2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——大氣科學(xué)中的陸地?zé)崞胶饽Ｐ涂荚嚂r(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.陸地?zé)崞胶夥匠蘎n=H+LE+G中，Rn代表的是：A.感熱通量B.潛熱通量C.凈輻射D.土壤熱通量2.在晴朗的白天，地表溫度通常高于空氣溫度的主要原因是：A.地表吸收的太陽(yáng)輻射多于空氣B.地表蒸發(fā)蒸騰消耗了大量熱量C.空氣與地表的湍流交換強(qiáng)烈D.地表的熱容量遠(yuǎn)大于空氣3.以下哪一項(xiàng)是影響地表感熱通量大小的重要因素？A.地表反照率B.空氣相對(duì)濕度C.地表土壤濕度D.地表植被覆蓋度4.當(dāng)空氣濕度較大時(shí)，地表的潛熱通量通常：A.增加B.減小C.不變D.無法確定5.土壤熱通量G在一天中的變化趨勢(shì)通常是：A.早晨最大，夜晚最小B.白天最大，夜晚最小C.中午最大，早晚最小D.全天接近于零6.地表有效輻射是指：A.到達(dá)地面的總太陽(yáng)輻射B.地面吸收的太陽(yáng)輻射C.地面發(fā)射的長(zhǎng)波輻射D.地面實(shí)際向上發(fā)射的凈長(zhǎng)波輻射7.在進(jìn)行陸地?zé)崞胶庥^測(cè)時(shí)，通常需要測(cè)量哪些參數(shù)？（多選，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）A.輻射B.風(fēng)速和溫度C.空氣濕度D.土壤溫度和濕度8.陸地?zé)崞胶饽Ｐ驮跉夂驅(qū)W研究中主要應(yīng)用于：A.預(yù)報(bào)短期天氣變化B.估算區(qū)域蒸散發(fā)量C.計(jì)算大氣環(huán)流模式D.分析城市熱島效應(yīng)9.地表反照率高的地表（如雪地）通常比地表反照率低的地表（如深色土壤）：A.吸收更多太陽(yáng)輻射B.發(fā)射更多長(zhǎng)波輻射C.更容易升溫D.潛熱通量更大10.人類活動(dòng)如城市擴(kuò)張和工業(yè)化，對(duì)陸地?zé)崞胶獾闹饕绊懓ǎ海ǘ噙x，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）A.增加地表反照率B.改變地表粗糙度C.增強(qiáng)地表蒸散發(fā)D.增加地表吸收的凈輻射二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題干橫線上）1.陸地?zé)崞胶夥匠蘎n-H-LE-G=0描述了地表能量________的原理。2.感熱通量是指地表因與大氣之間的________而交換的熱量。3.潛熱通量是指地表因________過程而交換的熱量。4.地表凈輻射是到達(dá)地表的________輻射與地表向上發(fā)射的________輻射之差。5.影響地表能量平衡各分量時(shí)空分布的主要因素包括氣象條件、________和人類活動(dòng)。6.土壤熱通量是指進(jìn)入或離開土壤層的熱量，它的大小受土壤________和________的影響。7.在晴朗無云的夜晚，地表熱量主要通過對(duì)流和________向大氣釋放。8.陸地?zé)崞胶饽Ｐ褪茄芯康乇砼c大氣之間能量交換過程和________的重要工具。9.地表反照率是指地表反射的太陽(yáng)輻射與到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射之比。10.植被覆蓋對(duì)陸地?zé)崞胶獾挠绊懼饕w現(xiàn)在改變地表反照率、蒸散發(fā)和________等方面。三、名詞解釋（每小題4分，共16分）1.凈輻射2.感熱通量3.陸地?zé)崞胶?.土壤熱通量四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述影響地表凈輻射大小的因素。2.簡(jiǎn)述感熱通量和潛熱通量之間的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述陸地?zé)崞胶饽Ｐ驮谒膶W(xué)研究中的主要應(yīng)用。4.簡(jiǎn)述城市環(huán)境與自然地表相比，在陸地?zé)崞胶夥矫娴闹饕町?。五、?jì)算題（每小題7分，共14分）1.某地某日中午測(cè)量得到：總太陽(yáng)輻射量為800W/m2，地表反射率為0.2，空氣溫度為20°C，地表溫度為30°C，風(fēng)速為2m/s，空氣水汽壓為10hPa。假設(shè)地表與空氣之間的湍流交換系數(shù)為0.001，潛熱通量計(jì)算公式為L(zhǎng)E=λ*(ε*Rn-H)/(1+λ*(1-ε)*H/LE)，其中λ為潛熱與感熱通量比值的參考值，取0.5，ε為地表發(fā)射率，取0.95。請(qǐng)估算該時(shí)刻的地表凈輻射、感熱通量和潛熱通量。（提示：感熱通量H可以用公式H=ρ*Cp*χ*(Ts-Ta)估算，其中ρ為空氣密度，取1.2kg/m3，Cp為空氣定壓比熱容，取1005J/(kg·K)，χ為湍流交換系數(shù)）2.假設(shè)某地表的凈輻射為150W/m2，感熱通量為50W/m2。請(qǐng)計(jì)算該地表的潛熱通量。（假設(shè)土壤熱通量G為零）六、論述題（10分）結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，論述陸地?zé)崞胶饽Ｐ蛯?duì)于理解氣候變化和人類活動(dòng)影響的重要性。試卷答案一、選擇題1.C解析：Rn代表凈輻射（NetRadiation），是到達(dá)地表的凈能量。2.A解析：晴朗白天，地表吸收的太陽(yáng)輻射（包括直接和散射）遠(yuǎn)大于其向大氣發(fā)射的長(zhǎng)波輻射和土壤熱通量損失，導(dǎo)致能量積累，溫度升高?？諝庵饕ㄟ^與地表的輻射和對(duì)流換熱，吸收遠(yuǎn)少于地表。3.B解析：感熱通量與地表和空氣之間的溫差以及湍流交換強(qiáng)度有關(guān)，空氣濕度影響大氣穩(wěn)定度，進(jìn)而影響湍流交換。4.A解析：空氣濕度大，意味著近地表空氣飽和，水汽含量高，地表蒸發(fā)和植物蒸騰（潛熱輸送）更旺盛，因此潛熱通量增大。5.B解析：白天太陽(yáng)輻射強(qiáng)，土壤吸收熱量，G為負(fù)值（熱量流入土壤）；夜晚無太陽(yáng)輻射，土壤向大氣釋放熱量，G為正值且通常較大?？傮w趨勢(shì)是白天吸熱（G<0），夜晚放熱（G>0），但絕對(duì)值白天通常小于夜晚。6.D解析：有效輻射是地表向上發(fā)射的凈長(zhǎng)波輻射，即發(fā)射量減去大氣反輻射。7.ABCD解析：陸地?zé)崞胶庥^測(cè)需要測(cè)量所有能量收支項(xiàng)涉及的參數(shù)。8.B解析：LSEB模型是估算蒸散發(fā)（ET）的關(guān)鍵工具，ET是水文循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。9.A解析：反照率高意味著反射太陽(yáng)輻射多，吸收的太陽(yáng)輻射少。10.BD解析：城市擴(kuò)張通常用高反照率材料（如水泥），改變地表粗糙度；工業(yè)化增加大氣污染物，可能增加大氣吸收，但主要影響是改變輻射平衡和大氣環(huán)流，對(duì)地表蒸散發(fā)影響復(fù)雜。二、填空題1.守恒2.溫度差（或熱量）3.蒸發(fā)蒸騰4.太陽(yáng)；長(zhǎng)波（或有效輻射）5.地表狀況（或地表覆蓋）6.溫度；濕度（或含水量）7.輻射8.平衡（或分布特征）9.太陽(yáng)10.輻射（或能量交換）三、名詞解釋1.凈輻射：到達(dá)地表的凈能量，即凈輸入地表的能量，等于到達(dá)地表的總輻射減去地表向上發(fā)射的有效輻射。2.感熱通量：地表因與大氣之間的溫差而通過湍流（對(duì)流）方式交換的熱量。3.陸地?zé)崞胶猓貉芯康乇恚òㄍ寥?、植被等）與大氣系統(tǒng)之間能量交換過程及其收支平衡的學(xué)科領(lǐng)域，核心是能量平衡方程Rn=H+LE+G。4.土壤熱通量：進(jìn)入或離開土壤層（通常指地表下幾厘米）的熱量通量，反映土壤層吸收或釋放的熱量。四、簡(jiǎn)答題1.影響地表凈輻射大小的因素主要包括：到達(dá)地表的總太陽(yáng)輻射（受太陽(yáng)高度角、大氣透明度影響）、地表反照率（顏色、粗糙度、水分狀態(tài)）、大氣散射輻射（受大氣含水量和氣溶膠影響）、地表有效輻射（受大氣水汽含量和地表發(fā)射率影響）。2.感熱通量和潛熱通量的主要區(qū)別在于能量交換的形式和驅(qū)動(dòng)力：感熱通量通過大氣與地表之間的溫差，以熱量形式通過湍流交換，受控于溫度差和湍流交換系數(shù)；潛熱通量通過水分的蒸發(fā)和蒸騰過程，將能量伴隨水汽從地表輸送到大氣，受控于大氣濕度和地表水分供應(yīng)。3.陸地?zé)崞胶饽Ｐ驮谒膶W(xué)研究中的主要應(yīng)用包括：估算區(qū)域或流域的蒸散發(fā)量，作為水文模型的重要輸入?yún)?shù)；分析地表能量平衡對(duì)降水、徑流過程的影響；研究干旱、洪水等水文現(xiàn)象的能量機(jī)制。4.城市環(huán)境與自然地表相比，在陸地?zé)崞胶夥矫娴闹饕町悾撼鞘械乇矸凑章释ǔ］^低（建筑、道路吸熱多）；城市地表粗糙度大，影響風(fēng)速和湍流交換；城市存在“城市熱島效應(yīng)”，地表溫度通常高于自然地表；城市蒸散發(fā)通常低于自然植被覆蓋地；人類活動(dòng)（如供暖、空調(diào)、交通）向城市地表釋放額外的人為熱，增加了地表凈輻射。五、計(jì)算題1.解：*地表凈輻射Rn=800W/m2*(1-0.2)=640W/m2*感熱通量H=ρ*Cp*χ*(Ts-Ta)=1.2kg/m3*1005J/(kg·K)*0.001*(30°C-20°C)=1.2kg/m3*1005J/(kg·K)*0.001*10K=12.06W/m2*代入潛熱通量公式：12.06=0.5*(0.95*640-H)/(1+0.5*(1-0.95)*H/12.06)*12.06=0.5*(608-H)/(1+0.025*H/12.06)*12.06*(1+0.025*H/12.06)=0.5*(608-H)*12.06+0.025*12.06*H/12.06=304-0.5*H*12.06+0.025*H=304-0.5*H*0.525*H=291.94*H≈554.2W/m2（計(jì)算過程中可能因近似取值有微小差異）*LE=0.5*(0.95*640-554.2)/(1+0.5*(1-0.95)*554.2/12.06)≈0.5*(608-554.2)/(1+0.025*554.2/12.06)≈0.5*53.8/(1+1.15)≈0.5*53.8/2.15≈12.5W/m2（此步計(jì)算結(jié)果可能與上一問H值代入精度有關(guān)，為示意過程）**修正計(jì)算：使用更精確的H值回代**使用H≈12.06W/m2進(jìn)行驗(yàn)證：LE≈0.5*(608-12.06)/(1+0.025*12.06/12.06)≈0.5*595.94/(1+0.025)≈0.5*595.94/1.025≈291.4/1.025≈284.2W/m2**顯然，上述潛熱計(jì)算在代入H值時(shí)出錯(cuò)。應(yīng)重新解方程。***更正計(jì)算：**12.06=0.5*(608-H)/(1+0.0125*H)*12.06*(1+0.0125*H)=304-0.5*H*12.06+0.15125*H=304-0.5*H*0.65125*H=291.94*H≈448.8W/m2*LE=0.5*(608-448.8)/(1+0.0125*448.8)≈0.5*159.2/(1+5.61)≈0.5*159.2/6.61≈79.6/6.61≈12.05W/m2**最終估算值：H≈449W/m2,LE≈120W/m2**G=Rn-H-LE=640-449-120=-29W/m2（結(jié)果為負(fù)，表示白天土壤吸收熱量）2.解：根據(jù)能量平衡方程Rn=H+LE+G，且G=0，則Rn=H+LE。LE=Rn-H=150W/m2-50W/m2=100W/m2。六、論述題陸地?zé)崞胶饽Ｐ褪茄芯康乇砼c大氣系統(tǒng)間能量交換過程和收支平衡的基礎(chǔ)工具，對(duì)于理解氣候變化和人類活動(dòng)影響具有至關(guān)重要的作用。首先，該模型通過定量描述凈輻射、感熱通量、潛熱通量和土壤熱通量的變化，揭示了地表能量平衡的內(nèi)在機(jī)制，是理解地表溫度、蒸散發(fā)等關(guān)鍵氣候要素時(shí)空分布的基礎(chǔ)。其次，在全球氣候變化背景下，陸地表面性質(zhì)的變化（如植被覆蓋、土地利用、城市化等）顯著影響著能量平衡各分量，進(jìn)而影響區(qū)域乃至全球氣候系統(tǒng)。LSEB模型能夠幫助