2025年大学《大气科学》专业题库—— 静电学在大气科学中的应用.docxVIP

2025年大学《大气科学》专业题库——静电学在大气科学中的应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）

1.在大气电学中，下列哪种过程通常被认为是云中正电荷的主要来源？

A.地面电荷感应

B.大气中水分子的电离

C.宇宙射线与空气分子的相互作用

D.云内冰晶的碰撞分离

2.大气电场的垂直分布通常表现为？

A.地面电场最强，随高度增加迅速减弱

B.高空电场最强，地面电场最弱

C.电场强度在大部分大气层内保持恒定

D.仅在雷暴云中存在强电场

3.下列哪项不是影响大气导电性的重要因素？

A.水汽含量

B.大气中的离子化粒子浓度

C.大气压力

D.大气温度

4.闪电过程中的“先导放电”通常是指？

A.从云底向地面发展的负电荷通道

B.从地面物体向云中发展的正电荷通道

C.云内不同电荷区域之间的放电

D.雷电发生后，伴随的电磁脉冲现象

5.静电感应现象在大气科学中主要体现在？

A.地面物体在雷暴云影响下的带电

B.电离层中离子和电子的定向运动

C.大气中电场力的做功过程

D.大气导电率的自然变化

6.测量大气电场的常用仪器是？

A.热带风廓线雷达

B.光学雨滴谱仪

C.电场米

D.激光雷达

7.雷电放电的能量主要来源于？

A.大气中的化学能转化

B.太阳辐射能的直接转换

C.云中电荷分离所积累的电势能

D.地面与高空之间的温差驱动的能量

8.极光现象的物理本质是？

A.大气中的化学反应发光

B.颗粒物在大气中燃烧产生光芒

C.高能带电粒子与大气高层中性分子碰撞激发发光

D.地球磁场引导的无线电波发射

9.电离层对大气静电过程的主要影响是？

A.增强了低层大气的导电性

B.阻碍了高能宇宙射线进入大气

C.改变了地球与大气层之间的电位差

D.导致全球范围内的雷电活动频率显著增加

10.下列哪个过程与大气中电荷的准稳态分布密切相关？

A.雷电的突发性放电

B.大气电导率的持续变化

C.地球电场与大气电场的耦合

D.云内冰晶的沉降过程

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在题中的横线上）

1.大气中主要的电荷载体是______和______。

2.地球表面的电位相对于太空通常为______（正/负）电位。

3.雷电放电主要有______、______和______三种基本类型。

4.大气导电性随高度变化的一般趋势是先______后______。

5.影响大气电场分布的重要因素除了电荷分布外，还有______和______。

三、简答题（每小题5分，共15分）

1.简述大气中电荷的主要来源及其基本机制。

2.解释什么是尖端放电现象，并说明其在大气现象中的可能体现。

3.阐述雷暴云中电荷分离的两种主要理论模型（如液态水理论和冰晶-软雹理论）及其核心假设。

四、计算题（每小题8分，共16分）

1.假设某高度大气层的电场强度为100V/m，方向垂直向下。若一个带电量为+3×10^-9C的离子在该电场中移动了2km的距离，求电场力对离子所做的功（忽略重力影响）。

2.已知地面附近的大气电导率约为γ=2×10^-14S/m，地表附近的大气电场强度E≈100V/m。估算从地面到约1km高度的大气总电荷量（假设电场强度随高度均匀变化）。

五、论述题（共19分）

结合你所学的知识，论述大气中的静电现象（如雷电、电场分布等）对其周边环境（如大气环流、空气化学成分、生物体等）可能产生的影响。请从至少三个方面进行阐述，并说明其发生的物理机制。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.A

3.C

4.B

5.A

6.C

7.C

8.C

9.C

10.C

二、填空题

1.电子，离子

2.负

3.云内负电荷，云地正电荷，云际（正负）闪电

4.增加，减小

5.大气导电性，空间电荷分布

三、简答题

1.解析思路：回答需要涵盖主要的自然电荷来源。宇宙射线与大气分子碰撞电离产生电子和离子，是基础来源。随后，这些自由电荷在电场作用下迁移并与其他粒子碰撞，形成离子团。云内液态水与冰晶的碰撞