2025年大学《行星科学》专业题库- 行星大气物质对地球气候的影响

2025年大学《行星科学》专业题库——行星大气物质对地球气候的影响考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项字母填在括号内）1.下列哪种气体在地球大气中浓度最低，但对温室效应有显著贡献？A.氮气(N₂)B.氧气(O₂)C.二氧化碳(CO₂)D.水汽(H₂O)2.与地球相比，金星表面温度极高（约460°C）的主要原因是其大气中存在极其浓厚的：A.氮气B.氧气C.二氧化碳D.氢气3.下列哪种过程主要吸收地球向外发射的长波辐射，从而对地球大气保温？A.散射B.反射C.吸收D.辐射4.“温室效应增强”通常指的是：A.地球大气中氮气含量增加B.地球大气中氧气含量增加C.地球大气中温室气体（如CO₂,CH₄）浓度增加D.地球大气中水汽含量减少5.陨石撞击其他行星表面，可能将行星内部的某些挥发性物质（如水、氨）抛入大气层，长期来看可能对行星的气候演化和生命起源产生影响。这种影响属于：A.行星际物质交换B.行星大气内部循环C.行星与太阳的能量交换D.行星内部物质与外部的交换6.木星大红斑呈现红色，其主要成分被认为是：A.水汽凝结物B.甲烷冰晶C.硫化物或磷化物颗粒D.氮气分子7.大气中的臭氧层主要吸收哪种波段的紫外线，对地球生命起到保护作用？A.可见光B.红外线C.紫外线（UV-B）D.X射线8.气溶胶对地球气候的影响可能是复杂的，它既可以吸收辐射导致增温，也可以散射辐射导致降温。这种现象被称为：A.温室效应B.厄尔尼诺现象C.气溶胶的双向反馈机制D.冰川周期9.假设未来人类有能力向火星大气中大量注入甲烷，这可能会对火星气候产生什么潜在影响？A.显著增加温室效应，可能导致表面温度大幅升高B.主要导致火星大气密度增加C.使火星大气呈现蓝色D.减少火星表面的紫外线辐射10.研究金星浓厚大气环流和表面高温现象，对于理解地球气候系统的哪方面具有重要意义？A.地球大气成分的演化B.地球极端天气事件的形成机制C.地球温室效应的物理基础D.地球大气对太阳活动的响应二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）1.行星大气的成分、密度和温度分布是其_______的基础。2.除了二氧化碳和水汽，甲烷、氧化亚氮等也是重要的_______气体。3.行星与太阳之间的_______交换是驱动行星气候系统的根本能量来源。4.某些行星大气中的_______层能够有效吸收有害的太阳紫外线辐射。5.陨石撞击不仅带来物质，也可能释放巨大的_______，影响行星大气成分。6.火星大气稀薄，其主要成分是_______，其温室效应远弱于地球。7.大气中的_______可以通过散射和吸收等方式，影响行星表面的光照条件。8.“失控温室效应”通常描述的是行星大气成分发生剧烈变化，导致_______持续增强的现象。9.气溶胶的来源包括自然过程（如火山喷发、沙尘暴）和_______（如工业排放、生物质燃烧）。10.通过对比不同行星的大气特征，可以帮助我们约束早期太阳系_______的条件。三、名词解释（每小题3分，共15分。请给出简洁明了的定义）1.温室效应2.行星际尘埃3.光合作用（在行星大气研究的背景下）4.大气成分的挥发性5.行星气候反馈机制四、简答题（每小题5分，共20分。请简要回答下列问题）1.简述水汽在地球温室效应中的作用。2.列举至少三种不同行星大气与地球大气的物质交换可能途径。3.为什么金星表面温度远高于地球，尽管两者都接收到相似的太阳辐射？4.简述气溶胶对地球气候的潜在双面影响。五、论述题（每小题10分，共20分。请结合所学知识，进行较为详细的阐述）1.试论述大气成分如何影响行星的能量平衡，并举例说明不同成分的气候效应。2.结合火星或金星案例，论述行星大气物质对行星气候演化的可能影响，并分析其对理解地球未来气候变化的借鉴意义。---试卷答案一、选择题1.C2.C3.C4.C5.D6.C7.C8.C9.A10.C二、填空题1.气候2.温室3.能量4.臭氧5.热量6.氮气7.辐射8.温室效应9.人为活动10.天体形成三、名词解释1.温室效应：指大气中的某些成分（温室气体）吸收并重新辐射地球表面发出的红外辐射，从而导致行星表面温度升高的现象。2.行星际尘埃：指存在于星际空间中的微小固体颗粒，成分多样，可能被行星大气捕获并影响其成分和光学特性。3.光合作用（在行星大气研究的背景下）：指行星表面（如有）某些微生物或植物利用光源（如太阳）和适宜的化学物质（如二氧化碳、水）进行能量转换，并可能向大气中释放氧气或消耗二氧化碳的过程，影响大气成分。4.大气成分的挥发性：指大气中的气体或固体成分在行星表面压力和温度条件下，能够从固体或液体相转化为气相（大气中）的能力。5.行星气候反馈机制：指行星大气或表面状态的变化，进一步导致大气环流、辐射平衡或地表反照率等发生改变，进而对原始变化产生放大或抑制作用的过程。四、简答题1.水汽是地球大气中含量最丰富的温室气体。它能够强烈吸收地球表面发出的红外辐射，并将其向空间各方向再辐射，部分能量返回地表，从而对地球起到保温作用。水汽浓度的变化对地球温度有显著的敏感性，是当前气候变化研究中的一个重要因素。2.行星大气与地球大气的物质交换可能途径包括：①陨石撞击：携带不同行星物质（气体、尘埃）撞击地球，或地球物质被撞击抛入其他行星大气；②行星际介质/尘埃：太阳风粒子、星际尘埃等在行星际空间传播，可能被行星大气捕获；③未来潜在的人为干预：如太空活动产生的污染物扩散，或未来技术可能实现的行星间物质输送。3.金星表面温度远高于地球的主要原因在于其大气极其浓厚（主要成分是二氧化碳，含量极高），形成了强大的温室效应。虽然金星和地球接收到的太阳辐射相似，但金星大气对地球向外辐射的长波红外辐射具有极强的吸收能力，导致大部分热量被困在金星表面，使其表面温度高达约460°C，远超地球。4.气溶胶对地球气候的潜在双面影响体现在：①增温效应：某些气溶胶（如黑色碳烟）能吸收太阳短波辐射或地球长波辐射，直接导致地表或大气层变暖；②降温效应：多数气溶胶（如硫酸盐、海盐粒）能散射和反射太阳短波辐射，减少到达地表的太阳能量，导致冷却；③间接效应：气溶胶可影响云的微物理特性（如云滴大小、云量、云的寿命），进而间接影响气候。五、论述题1.大气成分通过影响行星对太阳短波辐射的吸收/反射特性和对地球自身向外发射的长波辐射的吸收/反射特性，从而影响行星的能量平衡。不同成分具有不同的光谱特性：①对太阳短波辐射透明的大气（如地球大气中的氮气和氧气对可见光）允许大部分热量进入，有利于行星升温；②对地球长波辐射吸收能力强的温室气体（如CO₂,H₂O,CH₄）能增强温室效应，导致行星表面温度升高；③能有效散射太阳短波辐射的气体或气溶胶（如大气中的水汽、尘埃）会降低行星反照率，吸收部分长波辐射，对气候产生复杂影响。例如，CO₂是主要的温室气体，甲烷虽然浓度低但温室效应强；气溶胶则可能增温或降温，并影响云层。2.以火星为例：火星大气稀薄（主要成分是二氧化碳），温室效应弱，表面温度低且波动大。如果假设未来人类向火星大气中注入大量甲烷，甲烷作为强效温室气体，会显著增强火星的温室效应，可能导