2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——大氣科學(xué)中的地震氛氣震動(dòng)分析考試時(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)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.在地震波與大氣相互作用的機(jī)理中，以下哪種波型通常被認(rèn)為能更有效地激發(fā)大氣中的長(zhǎng)周期波動(dòng)？A.P波B.S波C.面波（Love波或Rayleigh波）D.體積波（如瑞利波）2.大氣對(duì)地震波的吸收效應(yīng)通常表現(xiàn)為？A.使地震波速度顯著增加B.使地震波振幅隨頻率升高而增大C.使地震波振幅隨傳播距離增大而衰減D.使地震波到達(dá)時(shí)間提前3.以下哪種大氣現(xiàn)象或觀測(cè)數(shù)據(jù)通常被用于研究地震對(duì)大氣的影響？A.地面氣壓的短期劇烈波動(dòng)B.大氣中的背景輻射噪聲C.平流層臭氧濃度的季節(jié)性變化D.地球同步衛(wèi)星的溫度圖像4.“地震電離層效應(yīng)”主要指的是？A.地震波直接引起電離層參數(shù)的長(zhǎng)期漂移B.地震激發(fā)的彈性波通過(guò)電離層底部產(chǎn)生壓力擾動(dòng)C.地震活動(dòng)引發(fā)電離層中產(chǎn)生高頻脈沖信號(hào)D.地震波在電離層中產(chǎn)生共振現(xiàn)象5.以下哪項(xiàng)技術(shù)通常不直接用于探測(cè)或記錄大氣對(duì)深部地震的響應(yīng)？A.超聲波探空B.脈沖星射電計(jì)時(shí)C.氣象雷達(dá)D.高頻地動(dòng)儀6.大氣中的溫度、濕度等參數(shù)會(huì)顯著影響地震波在大氣中的？A.傳播速度B.傳播路徑C.頻譜特性D.以上所有7.在研究地震與大氣相互作用時(shí)，數(shù)值模擬方法的主要優(yōu)勢(shì)在于？A.可以直接觀測(cè)到真實(shí)大氣現(xiàn)象B.能夠考慮復(fù)雜的大氣物理過(guò)程和邊界條件C.成本低廉且耗時(shí)短D.無(wú)需依賴實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)8.以下哪項(xiàng)不是地震引發(fā)大氣波動(dòng)（如地震波引起的大氣壓力或風(fēng)場(chǎng)擾動(dòng)）的潛在應(yīng)用領(lǐng)域？A.提高地震預(yù)警系統(tǒng)的精度B.短期區(qū)域性天氣預(yù)報(bào)C.監(jiān)測(cè)大氣電離層暴D.地下核試驗(yàn)探測(cè)9.涉及大氣震相（如地震聲波、地震光）的分析，通常需要關(guān)注？A.震源的震級(jí)和位置B.大氣的垂直結(jié)構(gòu)剖面C.地球的內(nèi)部速度模型D.以上所有10.對(duì)于“地震氛氣震動(dòng)分析”這一術(shù)語(yǔ)，最合理的理解傾向于？A.地震直接導(dǎo)致大氣中特定化學(xué)氣體（如氖氣，Ne）的濃度發(fā)生顯著變化B.地震波在傳播過(guò)程中與大氣發(fā)生強(qiáng)烈相互作用，引起大氣的整體震動(dòng)C.利用地震波探測(cè)大氣成分的空間分布D.大氣自身的周期性波動(dòng)受到地震活動(dòng)的影響二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上。）1.地震波從固體地球內(nèi)部傳播到大氣層頂時(shí)，其能量會(huì)因大氣的________和________效應(yīng)而顯著損失。2.利用全球定位系統(tǒng)（GPS）信號(hào)的時(shí)間延遲變化來(lái)研究大氣震相是一種重要的________技術(shù)。3.地震激發(fā)的大氣波動(dòng)通常具有________的特點(diǎn)，即頻率較低，周期較長(zhǎng)。4.影響大氣對(duì)地震波濾波效應(yīng)的主要大氣參數(shù)包括________、________和風(fēng)速。5.分析地震引起的電離層閃爍現(xiàn)象，可以幫助理解地震波能量在________中的沉積和耗散過(guò)程。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。）1.簡(jiǎn)述地震波（如P波）穿過(guò)大氣層頂進(jìn)入大氣時(shí)，其傳播特性可能發(fā)生的主要變化。2.解釋什么是“大氣震相”，并列舉至少三種與地震波在大氣中傳播相關(guān)的主要大氣震相。3.簡(jiǎn)述利用氣象雷達(dá)等手段觀測(cè)地震激發(fā)大氣波動(dòng)的基本原理。4.指出地震與大氣相互作用研究中，數(shù)值模擬需要考慮的關(guān)鍵物理過(guò)程至少三項(xiàng)。四、論述題（每小題10分，共30分。）1.論述地震活動(dòng)可能通過(guò)哪些物理機(jī)制影響大氣成分（請(qǐng)忽略“氛氣”可能存在的歧義，從更廣泛的大氣響應(yīng)角度討論）。2.結(jié)合大氣波動(dòng)理論，論述大氣層結(jié)構(gòu)（如密度隨高度的變化）如何影響地震波在其中的傳播特性。3.探討地震氛氣震動(dòng)分析在災(zāi)害預(yù)警和環(huán)境監(jiān)測(cè)方面可能的應(yīng)用前景，并分析其面臨的主要挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.C5.C6.D7.B8.D9.D10.B二、填空題1.吸收濾波2.震相（或干擾）3.低頻長(zhǎng)周期4.溫度濕度5.電離層三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：考察對(duì)介質(zhì)界面影響的理解。P波穿過(guò)大氣層頂時(shí)，會(huì)從高密度、高彈性的固體介質(zhì)進(jìn)入低密度、低彈性、主要表現(xiàn)為流體性質(zhì)的大氣。這會(huì)導(dǎo)致P波的傳播速度急劇下降，波陣面發(fā)生彎曲（通常向地表彎曲），振幅可能發(fā)生變化（可能增大也可能減小取決于入射角和波的類型），頻率成分也可能發(fā)生濾波效應(yīng)，低頻成分更容易穿透。答案要點(diǎn)：速度顯著下降；波陣面彎曲；振幅可能變化；發(fā)生濾波效應(yīng)（低頻成分易穿透）。2.解析思路：考察對(duì)大氣震相基本概念的掌握。大氣震相是指地震波在傳播過(guò)程中，當(dāng)遇到大氣密度或聲速的顯著不均勻性時(shí)，發(fā)生反射、折射、散射等效應(yīng)，導(dǎo)致地震波能量以特定方式到達(dá)接收點(diǎn)，形成具有特定到達(dá)時(shí)間、振幅、相位等特征的現(xiàn)象序列。列舉現(xiàn)象時(shí)，需想到地震波在大氣中傳播的媒介特性。答案要點(diǎn)：定義：地震波與大氣相互作用產(chǎn)生的反射/折射/散射現(xiàn)象序列；特征：有特定到達(dá)時(shí)間、振幅、相位；列舉：如大氣P波（AtmosphericP-wave）、大氣S波（AtmosphericS-wave）、地震聲波（SeismicAcousticWave）、地震光（SeismicGlow）等。3.解析思路：考察對(duì)觀測(cè)技術(shù)原理的理解。氣象雷達(dá)通過(guò)發(fā)射電磁波并接收大氣介質(zhì)（包括氣溶膠、云滴等）對(duì)電磁波的散射回波來(lái)探測(cè)大氣。地震激發(fā)的大氣擾動(dòng)（如重力波、內(nèi)波等）會(huì)引起大氣密度或粒子分布的微小起伏，進(jìn)而改變雷達(dá)波的散射特性（如回波強(qiáng)度、相位、多普勒頻移），通過(guò)分析這些變化可以反演出地震激發(fā)的波動(dòng)信息。答案要點(diǎn)：原理：雷達(dá)發(fā)射電磁波，接收大氣散射回波；機(jī)制：地震擾動(dòng)大氣密度/粒子分布；效應(yīng)：改變雷達(dá)波散射特性（強(qiáng)度、相位、多普勒）；分析：解算出大氣波動(dòng)信息。4.解析思路：考察對(duì)數(shù)值模擬內(nèi)容的掌握。地震與大氣相互作用涉及復(fù)雜的物理過(guò)程，數(shù)值模擬需要耦合地球物理學(xué)和大氣物理學(xué)模型。關(guān)鍵物理過(guò)程至少應(yīng)包括：地震波傳播動(dòng)力學(xué)、大氣動(dòng)力學(xué)（如波動(dòng)方程、熱力學(xué)方程）、大氣與地震波的能量交換（吸收、輻射）、大氣狀態(tài)參數(shù)（溫度、壓力、密度）的時(shí)空變化等。答案要點(diǎn)：地震波傳播動(dòng)力學(xué)；大氣動(dòng)力學(xué)（波動(dòng)、熱力學(xué)）；大氣-地震波能量交換；大氣狀態(tài)參數(shù)時(shí)空變化；邊界條件處理等。四、論述題1.解析思路：考察對(duì)綜合知識(shí)的應(yīng)用和拓展能力。地震波攜帶巨大能量，其與大氣相互作用可能通過(guò)多種途徑影響大氣成分。需要從地震波本身的物理效應(yīng)以及大氣對(duì)能量的響應(yīng)出發(fā)，進(jìn)行邏輯推理。主要機(jī)制可包括：地震波直接的高能粒子（如次級(jí)射線）沖擊導(dǎo)致電離層成分變化；地震激發(fā)的強(qiáng)烈大氣波動(dòng)（如重力波、瑞利波）可能上傳至平流層甚至電離層，通過(guò)湍流混合、化學(xué)過(guò)程影響成分；地震引發(fā)的大范圍地表擾動(dòng)（如強(qiáng)震動(dòng)、滑坡）可能釋放出被壓制的氣體（如火山氣、土壤氣）進(jìn)入大氣；地震可能通過(guò)改變大氣環(huán)流模式間接影響大氣成分分布。答案要點(diǎn)：途徑1：地震波次級(jí)效應(yīng)（高能粒子）沖擊電離層，改變電離化平衡，影響成分；途徑2：地震激發(fā)大氣波動(dòng)（重力波、瑞利波）上傳，混合大氣成分，可能觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)；途徑3：地震地表擾動(dòng)（滑坡、斷層活動(dòng)）釋放被束縛氣體（火山氣、土壤氣）；途徑4：地震影響大氣環(huán)流，進(jìn)而影響大氣成分輸送與分布；途徑5：地震可能影響大氣電離層耦合過(guò)程，間接影響成分。2.解析思路：考察對(duì)波動(dòng)理論在復(fù)雜介質(zhì)中應(yīng)用的理解。大氣并非均勻介質(zhì)，其密度、聲速等參數(shù)隨高度、經(jīng)度、季節(jié)、天氣狀況變化顯著，形成復(fù)雜的不均勻結(jié)構(gòu)。地震波在此介質(zhì)中傳播時(shí)，如同在光纖中傳播的光波，會(huì)不斷受到這些不均勻性的影響而發(fā)生反射、折射、散射和衍射。不同頻率的地震波由于色散關(guān)系，會(huì)以不同的路徑和速度傳播，導(dǎo)致到達(dá)觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)間、振幅和相位產(chǎn)生差異，形成豐富的大氣震相。大氣密度隨高度指數(shù)衰減是影響長(zhǎng)波傳播的關(guān)鍵因素。答案要點(diǎn)：非均勻性：大氣密度、聲速隨高度/空間變化；波動(dòng)效應(yīng)：地震波產(chǎn)生反射、折射、散射、衍射；色散：不同頻率波傳播速度/路徑不同；結(jié)果：形成大氣震相，表現(xiàn)為到達(dá)時(shí)間、振幅、相位差異；關(guān)鍵因素：大氣密度隨高度變化對(duì)長(zhǎng)波傳播影響顯著。3.解析思路：考察對(duì)應(yīng)用前景和局限性的綜合評(píng)價(jià)能力。應(yīng)用前景方面，可以聯(lián)系地震預(yù)警（利用大氣震相快速傳播的特性）、短期氣象擾動(dòng)預(yù)測(cè)（地震可能激發(fā)的局部或區(qū)域性大氣波動(dòng)）、環(huán)境監(jiān)測(cè)（如間