2025年大學《大氣科學》專業(yè)題庫——大氣平流層結構及變化規(guī)律考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪個層級的溫度隨高度升高而顯著升高，形成逆溫層？A.對流層B.平流層C.中間層D.熱層2.平流層中含量最高、對大氣具有保溫作用的主要成分是？A.氮氣(N?)B.氧氣(O?)C.水汽(H?O)D.氬氣(Ar)3.臭氧層最主要的功能是吸收哪種輻射，從而保護地球生命？A.紅外輻射B.可見光C.紫外線輻射D.X射線4.造成南極臭氧層空洞的主要人為原因是大氣中大量存在？A.二氧化碳(CO?)B.氮氧化物(NOx)C.氯氟烴化合物(CFCs)D.甲烷(CH?)5.平流層內(nèi)主要的環(huán)流形式是？A.全球性的三圈環(huán)流B.厄爾尼諾現(xiàn)象C.哈德里環(huán)流D.帕爾帖循環(huán)6.電離層底層（D層）主要存在于哪個高度范圍，并對短波無線電通信有顯著影響？A.低于50公里B.50-85公里C.85-100公里D.100-120公里7.與對流層相比，平流層的一個顯著特征是？A.溫度隨高度升高而降低B.水汽含量高C.存在明顯的天氣現(xiàn)象D.大氣密度顯著降低8.平流層頂部的溫度通常高于對流層頂部的溫度，這主要是由于？A.太陽輻射的直接加熱B.地面長波輻射的向上傳遞C.臭氧吸收紫外線并釋放熱量D.平流層水汽凝結釋放潛熱9.航空器通常選擇在平流層中飛行，主要是因為？A.大氣穩(wěn)定，風小B.空氣密度大，提供升力C.大氣成分適宜呼吸D.避開對流層中的云和天氣10.全球變暖對平流層的主要影響之一是？A.導致平流層整體溫度顯著升高B.使平流層頂高度下降C.增加平流層水汽含量D.減弱平流層臭氧總量二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填在橫線上）1.平流層位于大氣的__________層和__________層之間。2.臭氧(O?)是由氧分子(O?)在__________的作用下轉化而成的。3.氯氟烴(CFCs)在平流層中分解后產(chǎn)生的__________是破壞臭氧層的關鍵物質(zhì)。4.平流層頂部的壓力大約相當于海平面氣壓的__________。5.電離層是電離層中最靠近地面的部分，其主要成分是__________。6.平流層內(nèi)，溫度隨高度升高而增加的現(xiàn)象稱為__________。7.大氣中的水汽大部分存在于__________層，而臭氧幾乎全部存在于__________層。8.紫外線輻射根據(jù)波長可分為UVA、UVB、UVC，其中對平流層臭氧形成破壞最大的是__________。9.影響平流層溫度分布的主要輻射是__________輻射。10.平流層環(huán)流中，存在一個強大的東風急流，被稱為__________。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請給出每個名詞的準確定義）1.平流層(Stratosphere)2.臭氧層空洞(OzoneHole)3.電離層(Ionosphere)4.溫度逆增(Inversion)5.紫外線輻射(UltravioletRadiation)四、簡答題（每題5分，共30分。請簡要回答下列問題）1.簡述平流層溫度垂直分布的主要特征及其原因。2.簡述臭氧層形成的過程。3.簡述CFCs是如何導致臭氧層破壞的。4.簡述電離層對無線電通信的作用。5.簡述平流層環(huán)流（急流）對航空飛行的影響。6.簡述平流層變暖與對流層變暖在成因和表現(xiàn)上的主要區(qū)別。五、論述題（15分。請結合所學知識，全面、深入地回答下列問題）試論述人類活動對平流層結構及成分的影響，并分析這些影響可能帶來的環(huán)境后果及應對措施。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.C4.C5.C6.B7.D8.C9.A10.B二、填空題1.對流層中間層2.紫外線3.氯原子4.萬分之一5.氮氣(N?)6.溫度逆增(或逆溫)7.對流層平流層8.UVB9.紫外線10.平流層東風急流(或急流)三、名詞解釋1.平流層：大氣圈的一個層次，位于對流層之上，中間層之下，大致高度范圍從10-12公里到50-55公里左右。其特征是溫度隨高度升高而增加，大氣以水平運動（平流）為主，且含有大量臭氧，能吸收大部分紫外線輻射。2.臭氧層空洞：指在南極上空春季（約9-11月）形成的，臭氧濃度顯著低于正常水平的區(qū)域。由于極地特有的氣象條件（強極地渦旋和極夜）加速了CFCs等人為物質(zhì)的分解，釋放出氯原子，破壞了平流層臭氧。3.電離層：地球大氣的高層部分（約60公里以上），由于太陽輻射（主要是紫外線和X射線）的作用，空氣中的中性分子或原子被電離形成大量的自由電子和離子。它對無線電波的傳播有顯著影響。4.溫度逆增：指在垂直方向上，氣溫隨高度升高而不是降低的現(xiàn)象，與正常的氣溫垂直遞減規(guī)律相反。在平流層頂部存在逆溫。5.紫外線輻射：電磁波譜中波長介于10納米至400納米之間的輻射，根據(jù)波長可分為UVA、UVB、UVC三類。UVC最具能量，但被大氣層（特別是臭氧層）幾乎完全吸收；UVB能量較高，可到達地面并造成皮膚傷害；UVA能量最低，大部分能到達地面。四、簡答題1.答：平流層溫度隨高度升高而增加。原因：平流層中富含臭氧，臭氧能強烈吸收太陽輻射中能量較高的紫外線（特別是UV-B），將吸收的能量轉化為熱能，導致平流層溫度隨高度升高而升高。此外，平流層水汽含量極少，缺乏地面長波輻射的加熱。2.答：平流層中的氧分子（O?）在太陽紫外線（主要是UV-B）的作用下發(fā)生光解，產(chǎn)生氧原子（O）。氧原子（O）再與氧分子（O?）結合，形成臭氧（O?）。主要反應式為：O?+UV→2O；O+O?+M→O?(M為催化劑分子)。3.答：人類活動大量排放的氯氟烴化合物（CFCs）等含氯、溴的有機物，具有非常高的穩(wěn)定性，可以緩慢上升到平流層。在平流層中，太陽紫外線（特別是UV-C）分解CFCs，釋放出活性極強的氯原子（Cl）。一個氯原子可以破壞成千上萬個臭氧分子（O?），從而破壞臭氧層。4.答：電離層能反射或折射無線電波。當無線電波傳入電離層時，會與電離層中的自由電子發(fā)生相互作用。對于特定頻率的無線電波，如果其頻率低于電離層電子的等離子體頻率，波會被反射回地面，從而實現(xiàn)超視距無線電通信。不同層級的電離層反射不同頻率的無線電波，例如D層反射中波和短波，F(xiàn)層（白天分為F?和F?層）反射長波和超短波。5.答：平流層存在強大的平流層東風急流，尤其是在20-50公里高度。航空器在高空飛行時，利用平流層急流順風飛行可以節(jié)省燃油，提高效率。同時，急流附近的波動（如急流波）可能對飛機的穩(wěn)定性和飛行安全產(chǎn)生不利影響。6.答：成因上，平流層變暖主要是由于溫室氣體（如CO?）在大氣中積累，不僅吸收了地表向外輻射的長波輻射，也吸收了從對流層向上傳遞的一部分紅外輻射，導致對流層頂和整個平流層溫度升高。表現(xiàn)上，平流層變暖（尤其是平流層頂溫度升高）會削弱臭氧層，因為更高的溫度會促進平流層中破壞臭氧的反應速率；同時，可能改變平流層環(huán)流模式。而對流層變暖主要是溫室氣體直接導致地表和低層大氣溫度升高。五、論述題（本題為開放式論述題，以下提供評分要點和參考思路）要點應涵蓋：1.人類活動影響：*溫室氣體排放增加：CO?、CH?、N?O等導致全球變暖，進而影響平流層溫度結構（特別是平流層頂逆溫強度和高度）。*臭氧消耗物質(zhì)排放：CFCs、哈龍等（盡管管制已生效，但歷史排放和持久性影響仍在）破壞臭氧層。*氣溶膠和污染物：SO?等形成的硫酸鹽氣溶膠可能通過催化過程影響臭氧，或影響平流層輻射平衡。*其他：氧化亞氮（N?O）既是溫室氣體也是臭氧消耗物，航空排放（NOx）在高空可催化破壞臭氧。2.環(huán)境后果：*臭氧層減薄/空洞：紫外線輻射增強，傷害生物圈（人類皮膚、眼睛、免疫系統(tǒng)；損害植物生長；影響水生生態(tài)系統(tǒng)；破壞材料）。*平流層溫度變化：可能影響平流層環(huán)流模式，進而影響天氣和氣候（如極地渦旋強度和位置變化）。*電離層擾動：可能影響無線電通信和導航系統(tǒng)。*氣候變化反饋：平流層變化可能反作用于對流層，影響全球氣候系統(tǒng)。3.應對措施：*國際公約與法規(guī)：《蒙特利爾議定書》等，限制和禁止消耗臭氧層物質(zhì)（ODS）的生產(chǎn)和使用。*減少溫室氣體排放：落實《巴黎協(xié)定》目標，發(fā)展清潔能源