空间物理资料：地球科学概论试题.doc

1、地球科学概论 （空间物理）测试题（2009.10）姓名学号分数一、填空（每空 2 分）1、 电离层可细分为 （D） 层、（E） 和 （F） 层。 最大电子密度位于 （F）层。2、地球大气层的温度变化特性由（地面辐射）和（太阳辐射）两种过程决定。3、影响电离层状态的两个主要因素是： （电离过程）和（复合过程） 。4、带电粒子在地磁场中的三种运动形态分别是： （回旋） 、 （弹跳）和（漂移） 。5、极光是由（带电粒子）与大气分子作用产生的。极光的颜色与（大气成分）和（带电粒子种类和能量）等因素有关。6、太阳系中除太阳以外的天体主要有（行星） 、 （矮行星） 、和（小天体）三种类型。7、 类木行星的

2、共同特点是 （都有行星环） 、 （星体密度较低） 和 （有较多的卫星） 。二、名词解释（每题 5 分）1、地球空间地球空间是指靠近行星地球的， 受太阳辐射变化而直接影响的区域。 内边界大约距离地球表面 60KM，外边界是太阳风与地磁场相互作用而形成的。2、行星一颗行星是一个天体，它满足：A.围绕太阳运转B.有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状。C.同时清除了所在轨道上的其他星体。2、电离层及电离层的范围与基本特性电离层是地球高层大气的一部分，因受太阳紫外线、X 射线、带电粒子辐射而电离，是大气层中自由电子密度足以对无线电波传播产生显著影响的区域。范围是 60km-1000km。

3、电离层的基本特性：1.具有足够数量的自由电子和离子，能显著地影响电磁波的传播。2.电离度低（1%） ，有相当多的大气分子和原子未发生电离。3.自由电子和离子的运动还部分地受中性风影响。3、太阳活动周太阳电磁辐射与粒子辐射周期性的变化成为太阳的周期性活动。主要周期活动：27 天太阳自转周变化，11 年太阳黑子周期变化，22 年太阳磁场极性周期变化。4、电离层闪烁当电波通过电离层时，因电离层不均匀结构，导致信号振幅相位等短周期不规则变化。5、日冕物质抛射日冕物质被加热和加速，当速度超过逃逸速度而飞向星际空间。CME 主要抛射物质（磁化的等离子体） ，大磁暴与 CME 密切相关。6、辐射带地球磁场将

4、带电粒子约束在地球空间确定的区域内，形成带电粒子比较集中的地区。分为内辐射带和外辐射带。 内辐射带在赤道面上距离地心 1.1-3.3 个地球半径， 主要是高能质子；外辐射带在赤道面上距离地心 4.5-6.0 个地球半径，主要是电子。三、简答题（每题 8 分）1、日冕物质抛射对地球空间有什么效应？CME 抛射物质（磁化的等离子体） ，强粒子辐射，与大磁暴密切相关。能使航天器带电，高层大气加热，对宇航员的辐射损害，对电磁层产生影响，使通讯受到干扰甚至中断，带电粒子会对臭氧分布产生影响。日冕物质抛射还会引发高能电子暴和太阳质子事件。2、探索月球有哪些意义？科学意义：月球的起源与演变，月球的空间环境，

5、在月球轨道上观测地球的空间环境，月球天文台，在月球上监测近地小行星。月球资源：核聚变材料，氦 3；极区可能存在水冰；稀有矿物资源。技术意义：为更深远探测做技术准备；验证一些新技术；推动高技术发展。还有军事意义，推动军事发展，展现大国实力。3、磁暴是怎样产生的？太阳活动期间，大量带电粒子进入地球空间，并被地磁场捕获，由于离子增多，环电流也增强。环电流产生的磁场与地磁场叠加，导致地磁场的水平分量急剧下降，这就发生了磁暴。大的非重现磁暴与 CME 联系密切。4、分析类地行星的共同特点和主要差别。共同特点：基本上是由岩石和金属组成；固体表面，密度大；自旋缓慢；没有环；卫星少。主要差别：金星的自转方向与

6、其他类地行星相反；大气压强相差大，主要成分不同；磁场强度不同；和太阳远近不同，表面温度不同。2、电磁波在电离层中的传播特性低频波传播（超视距）中频波传播（视距）高频波传播（天波）超高频波传播（视距）无线电波传播的形式： 直接视距传播 （地波） 地球表面与电离层 D 层之间的多次反射传播 （大气波导）在 E 层或 F 层传播（天波）穿过电磁层（卫星通信）3、什么叫磁暴？什么叫亚暴？以及磁暴的产生原因及其效应？地球磁场的水平分量在一到几个小时内急剧下降而在随后的几天内恢复的现象， 它是由环电流增强引起的。地磁场持续时间为2-3小时的扰动，是存储在地球磁尾的太阳风能量瞬间释放引起的。太阳活动期间，大量的带电粒子进入地球空间，并被地磁场捕获。由于粒子的增多，环电流增强。环电流产生的磁场与地球磁场叠加，导致地球磁场水平分量急剧下降。对输电线路的破坏 航天器带电 高层大气加热 对宇航员的辐射伤害 通讯受到影响甚至中断 对人类生存环境的影响4、解释极光的成因并说明为什么极光主要出现在高磁纬地区？地球高层大气的分子或原子，收到来自磁层电子的撞击，会被激发到较高的能态或被电离，当它们获得电子或从激发态回到基态的时候，多余的能量便会以某种特定波长的光发射出来。产生极光的要素：大气 磁场 带电粒子由于地磁场在极区或高磁纬地区汇集， 带电粒子可以运动到较低的高度与大气分子相撞， 产生极光。