2025年大学《应用气象学》专业题库- 太阳辐射与大气温室效应

2025年大学《应用气象学》专业题库——太阳辐射与大气温室效应考试时间：______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题后括号内）1.下列哪一项不是太阳辐射的主要特征？A.辐射能量主要集中在可见光波段B.辐射强度随太阳高度角增大而增强C.能被大气中所有成分完全吸收D.是地球表面能量最主要的直接来源2.大气对太阳辐射的主要削弱方式中，下列哪一项主要导致到达地面的太阳辐射波长变长？A.散射B.吸收C.反射D.透射3.地球表面接收太阳辐射最多的地区是？A.北极点B.南极点C.赤道D.回归线4.平行于地面入射的太阳辐射称为？A.直接辐射B.散射辐射C.总辐射D.照射辐射5.大气中的水汽主要通过对红外线的吸收来发挥作用，这体现了大气哪一层的特征？A.平流层B.对流层C.电离层D.散逸层6.下列哪种气体不是大气中的主要温室气体？A.氧气（O₂）B.氮气（N₂）C.二氧化碳（CO₂）D.甲烷（CH₄）7.地球表面和大气的净辐射平衡状态是指？A.地球只接收太阳辐射B.大气只向外辐射能量C.地球接收的太阳辐射等于向外放出的能量D.地球接收的太阳辐射大于向外放出的能量8.温室效应主要是指？A.太阳辐射被大气吸收B.地球表面辐射被大气吸收并部分向下辐射C.大气对太阳辐射的反射D.地球表面温度随季节变化9.如果大气中的二氧化碳浓度增加，则下列哪项描述是正确的？A.地球表面向空间的总红外辐射量增加B.地球表面接收的总太阳辐射量增加C.大气对地球红外辐射的吸收减少D.地球表面的温度会必然降低10.影响太阳辐射到达地面的最主要大气成分是？A.氧气B.氮气C.水汽D.二氧化碳二、填空题（每空2分，共20分。请将正确答案填在题后横线上）1.太阳辐射的能量来源于太阳内部的________。2.太阳辐射经过大气层时，波长较短的________辐射大部分能够到达地面，而波长较长的________辐射则大部分被大气吸收。3.地球表面能量平衡的基本方程是：净辐射=________+地表感热交换+地表潜热交换。4.大气中的水汽和二氧化碳等物质吸收地球表面的红外辐射，并将其中一部分能量向下辐射回地表，这种现象被称为________效应。5.影响到达地面太阳辐射分布的主要因素有：纬度位置、季节变化、________和地形等。6.大气对太阳辐射的削弱作用包括________、吸收和反射三种方式。7.地球能量收支的最终平衡点决定了地球的________。8.反射太阳辐射的能力用________来表示，其值介于0和1之间。9.大气逆辐射的存在使得地球表面的实际有效辐射________实际向外发出的红外辐射。10.“专业题库”这一名称暗示了其内容应具有一定的________和________。三、简答题（每题5分，共15分）1.简述大气对太阳辐射削弱作用的三个主要方式及其对地面辐射的影响。2.解释什么是太阳高度角，并说明其对地面太阳辐射强度的影响。3.简述温室气体对地球气候系统的正效应（即温室效应）。四、计算题（共10分）假设在某一时刻，太阳直射点位于赤道（太阳高度角为90°），大气透明度良好，地表反照率为0.2。已知在太阳高度角为90°时，大气顶部的太阳总辐射量为1361W/m²。请计算：（1）到达该地点地表的太阳总辐射量（即到达地面的短波辐射总量）是多少W/m²？（2）假设该地点大气对红外辐射的吸收率为0.3（即大气允许70%的地表红外辐射直接向外空间散发），地表有效辐射（即净的长波辐射损失）是多少W/m²？（不考虑大气逆辐射的影响）五、论述题（10分）结合太阳辐射的地理分布特征，分析大气环流形成的基本动力原因。试卷答案一、选择题1.C2.B3.C4.A5.B6.B7.C8.B9.A10.C二、填空题1.核聚变反应2.可见光；红外线3.地表净辐射4.大气5.大气状况（云量等）6.散射7.黑体辐射温度（或地表平均温度）8.反照率9.小于10.专业性；系统性三、简答题1.解析思路：首先列出三种削弱方式：散射、吸收、反射。然后分别说明每种方式如何作用：散射将部分太阳辐射改变方向，使其不能到达地面（如大气分子散射形成天空蓝、日出日落红）；吸收则将部分太阳辐射能量转化为大气内能（如臭氧吸收紫外线）；反射则使部分太阳辐射直接从大气表面弹回太空。最后总结对地面辐射的影响：到达地面的太阳辐射强度减弱，光谱成分发生变化（短波多，长波少）。2.解析思路：首先定义太阳高度角：太阳光线与当地水平面之间的夹角。说明其大小随太阳在天空中的位置变化而变化，正午时最大（等于90°减去地理纬度与太阳赤纬之差）。最后解释其对地面辐射强度的影响：太阳高度角越大，太阳辐射穿过的大气路径越短，削弱越少，到达地面的辐射强度越大；反之，太阳高度角越小，辐射强度越小。3.解析思路：首先指出温室效应是地球气候系统的自然组成部分。然后解释其物理机制：大气中的某些气体（温室气体，如CO₂、H₂O等）能够强烈吸收地球表面发出的红外辐射，并部分向空间辐射，部分向下辐射回地表。最后说明其正效应：大气逆辐射的存在弥补了地表热量损失，使得地球表面温度高于没有大气时的温度，维持了地球适宜生命生存的温度环境。四、计算题（1）解析思路：应用反照率定义。到达地面的总辐射=到达大气顶部的总辐射×(1-反照率)。代入数据：1361W/m²×(1-0.2)=1361W/m²×0.8=1088.8W/m²。（2）解析思路：首先计算地表有效辐射。有效辐射=到达地面的总辐射×(1-大气红外吸收率)。代入数据：1088.8W/m²×(1-0.3)=1088.8W/m²×0.7=762.16W/m²。五、论述题解析思路：1.太阳辐射分布不均：太阳辐射是大气运动的根本动力。太阳辐射在地球表面分布不均（低纬度强，高纬度弱；夏季强，冬季弱），导致高低纬度之间存在巨大的能量差异。2.能