.718,B=243.12。*計算飽和水汽壓：*B+T=243.12+283.15=526.27。*es=16.718/526.27≈0.0317bar。*計算實際水汽分壓p_w：*實際水汽分壓p_w=w*total_pressure?？倸鈮和ǔ＜僭O(shè)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p?=1013.25mb=1.01325bar。(若題目未給總壓，常默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。*p_w=0.005kg/kg