2025年大學《大氣科學》專業(yè)題庫——大氣輻射平衡與地球氣候變化考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.下列哪種輻射波長范圍主要決定太陽輻射的強度？A.紫外線B.可見光C.紅外線D.伽馬射線2.對流層大氣對太陽輻射具有顯著吸收作用的主要成分是：A.氮氣(N2)B.氧氣(O2)C.臭氧(O3)D.水汽(H2O)3.在大氣輻射傳輸過程中，下列哪種現(xiàn)象會導致所有方向都有散射光？A.單次散射B.米氏散射C.瑞利散射D.多次散射4.地表能量平衡方程中，代表地表接收到的凈太陽輻射的是：A.凈輻射(Rn)B.感熱通量(H)C.潛熱通量(LE)D.地表反照率(α)5.下列哪種氣體是人為活動中最主要的溫室氣體？A.氧化亞氮(N2O)B.氫氟碳化物(HFCs)C.水汽(H2O)D.二氧化碳(CO2)6.“溫室效應”主要是指：A.太陽輻射被大氣吸收B.地面長波輻射被大氣吸收并部分向下輻射C.大氣散射太陽輻射D.地面熱量通過對流直接傳遞給大氣7.冰川融化加劇全球變暖的主要反饋機制是：A.凝華反饋B.冰-Albedo反饋C.水汽反饋D.云反饋8.大氣輻射傳輸中，允許大部分紅外輻射通過的波段稱為：A.吸收帶B.散射帶C.大氣窗口D.輻射平衡帶9.全球變暖背景下，海平面上升的主要原因是：A.海洋水溫升高導致海水膨脹B.大氣中水汽含量增加C.平流層臭氧消耗D.極地冰川快速融化10.地球氣候系統(tǒng)的總能量主要來源于：A.地球內部熱源B.月球引力作用C.太陽輻射D.生物活動二、填空題（每空2分，共20分）1.太陽輻射經(jīng)過大氣層時，波長越短的輻射被削弱得越________。2.根據(jù)斯蒂芬-玻爾茲曼定律，物體的絕對溫度與其輻射出射度成________比例。3.大氣對太陽輻射的削弱方式包括________、吸收和反射。4.地表熱量平衡方程通常表示為：Rn=________+H+LE。5.水汽和二氧化碳是地球大氣中主要的________氣體。6.溫室效應的增強主要歸因于大氣中________氣體濃度的增加。7.全球氣候變暖導致北極地區(qū)的海冰覆蓋范圍________。8.輻射差額是指一個物體或系統(tǒng)的________能量與________能量之差。9.大氣中的臭氧主要吸收太陽輻射中的________輻射。10.影響地表反照率的主要因素包括地表覆蓋類型（如植被、土壤、冰雪）和________。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述散射對太陽輻射到達地表的影響。2.解釋什么是大氣窗口，并說明其在大氣輻射平衡中的意義。3.簡述溫室效應的物理過程。4.列舉并簡要說明至少三個由人類活動引起的全球氣候變化現(xiàn)象。四、計算題（每題8分，共16分）1.假設某地正午太陽高度角為60度，晴朗天氣下到達地面的總太陽輻射強度為800W/m2。已知地表反照率為0.2，感熱通量為50W/m2，潛熱通量為150W/m2。請計算該地表的凈輻射（Rn）。2.已知大氣中二氧化碳濃度增加1%，根據(jù)氣候模型估算，這將導致地球平均地表溫度大約上升0.3℃。請解釋這種增溫效應的基本物理機制。五、論述題（10分）論述人類活動對大氣輻射平衡的影響，并分析這些影響可能對地球氣候系統(tǒng)產(chǎn)生的長期后果。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.D4.A5.D6.B7.B8.C9.A10.C二、填空題1.快2.正比3.散射4.(地表凈輻射)或(NetSurfaceRadiation)或(Rn-αS)-*根據(jù)題目中Rn的定義，如果Rn已包含反照率，則為空；如果Rn為總輻射，則為NetSurfaceRadiation；如果題目意圖是凈向下長波輻射，則為DownwardLongwaveRadiation(DLR)。假設Rn為凈輻射，則填NetSurfaceRadiation*5.溫室效應6.溫室效應7.減少或縮小8.入射，輸出9.紫外或UV10.反照率或Albedo三、簡答題1.散射使得部分太陽輻射不直接到達地表，而是向各個方向散射，導致到達地面的直接輻射減少，散射輻射增加，使得天空呈現(xiàn)藍色（瑞利散射），以及日出日落時天空呈紅色（米氏散射）。散射也使得陰天時仍有光線到達地面。2.大氣窗口是指大氣對紅外輻射吸收較弱，允許大部分紅外輻射穿透并通過到外層空間的波段范圍。其主要意義在于，地表向外輻射的長波輻射可以通過大氣窗口散熱到宇宙空間，這是地球氣候系統(tǒng)能量平衡的重要環(huán)節(jié)。3.溫室效應是指大氣中的某些氣體（溫室氣體，如CO2、H2O等）能夠吸收地球表面發(fā)出的紅外輻射，并將其中一部分能量向下輻射回地表，同時阻止部分能量散失到太空，從而使地表溫度升高的現(xiàn)象。太陽短波輻射穿透大氣到達地表，地表吸收后以長波紅外輻射形式向外輻射，溫室氣體吸收這部分紅外輻射并再次輻射，一部分向下加熱地表，導致地表溫度高于無大氣情況。4.人類活動引起的全球氣候變化現(xiàn)象包括：①全球平均氣溫升高；②北極和高山冰川加速融化；③海平面上升；④極端天氣事件（如熱浪、強降水、干旱）頻率和強度增加；⑤水循環(huán)改變（如降水格局變化、蒸散發(fā)增加）；⑥海洋酸化。四、計算題1.計算步驟：a.計算到達地表的短波輻射：S=(1-α)*800W/m2=(1-0.2)*800W/m2=640W/m2。b.計算凈輻射Rn=S-H-LE=640W/m2-50W/m2-150W/m2=440W/m2。答案：該地表的凈輻射Rn為440W/m2。2.增溫機制解析：人類活動（特別是燃燒化石燃料、毀林等）向大氣排放了大量的二氧化碳等溫室氣體。這些氣體濃度增加后，大氣對地球表面向外輻射的長波紅外輻射吸收能力增強。這意味著更多的紅外輻射能量被大氣吸收并部分重新向下輻射回地表，減少了地表能量向外散失，如同給地球蓋上了一層“毯子”，從而導致地表和低層大氣的溫度升高。五、論述題人類活動對大氣輻射平衡的影響主要體現(xiàn)在增加大氣中溫室氣體的濃度?；剂系娜紵尫糯罅慷趸?，工業(yè)生產(chǎn)排放氧化亞氮和氟利昂等強效溫室氣體，土地利用變化（如砍伐森林）減少了大氣中二氧化碳的吸收匯，而毀林和土壤退化則可能導致更多溫室氣體釋放。這些溫室氣體的增加增強了大氣對紅外輻射的吸收，導致地表凈向下長波輻射增加，打破了地