2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——大氣層對(duì)熱輻射的吸收與散射考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種氣體主要吸收太陽(yáng)輻射中的紫外線？A.水汽B.二氧化碳C.臭氧D.氮?dú)?.根據(jù)瑞利散射理論，散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系是？A.與波長(zhǎng)成正比B.與波長(zhǎng)的平方成正比C.與波長(zhǎng)的平方成反比D.與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)3.大氣中允許地球長(zhǎng)波輻射較多透過(guò)到達(dá)外層空間的波段被稱為？A.吸收帶B.散射帶C.大氣窗口D.輻射平衡點(diǎn)4.溫室效應(yīng)的主要物理機(jī)制是？A.大氣對(duì)太陽(yáng)短波輻射的吸收B.大氣對(duì)地球長(zhǎng)波輻射的吸收和再輻射C.地表對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收D.大氣對(duì)地球短波輻射的反射5.下列哪種現(xiàn)象主要是由米氏散射引起的？A.天空呈現(xiàn)藍(lán)色B.日落時(shí)天空出現(xiàn)紅色C.白天大部分天空呈現(xiàn)白色D.紫外線難以到達(dá)地面6.普朗克定律主要描述的是？A.黑體輻射的總能量與溫度的關(guān)系B.輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布C.輻射在大氣中的傳輸過(guò)程D.地球接收太陽(yáng)輻射的能量比例7.能夠顯著吸收紅外線大氣窗口附近（約15μm）的氣體是？A.氮?dú)釨.氧氣C.水汽D.二氧化碳8.使天空呈現(xiàn)藍(lán)色的直接原因是？A.太陽(yáng)輻射是藍(lán)紫色的B.地表反射了藍(lán)紫色的光C.空氣分子對(duì)太陽(yáng)短波輻射的瑞利散射D.高空云層反射了天空的顏色9.下列過(guò)程不屬于大氣對(duì)太陽(yáng)輻射削弱的是？A.吸收B.散射C.反射D.透射10.導(dǎo)致近地面大氣溫度日變化比地表溫度日變化小的原因是？A.大氣的導(dǎo)熱能力強(qiáng)B.大氣吸收太陽(yáng)輻射多C.大氣對(duì)地面的長(zhǎng)波輻射具有逆輻射效應(yīng)D.大氣密度比地面小二、填空題（每空1分，共15分）1.太陽(yáng)輻射的能量主要集中在________和________波段。2.地球向外太空發(fā)射的主要是________輻射。3.大氣中的水汽主要吸收紅外線中的________帶和________帶。4.二氧化碳對(duì)紅外輻射的主要吸收波段在________μm附近。5.瑞利散射理論適用于尺寸遠(yuǎn)小于光波長(zhǎng)的散射粒子，其特點(diǎn)是散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的平方成________比，對(duì)________光散射更強(qiáng)。6.米氏散射理論適用于尺寸與光波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)纳⑸淞Ｗ?，可以解釋________和云霧的白色。7.大氣窗口是指大氣對(duì)紅外輻射透過(guò)性較好的波段，目前主要指________μm和________μm附近的區(qū)域。8.溫室效應(yīng)是指大氣中的某些氣體（________氣體）吸收地表發(fā)射的長(zhǎng)波輻射并向各方向再輻射，部分能量返回地表，從而導(dǎo)致地表溫度升高的現(xiàn)象。9.天空呈現(xiàn)藍(lán)色是由于太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)大氣層時(shí)，被________分子________散射的結(jié)果。10.大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用包括________、________和________三種方式。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.吸收帶2.紅外窗區(qū)3.米氏散射4.逆輻射四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述溫室效應(yīng)的物理過(guò)程。2.解釋為什么日落時(shí)天空的紅色比日出時(shí)更明顯。3.大氣窗口對(duì)氣象衛(wèi)星遙感有何重要性？4.簡(jiǎn)述水汽在大氣輻射平衡中的作用。五、論述題（8分）結(jié)合大氣成分和輻射傳輸?shù)闹R(shí)，論述人類活動(dòng)導(dǎo)致的溫室氣體濃度增加可能對(duì)地球能量平衡和氣候系統(tǒng)產(chǎn)生哪些潛在影響。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.C6.B7.C8.C9.D10.C二、填空題1.可見(jiàn)光，近紅外2.紅外3.15μm，4.3μm4.4-155.反比，短6.云霧7.8-14，3-58.溫室（效應(yīng)）9.大氣，瑞利10.吸收，散射，反射三、名詞解釋1.吸收帶：指大氣中特定氣體成分吸收光譜中，對(duì)特定波長(zhǎng)范圍的電磁波具有強(qiáng)吸收作用的區(qū)域。*解析思路：定義需包含兩個(gè)核心要素：一是特定氣體成分，二是吸收特定波長(zhǎng)范圍的電磁波（即紅外線或可見(jiàn)光等），三是該區(qū)域具有強(qiáng)吸收特性。2.紅外窗區(qū)：指大氣對(duì)紅外輻射透過(guò)性較好的波段區(qū)域，允許大部分地球發(fā)射的長(zhǎng)波輻射穿透大氣到達(dá)外層空間。*解析思路：定義需強(qiáng)調(diào)兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是針對(duì)紅外輻射（地球長(zhǎng)波輻射），二是大氣透過(guò)性較好（允許大部分通過(guò)），三是其作用是使能量逃逸到太空，維持能量平衡。3.米氏散射：指當(dāng)散射粒子的大小與入射光波長(zhǎng)相當(dāng)或更大時(shí)，散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系復(fù)雜，對(duì)所有波長(zhǎng)的散射都比較顯著，且散射方向與粒子形狀有關(guān)的現(xiàn)象。*解析思路：定義需包含兩個(gè)核心要素：一是散射粒子尺寸與波長(zhǎng)相當(dāng)或更大，二是散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系復(fù)雜（非平方反比），三是散射普遍發(fā)生。4.逆輻射：指大氣向地表發(fā)射的長(zhǎng)波輻射，部分返回地表，對(duì)地表起到加熱作用的現(xiàn)象。*解析思路：定義需明確指出逆輻射的來(lái)源（大氣）、方向（向地表）、性質(zhì)（長(zhǎng)波輻射）以及作用（返回地表加熱）。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述溫室效應(yīng)的物理過(guò)程。*解析思路：需按順序描述三個(gè)關(guān)鍵步驟：一是太陽(yáng)短波輻射到達(dá)大氣層，大部分被大氣透明部分透過(guò)到達(dá)地表；二是地表吸收太陽(yáng)輻射后升溫，向外輻射長(zhǎng)波紅外輻射；三是大氣中的溫室氣體（如CO2、水汽等）吸收部分地球長(zhǎng)波輻射，并在向空間輻射過(guò)程中，有部分能量逆輻射回地表，從而使得地表溫度高于同等條件下的無(wú)大氣情況。2.解釋為什么日落時(shí)天空的紅色比日出時(shí)更明顯。*解析思路：需結(jié)合路徑長(zhǎng)度和散射原理解釋。日落日出時(shí)，太陽(yáng)光線穿過(guò)大氣層的路徑最長(zhǎng)。根據(jù)瑞利散射，散射強(qiáng)度與路徑長(zhǎng)度成正比，與波長(zhǎng)的四次方成反比。紅色光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，散射最弱，能穿透更長(zhǎng)的路徑到達(dá)觀察者眼睛；藍(lán)色光波長(zhǎng)最短，散射最強(qiáng)，在短路徑時(shí)即被大量散射掉。因此，日落日出時(shí)天空呈現(xiàn)紅色。3.大氣窗口對(duì)氣象衛(wèi)星遙感有何重要性？*解析思路：需說(shuō)明大氣窗口是衛(wèi)星傳感器接收地表或大氣特定信息的關(guān)鍵。因?yàn)橹挥性诖髿獯翱诓ǘ?，地表或大氣某些層系的輻射信?hào)能夠相對(duì)無(wú)阻礙地穿透大氣到達(dá)衛(wèi)星傳感器，從而獲得清晰、準(zhǔn)確的信息。例如，紅外窗區(qū)（8-14μm）用于測(cè)量地表溫度和大氣溫度，可見(jiàn)光和近紅外窗區(qū)用于云圖、地表參數(shù)反演等。4.簡(jiǎn)述水汽在大氣輻射平衡中的作用。*解析思路：需說(shuō)明水汽的兩個(gè)主要作用：一是吸收。水汽是大氣中最主要的紅外吸收氣體，吸收紅外輻射中的多個(gè)強(qiáng)吸收帶（如15μm和4.3μm），是溫室效應(yīng)的重要貢獻(xiàn)者，對(duì)維持地表溫度至關(guān)重要；二是散射。水汽作為氣溶膠或云滴的組成部分，會(huì)參與大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的散射，削弱到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射。五、論述題結(jié)合大氣成分和輻射傳輸?shù)闹R(shí)，論述人類活動(dòng)導(dǎo)致的溫室氣體濃度增加可能對(duì)地球能量平衡和氣候系統(tǒng)產(chǎn)生哪些潛在影響。*解析思路：首先指出人類活動(dòng)（如燃燒化石燃料、毀林等）導(dǎo)致CO2、CH4、N2O等溫室氣體濃度增加。然后從輻射傳輸角度分析其影響：這些增加的溫室氣體主要吸收地球發(fā)射的長(zhǎng)波輻射，并增加向地表的逆輻射，導(dǎo)致地球系統(tǒng)的凈能量吸收增加，即能量失衡。這種能量失