2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫——大氣層結(jié)構(gòu)及動力學(xué)探究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.以下哪一層大氣主要以平流層氣團交換和臭氧吸收紫外線為主要特征？A.對流層B.平流層C.中間層D.熱層2.導(dǎo)致大氣垂直方向上溫度隨高度升高而降低的主要原因是？A.地球自轉(zhuǎn)B.太陽輻射C.大氣環(huán)流D.大氣分子對紅外輻射的吸收和逆輻射3.在地轉(zhuǎn)平衡近似下，風(fēng)向與等壓線的關(guān)系是？A.相交B.平行C.相交成直角D.重合4.產(chǎn)生科里奧利力的根本原因是？A.大氣壓力差B.大氣密度不均C.地球自轉(zhuǎn)D.大氣垂直運動5.在北半球，地轉(zhuǎn)風(fēng)和梯度風(fēng)的方向關(guān)系通常是？A.梯度風(fēng)偏右于地轉(zhuǎn)風(fēng)B.梯度風(fēng)偏左于地轉(zhuǎn)風(fēng)C.梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)平行D.梯度風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)垂直6.大氣靜力穩(wěn)定度判據(jù)中，若干絕熱遞減率小于環(huán)境垂直溫度遞減率，則該大氣層是？A.穩(wěn)定B.中性C.不穩(wěn)定D.無所謂7.大氣環(huán)流中，將熱量從低緯向高緯傳輸?shù)闹饕獎恿κ?？A.信風(fēng)B.西風(fēng)帶C.三圈環(huán)流D.地球輻射8.慣性振蕩的主要能量尺度是？A.全球尺度B.地方尺度C.中尺度D.微尺度9.大氣波動中，重力波的波動周期通常與？A.水平波長B.垂直波長C.水平尺度D.垂直尺度10.在天氣圖分析中，表示氣壓中心的是？A.等高線B.等溫線C.高低壓符號D.風(fēng)向標(biāo)二、填空題（每空2分，共20分）1.大氣層的垂直方向通常劃分為對流層、______、中間層、熱層和散逸層。2.地球表面的平均溫度隨高度升高而降低的遞減率約為每增加10米下降______攝氏度。3.氣壓梯度力是引起大氣______的根本動力。4.在北半球，地轉(zhuǎn)偏向力使風(fēng)向偏向梯度力的______方。5.大氣波動可分為長波和短波，其中長波通常指______波。6.大氣靜力穩(wěn)定度主要取決于大氣的______溫度垂直遞減率。7.全球性的大氣環(huán)流大致可分為______環(huán)流、中緯度環(huán)流和熱帶環(huán)流。8.慣性振蕩的頻率僅與______和______有關(guān)。9.絕熱過程的條件是大氣沒有與外界進行______交換。10.大氣中的水汽含量對大氣環(huán)流和天氣現(xiàn)象有______的影響。三、判斷題（每小題2分，共10分）1.對流層是大氣中最厚的一層，其溫度隨高度升高而持續(xù)升高。（）2.地轉(zhuǎn)風(fēng)是在地轉(zhuǎn)平衡條件下，空氣僅受氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力作用時運動的速度。（）3.摩擦力總是使風(fēng)速減小，并使風(fēng)向偏向高壓。（）4.大氣波動總是能量耗散的過程。（）5.中性大氣層意味著大氣處于絕對穩(wěn)定或絕對不穩(wěn)定狀態(tài)。（）四、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述大氣靜力穩(wěn)定的物理意義。2.簡述科里奧利力對大氣運動的影響。3.簡述大氣環(huán)流對地球熱量平衡的意義。五、計算題（每題10分，共20分）1.某地氣壓為1000hPa，高度增加500米后氣壓降為970hPa。假設(shè)大氣是干絕熱的，計算該氣層的平均虛溫（虛溫T'=T+(Llifting*R_d/cp_d)*(P2-P1)/(P2*H)，其中Llifting為干絕熱遞減率，R_d為干空氣常數(shù)，cp_d為干空氣定壓比熱容，H為高度差）。2.在北半球某地，地面氣壓為1020hPa，1000米高度氣壓為1005hPa。若地轉(zhuǎn)偏向參數(shù)f=1.0×10^-4s^-1，忽略摩擦力，計算該地1000米高度的地轉(zhuǎn)風(fēng)速（假設(shè)風(fēng)向與等壓線交角為30度，風(fēng)向偏右）。六、論述題（10分）試述影響大氣垂直運動的因素及其相互關(guān)系。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.C4.C5.A6.C7.B8.B9.D10.C解析思路1.平流層因臭氧吸收紫外線而溫度升高，存在平流層氣團交換。2.大氣溫度隨高度升高而降低主要是因為大氣吸收太陽輻射（主要是紅外輻射）和向外輻射，整體呈現(xiàn)逆溫結(jié)構(gòu)，這是由大氣分子自身的熱力學(xué)性質(zhì)決定的。3.地轉(zhuǎn)風(fēng)是空氣在氣壓梯度力作用下，僅受地轉(zhuǎn)偏向力平衡時的水平風(fēng)速，其方向與等壓線平行。4.科里奧利力是地球自轉(zhuǎn)對運動物體產(chǎn)生的附加水平力。5.在北半球，梯度風(fēng)是在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力平衡下形成，而地轉(zhuǎn)風(fēng)是在氣壓梯度力和科里奧利力平衡下形成。由于科里奧利力方向（偏右）與氣壓梯度力方向（指向低壓）不同，且大小小于氣壓梯度力，因此梯度風(fēng)需要更偏向低壓（即偏右于地轉(zhuǎn)風(fēng)）才能達到平衡。6.當(dāng)絕熱遞減率大于環(huán)境垂直溫度遞減率時，氣塊上升將變得比環(huán)境更不穩(wěn)定，下沉則更穩(wěn)定，整體大氣層表現(xiàn)為不穩(wěn)定。7.西風(fēng)帶是中緯度地區(qū)主要的風(fēng)帶，其從低緯流向高緯的運動是熱量北運的重要機制。8.慣性振蕩是僅受科里奧利力和慣性力影響的自由振蕩，其周期與地球自轉(zhuǎn)周期和緯度（影響科里奧利力大小）有關(guān)，具有全球性特征。9.大氣波動按水平尺度或波長可分為長波和短波，長波通常指水平尺度較大的波動。10.天氣圖上用“高壓”和“低壓”符號表示閉合的等壓線中心。二、填空題1.平流層2.0.653.運動4.右5.長波6.絕熱7.熱帶8.地球自轉(zhuǎn)角速度，緯度9.熱量10.重要三、判斷題1.×2.√3.×4.×5.×解析思路1.對流層溫度隨高度升高先增加后減小，并非持續(xù)升高。2.地轉(zhuǎn)風(fēng)定義即為在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力平衡下的風(fēng)。3.摩擦力使風(fēng)速減小，在北半球總是使風(fēng)向偏向低壓（左側(cè)）。4.大氣波動可以傳遞能量，也可以通過耗散（如粘性）而減弱，并非總是能量耗散過程。5.中性大氣層意味著氣塊的絕熱變化與環(huán)境變化一致（干絕熱遞減率等于環(huán)境遞減率），氣塊無論上升下降都保持浮力中性，而非絕對穩(wěn)定或絕對不穩(wěn)定。四、簡答題1.大氣靜力穩(wěn)定是指大氣垂直運動受到阻礙的狀態(tài)。當(dāng)氣塊從某高度上升時，如果其絕熱溫度變化率小于環(huán)境溫度變化率，氣塊將因相對變輕而繼續(xù)上升；反之則下沉。穩(wěn)定的氣層能抑制垂直混合，維持大氣層結(jié)。2.科里奧利力使北半球水平運動物體（包括空氣）偏向運動方向的右側(cè)，南半球左側(cè)。它改變了風(fēng)的方向，是形成地轉(zhuǎn)風(fēng)、梯度風(fēng)以及導(dǎo)致氣旋反氣旋環(huán)流結(jié)構(gòu)（北半球氣旋逆時針、反氣旋順時針）的關(guān)鍵因素。3.大氣環(huán)流通過全球性的風(fēng)系和水汽輸送，將低緯度的熱量和水分向高緯度地區(qū)輸送，調(diào)節(jié)了全球熱量分布，使得氣候帶劃分和地表能量平衡成為可能。沒有大氣環(huán)流，地球氣候?qū)O不均勻。五、計算題1.解析思路:根據(jù)氣壓差和高度差，利用干絕熱方程推導(dǎo)虛溫公式。干絕熱遞減率Llifting=g/cp_d，其中g(shù)為重力加速度，cp_d為干空氣定壓比熱容。虛溫計算公式為T'=T+(Llifting*R_d/cp_d)*(P2-P1)/(P2*H)。代入數(shù)值計算即可。答案:T'≈292K2.解析思路:首先計算地面到1000米的氣壓梯度力G=(P1-P2)/H。地轉(zhuǎn)風(fēng)速Vg=G/f。由于風(fēng)向與等壓線成30度角且偏右，實際風(fēng)速V與地轉(zhuǎn)風(fēng)速Vg的關(guān)系為V=Vg/cos(30°)。計算得到。答案:V≈18m/s六、論述題解析思路:影響大氣垂直運動的因素