2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——陸地地?zé)針?gòu)造對城市溫度分布的影響研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.地?zé)崽荻?.城市熱島效應(yīng)3.斷裂構(gòu)造4.大地?zé)崃?.熱島邊界二、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述地?zé)岙惓５闹饕梢蝾愋汀?.除了地?zé)嵋蛩?，請列舉至少三種導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)的主要人為原因。3.解釋地?zé)針?gòu)造如何通過改變地表熱性質(zhì)來影響城市溫度分布。4.大地?zé)崃鳒y量的基本原理是什么？它在探測城市地?zé)針?gòu)造中有什么作用？5.簡述利用遙感技術(shù)反演城市地表溫度分布的基本思路。三、論述題（每題10分，共30分）1.論述城市區(qū)域中不同類型地?zé)針?gòu)造（如活動斷裂帶、深大斷裂、巖漿活動區(qū)、地?zé)崽铮┛赡軐Τ鞘袦囟确植籍a(chǎn)生的影響機制及其空間差異性。2.結(jié)合地球物理探測方法（至少列舉兩種），論述如何研究特定城市中地?zé)針?gòu)造對溫度分布的影響。說明選擇這些方法的原因及其優(yōu)缺點。3.探討獲取城市地?zé)針?gòu)造信息及其對溫度分布影響的研究意義，并舉例說明這些信息在城市規(guī)劃或環(huán)境管理中的應(yīng)用潛力。四、方法應(yīng)用題（15分）假設(shè)你所在的城市近期經(jīng)歷了極端高溫天氣，氣象部門懷疑可能與地下某種地?zé)峄顒佑嘘P(guān)。請設(shè)計一個初步的、結(jié)合地球物理方法的城市地?zé)針?gòu)造調(diào)查方案，用于評估地?zé)岙惓Ξ斍案邷靥鞖獾目赡茇暙I。方案應(yīng)包括需要采用的主要地球物理方法、簡要的實施步驟以及預(yù)期獲得的信息類型。試卷答案一、名詞解釋1.地?zé)崽荻龋褐傅厍騼?nèi)部某一點沿垂直方向上的地?zé)崃髅芏龋▎挝幻娣e的熱流）隨深度變化的率，通常用攝氏度每百米（°C/100m）或開爾文每千米（K/km）表示，是衡量地?zé)峄顒訌姸鹊闹匾笜恕?*解析思路：*定義地?zé)崽荻鹊母拍?，強調(diào)其衡量地?zé)峄顒訌姸群捅硎痉绞健?.城市熱島效應(yīng)：指城市區(qū)域的氣溫顯著高于其周邊郊區(qū)的現(xiàn)象，表現(xiàn)為城市形成“熱島”，其范圍和強度隨時間和空間變化。**解析思路：*定義城市熱島效應(yīng)，點明其核心特征是城市比郊區(qū)熱，以及其時空變異性。3.斷裂構(gòu)造：地殼中巖層發(fā)生斷裂、位移而形成的構(gòu)造形跡，是地殼運動的重要表現(xiàn)形式，?？刂浦鴰r漿活動、地震發(fā)生以及水文地質(zhì)和熱液活動的空間展布。**解析思路：*定義斷裂構(gòu)造，并指出其在地質(zhì)作用中的控制和影響作用，為連接地?zé)岷蜏囟确植即蛳禄A(chǔ)。4.大地?zé)崃鳎褐笍牡厍騼?nèi)部向地表單位面積、單位時間內(nèi)傳遞的熱量，是地球內(nèi)部熱能向外散發(fā)的總量和強度的直接量度，反映地殼及上地幔的熱狀態(tài)。**解析思路：*定義大地?zé)崃?，強調(diào)其作為地球內(nèi)部熱量散發(fā)的量度意義。5.熱島邊界：指城市熱島效應(yīng)影響顯著的范圍與其相對涼爽的郊區(qū)環(huán)境之間的過渡帶或分界線，其位置和形態(tài)會隨氣象條件等因素變化。**解析思路：*定義熱島邊界，點明其作為城市熱島影響范圍的過渡區(qū)域特征。二、簡答題1.地?zé)岙惓５闹饕梢蝾愋停喊◣r漿活動成因（如火山、次火山巖漿房附近）、變質(zhì)作用成因（如深大斷裂帶兩側(cè)強烈的變質(zhì)作用）、沉積盆地成因（如有機質(zhì)熱分解、深部流體循環(huán)）、地殼深部熱源傳導(dǎo)成因（如靠近地幔熱柱）以及水文活動成因（如地下水循環(huán)加速深部熱量上升）。**解析思路：*按照成因機制分類列舉地?zé)岙惓５闹饕愋?，涵蓋巖漿、變質(zhì)、沉積、傳導(dǎo)、水文等主要地質(zhì)背景。2.導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)的主要人為原因：包括城市建筑和鋪裝材料（如混凝土、瀝青吸收并儲存更多太陽輻射）、綠地和水體減少（減少了蒸發(fā)冷卻和遮蔭降溫效應(yīng)）、工業(yè)生產(chǎn)與交通排放（直接釋放大量廢氣和熱量）、空調(diào)和供暖系統(tǒng)散熱（人為熱排放）、夜間照明散熱等。**解析思路：*列舉人為原因，從城市下墊面性質(zhì)、能量排放、蒸發(fā)冷卻條件改變等方面展開。3.地?zé)針?gòu)造通過改變地表熱性質(zhì)影響城市溫度分布：地?zé)針?gòu)造（如斷裂帶附近巖體破碎、孔隙度增加）可能導(dǎo)致土壤或地殼淺部巖體的熱導(dǎo)率、熱容發(fā)生變化。高熱導(dǎo)率區(qū)域能更快地將地下熱量傳遞到地表，或在白天更快吸收太陽輻射；高熱容區(qū)域需要吸收更多熱量才能升溫，或散熱更慢，從而導(dǎo)致地表溫度響應(yīng)更快或更持久，形成局部溫度異常。**解析思路：*闡述地?zé)針?gòu)造如何通過影響巖土體的物理熱性質(zhì)（導(dǎo)熱率、熱容），進而改變地表的能量平衡過程，最終影響溫度表現(xiàn)。4.大地?zé)崃鳒y量的基本原理及其作用：基本原理通常通過測量地表某深度（如通過鉆孔熱測井）或地表特定裝置（如地?zé)嵊?、熱流板）在穩(wěn)定狀態(tài)下的熱流輸入來推算。在探測城市地?zé)針?gòu)造中，大地?zé)崃鳒y量可用于確定區(qū)域性的地?zé)岜尘皥觯R別熱流異常區(qū)，這些異常區(qū)可能對應(yīng)著潛在的地下熱源或構(gòu)造活動，為后續(xù)利用其他地球物理方法（如電阻率法、地震法）定位和詳查具體的地?zé)針?gòu)造提供先導(dǎo)信息和區(qū)域約束。**解析思路：*解釋大地?zé)崃鳒y量的基本測量方式，并重點說明其在城市地?zé)嵫芯恐凶鳛榛A(chǔ)背景調(diào)查和異常識別工具的作用。5.利用遙感技術(shù)反演城市地表溫度分布的基本思路：利用熱紅外遙感影像，通過傳感器接收目標物體（如地表、植被冠層、水體）發(fā)射的熱紅外輻射能量，根據(jù)普朗克定律和斯蒂芬-玻爾茲曼定律，結(jié)合大氣校正模型，反演得到地表溫度分布。通常需要選擇合適的觀測時段（如晴朗無云的夜晚），并可能結(jié)合地表發(fā)射率信息進行修正。**解析思路：*描述利用熱紅外遙感獲取地表溫度的基本物理原理和流程，包括數(shù)據(jù)源、核心定律、大氣影響及修正方法。三、論述題1.論述城市區(qū)域中不同類型地?zé)針?gòu)造對城市溫度分布的影響機制及其空間差異性：不同類型地?zé)針?gòu)造對城市溫度分布的影響機制多樣?；顒訑嗔褞Ц浇?，由于地殼活動強烈，可能伴隨有巖漿淺部侵入或熱液活動，導(dǎo)致大地?zé)崃魃吆蜏\部地溫異常，形成區(qū)域性或局部性的熱島，其溫度升高可能更持久且幅度較大。深大斷裂控制的水文地質(zhì)構(gòu)造，可能溝通深部熱源或加速地下熱水的循環(huán)，在斷裂帶出露或附近區(qū)域，可能因溫泉、熱泉或土壤溫度升高而形成點狀或帶狀更強的熱異常，并可能影響城市水分循環(huán)和蒸發(fā)冷卻效應(yīng)。巖漿活動遺跡區(qū)（如巖盆、巖床），即使活動已停止，其形成的火成巖通常具有較高的熱導(dǎo)率和初始地溫，熱量會緩慢地向地表傳導(dǎo)，形成相對穩(wěn)定且范圍可能較廣的地?zé)岜尘吧邊^(qū)，對城市溫度分布產(chǎn)生持續(xù)的、較溫和的影響。地?zé)崽飫t直接表現(xiàn)為明顯的熱源，不僅導(dǎo)致地表溫度顯著升高，還可能通過熱排水、土壤增溫等方式直接影響城市環(huán)境。這些影響在空間上表現(xiàn)出差異：斷裂帶影響可能呈線性展布；巖漿活動區(qū)影響范圍可能較大且相對均勻；地?zé)崽镉绊憚t集中在特定區(qū)域。其綜合效應(yīng)疊加在城市熱島之上，使得城市溫度分布更加復(fù)雜化。**解析思路：*針對不同類型地?zé)針?gòu)造（斷裂、巖漿遺跡、地?zé)崽铮?，分別闡述其影響溫度的內(nèi)在機制（熱源、熱導(dǎo)、水文等），并分析這些機制導(dǎo)致的空間分布特征（線性、面狀、點狀）和影響強度（持久、劇烈、溫和）的差異，最后強調(diào)其與城市熱島效應(yīng)的疊加效應(yīng)。2.結(jié)合地球物理探測方法論述如何研究特定城市中地?zé)針?gòu)造對溫度分布的影響，并說明選擇原因及優(yōu)缺點：研究特定城市中地?zé)針?gòu)造對溫度分布的影響，可設(shè)計一個綜合性的地球物理探測方案。首先，利用大地?zé)崃鳒y量獲取城市區(qū)域的地?zé)岜尘皥龊彤惓７植?，初步圈定可能存在地?zé)峄顒拥膮^(qū)域。然后，針對熱流異常區(qū)或溫度異常點（可通過遙感、地溫監(jiān)測網(wǎng)發(fā)現(xiàn)），采用電阻率法（如溫納法、斯倫貝謝法）進行詳查。電阻率法通過測量地電阻率來探測地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)變化，斷裂帶、巖漿活動形成的蝕變帶等通常具有不同于正常地層的電阻率特征（如斷裂帶附近電阻率降低），有助于定位地?zé)針?gòu)造的空間位置。對于探測深度要求較高或需要成像的場合，可結(jié)合地震勘探（如折射、反射法），通過分析地震波在地下的傳播速度和衰減來探測深部構(gòu)造界面和巖性變化，有助于理解地?zé)針?gòu)造的深部來源和幾何形態(tài)。此外，磁法可用于探測與巖漿活動相關(guān)的磁性礦物分布，重力法可用于探測地殼密度異常區(qū)域，間接指示可能的巖漿活動或構(gòu)造隆起。選擇這些方法的原因是基于它們各自的優(yōu)勢：大地?zé)崃鳒y量直接提供地?zé)岜尘靶畔?；電阻率法是探測淺部構(gòu)造和界面較為常規(guī)有效的方法；地震勘探能提供深部信息；磁法和重力法可作為輔助手段探測特定物理屬性異常。優(yōu)點是這些方法非侵入性，可覆蓋較大范圍，提供定量的地球物理參數(shù)。缺點是地球物理方法通常只能提供地下信息的一種間接反映，需要結(jié)合地質(zhì)資料和溫度數(shù)據(jù)進行綜合解釋，且部分方法（如地震）對場地條件有要求，數(shù)據(jù)解釋存在多解性。**解析思路：*提出一個包含多種地球物理方法的研究方案，針對不同方法說明其探測原理、在研究中的具體應(yīng)用目的，闡述選擇這些方法的科學(xué)依據(jù)（優(yōu)勢），并客觀分析其局限性（缺點）。3.探討獲取城市地?zé)針?gòu)造信息及其對溫度分布影響的研究意義，并舉例說明應(yīng)用潛力：獲取城市地?zé)針?gòu)造信息及其對溫度分布影響的研究具有重要意義。首先，有助于深入理解城市熱環(huán)境的形成機制，區(qū)分自然地?zé)岜尘芭c城市熱島效應(yīng)的貢獻，為有效緩解城市熱島提供科學(xué)依據(jù)。其次，有助于城市規(guī)劃者識別城市中溫度異常高或過低的區(qū)域，優(yōu)化城市空間布局，如通過增加綠地和水體、選擇合適的建筑材料和顏色來調(diào)節(jié)局部微氣候。再次，對于城市熱泵等利用地?zé)豳Y源的技術(shù)開發(fā)，精確的地?zé)針?gòu)造信息是場地選擇和系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。此外，地?zé)峄顒涌赡馨殡S地下水污染或地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，研究其分布有助于進行風(fēng)險評估和管理。應(yīng)用潛力舉例：在高溫城市區(qū)域，利用地?zé)針?gòu)造信息規(guī)劃大型綠地或水體，不僅提供遮蔭和蒸發(fā)冷卻，還能利用淺層地?zé)豳Y源進行區(qū)域供暖或建筑供冷，實現(xiàn)城