2025年大學《大氣科學》專業(yè)題庫——大氣物理學的基礎(chǔ)原理考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項不是大氣靜力穩(wěn)定度的判據(jù)？A.Brunt-V?is?l?頻率B.干絕熱遞減率C.位溫D.大氣濕度2.根據(jù)比爾定律，大氣Opacity（光學厚度）與路徑長度（L）的關(guān)系是？A.線性關(guān)系B.指數(shù)關(guān)系C.對數(shù)關(guān)系D.平方關(guān)系3.在大氣中，瑞利散射主要發(fā)生在哪些粒子之間？A.大氣分子與云滴B.大氣分子與氣溶膠粒子C.云滴與冰晶D.氣溶膠粒子與冰晶4.地轉(zhuǎn)風近似成立的條件是？A.風速很大，摩擦力可忽略B.地球自轉(zhuǎn)效應顯著，水平梯度力占主導C.大氣層結(jié)穩(wěn)定，垂直運動強D.氣壓梯度力與科里奧利力完全平衡5.下列哪個物理量是干絕熱過程中保持不變的？A.溫度B.比濕C.位溫D.氣壓6.太陽輻射中，波長最短的部分是？A.紅外線B.可見光C.紫外線D.微波7.大氣中的溫室效應主要是由下列哪種氣體引起的？A.氮氣（N?）B.氧氣（O?）C.水汽（H?O）D.氦氣（He）8.慣性波在水平無限均勻流中的相速度（c）表達式是？A.c=uB.c=√(gH)C.c=±√(gH)/kD.c=09.大氣邊界層的高度通常取決于？A.大氣靜力穩(wěn)定度B.地表粗糙度C.大氣緯度D.太陽輻射強度10.下列哪個物理量定義為在絕熱過程中，單位質(zhì)量氣體溫度變化1K時所需吸收或放出的熱量？A.比熱容B.氣體常數(shù)C.焓D.摩爾熱容二、填空題（每空1分，共10分）1.大氣輻射傳輸過程中，能量主要以______和______的形式進行傳輸。2.單位質(zhì)量空氣的焓是它的內(nèi)能加上______。3.大氣中的絕熱過程分為干絕熱過程和______過程。4.哈德里波的半波長度大約是______的波長。5.大氣中聲波的傳播速度主要取決于______和______。6.地轉(zhuǎn)風公式簡化為U=fyc，其中f是______，c是______。7.大氣可逆絕熱過程也稱為______過程，其熵變?yōu)榱恪?.散射光的強度與入射光的強度以及散射粒子與觀察者相對位置的______有關(guān)。9.大氣熱力學圖解中，等熵線與等壓線在干區(qū)基本平行，在濕區(qū)則發(fā)生______。10.大氣邊界層內(nèi)的風速通常隨高度增加而______，直到達到自由大氣中的風速。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.絕熱可逆過程2.相速度3.地轉(zhuǎn)風4.大氣輻射窗口四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述大氣輻射的吸收和散射過程。2.解釋什么是大氣靜力穩(wěn)定度，并簡述其對大氣垂直運動的影響。3.簡述絕熱過程（干絕熱和濕絕熱）中空氣溫度變化的規(guī)律。4.簡述大氣波動的基本特征。五、計算題（每題6分，共12分）1.一團空氣從1000hPa等壓面上升至900hPa等壓面，如果空氣的初始溫度為20℃且過程為干絕熱，計算其到達900hPa時的溫度。（干絕熱溫度遞減率取9.8K/km，假設(shè)海拔每增加1km高度降低8km）。2.假設(shè)某地地轉(zhuǎn)風速為20m/s，緯度為30°N，計算該地的科里奧利參數(shù)f的值。（地球自轉(zhuǎn)角速度ω取7.29×10??rad/s）。六、論述題（8分）試述大氣輻射過程對地球能量平衡的影響，并簡述人類活動如何影響大氣輻射平衡。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.B5.C6.C7.C8.C9.B10.A二、填空題1.輻射，傳導2.氣壓位勢能3.濕絕熱4.波長5.溫度，密度6.地球自轉(zhuǎn)角速度，地轉(zhuǎn)參數(shù)7.等熵8.角度9.夾角（或發(fā)生彎曲/偏離）10.增加（或增大）三、名詞解釋1.絕熱可逆過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換（絕熱），并且過程進行得無限緩慢，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)（可逆）。2.相速度：波動相位隨時間向前移動的速度，即波包移動的速度。3.地轉(zhuǎn)風：在水平等壓面上，空氣僅受地轉(zhuǎn)偏向力（科里奧利力）和氣壓梯度力平衡時運動的風。4.大氣輻射窗口：大氣對某些特定波段的電磁輻射幾乎是透明允許其通過的區(qū)域，如紅外窗口（8-14μm）、微波窗口等。四、簡答題1.吸收過程：太陽輻射或地面輻射的電磁波與大氣分子或氣體粒子相互作用，使粒子內(nèi)部的電子躍遷到更高能級，能量被粒子吸收。散射過程：入射輻射與大氣粒子（分子、氣溶膠等）相互作用，使輻射方向發(fā)生改變。散射分為瑞利散射（粒子遠小于波長遠，散射強度與波長四次方成反比）和米氏散射（粒子與波長相當時，散射強度與波長關(guān)系復雜，對短波散射更強）。2.大氣靜力穩(wěn)定度是指大氣垂直方向上靜力平衡狀態(tài)受到擾動后的恢復能力。若大氣層結(jié)不穩(wěn)定，微小擾動將導致空氣垂直運動加劇；若穩(wěn)定，則擾動將使空氣返回原位。判據(jù)通常用Brunt-V?is?l?頻率（或N2）判斷，N2>0為穩(wěn)定，N2<0為不穩(wěn)定，N2=0為中性。3.干絕熱過程：空氣塊在上升（絕熱膨脹）或下降（絕熱壓縮）過程中，不含液態(tài)水汽，其溫度變化僅由氣壓變化引起，遵循干絕熱遞減率（約9.8K/km），即上升降溫，下降增溫。濕絕熱過程：空氣塊在上升達到飽和后，發(fā)生水汽凝結(jié)，釋放潛熱，導致溫度變化速率小于干絕熱遞減率，即上升降溫，但降溫速率減緩，下降增溫，但增溫速率快于干絕熱。4.大氣波動是大氣中能量和動量的一種傳播形式?；咎卣靼ǎ壕哂刑囟ǖ牟ㄩL、頻率和波數(shù)；存在相速度（波形移動速度）和群速度（能量或動量傳輸速度）；可分為短波和長波；與大氣環(huán)流、天氣現(xiàn)象（如風暴、重力波）密切相關(guān)。五、計算題1.ΔT=Ldry*(z2-z1)/H=9.8K/km*(900-1000)hPa/(8km/1000hPa)=9.8K/km*(-100)hPa/8hPa/km=-122.5K。T2=T1+ΔT=20℃-122.5K=-102.5℃。答：到達900hPa時的溫度為-102.5℃。2.f=2ωsinφ=2*7.29×10??rad/s*sin(30°)=2*7.29×10??rad/s*0.5=7.29×10??rad/s。答：該地的科里奧利參數(shù)f的值為7.29×10??rad/s。六、論述題大氣輻射過程是地球能量平衡的基礎(chǔ)。太陽短波輻射到達地球表面后被吸收和反射，地表通過紅外