Тест по астрономии: Парниковый эффект (10-11 класс)
Тест по астрономии «Парниковый эффект» для 10-11 классов — это проверочная работа, предназначенная для оценки знаний учащихся о физических механизмах теплового баланса Земли. Вопросы охватывают природу парниковых газов, законы излучения и поглощения энергии атмосферой, а также сравнительную планетологию на примере других небесных тел Солнечной системы.
1
Какой газ в атмосфере Земли вносит наибольший вклад в создание естественного парникового эффекта?
Правильный ответ:
Водяной парПояснение:
Главным парниковым газом земной атмосферы является водяной пар (H2OH_2OH2O). Именно он ответственен за большую часть (по разным оценкам от 60% до 70%) естественного парникового эффекта. Углекислый газ занимает второе место, играя роль управляющего фактора, но по объему поглощения тепла водяной пар лидирует.2
Каков физический механизм возникновения парникового эффекта?
Правильный ответ:
Атмосфера пропускает видимый солнечный свет к поверхности, но задерживает исходящее от нагретой Земли инфракрасное (тепловое) излучениеПояснение:
Суть эффекта заключается в разной прозрачности атмосферы для разных типов излучения. Видимый свет от Солнца (короткие волны) свободно проходит сквозь воздух и нагревает поверхность. Нагретая поверхность излучает энергию в инфракрасном диапазоне (длинные волны), которые поглощаются молекулами парниковых газов и переизлучаются обратно, удерживая тепло.3
Какова была бы примерная средняя температура на поверхности Земли при полном отсутствии парникового эффекта?
Правильный ответ:
Около -18…-25 °C (на 40 градусов ниже современной)Пояснение:
Без атмосферы с парниковыми газами Земля отдавала бы тепло в космос беспрепятственно. Тепловой баланс установился бы на гораздо более низкой отметке. Расчеты показывают, что средняя температура составляла бы примерно -25 °C (на 40 градусов ниже текущей +15 °C), что превратило бы планету в ледяной мир.4
Какая планета Солнечной системы демонстрирует пример «неуправляемого» (разогнанного) парникового эффекта с экстремально высокими температурами?
Правильный ответ:
ВенераПояснение:
Венера обладает очень плотной атмосферой, состоящей на 96% из углекислого газа. Это создает колоссальный парниковый эффект, разогревающий поверхность планеты до +460 °C. Тепловая ловушка на Венере настолько эффективна, что там жарче, чем на Меркурии, который находится ближе к Солнцу.5
Какую роль в парниковом эффекте играет углекислый газ (CO2CO_2CO2)?
Правильный ответ:
Он активно поглощает инфракрасное излучение Земли, удерживая тепло в нижних слоях атмосферыПояснение:
Молекулы углекислого газа имеют структуру, позволяющую им входить в резонанс с инфракрасным излучением, испускаемым нагретой поверхностью Земли. Поглощая эти фотоны, CO2CO_2CO2 переходит в возбужденное состояние и затем переизлучает энергию, часть которой возвращается к поверхности, повышая её температуру.6
Какова текущая средняя годовая температура на поверхности Земли благодаря наличию атмосферы?
Правильный ответ:
Около +15 °CПояснение:
Благодаря естественному парниковому эффекту, создаваемому водяным паром, углекислым газом и другими компонентами, на Земле поддерживается комфортная для жизни средняя температура около +15 °C. Это позволяет воде существовать в жидком состоянии на большей части поверхности планеты.7
Какой тип электромагнитного излучения преимущественно испускает нагретая поверхность Земли?
Правильный ответ:
Инфракрасное (тепловое) излучениеПояснение:
Согласно закону смещения Вина, длина волны максимального излучения тела зависит от его температуры. Так как Земля нагрета в среднем до 288 К (+15 °C), она излучает энергию в инфракрасном диапазоне спектра, который мы воспринимаем как тепло.8
Какое утверждение верно описывает прозрачность земной атмосферы для солнечных лучей?
Правильный ответ:
Атмосфера в значительной степени прозрачна для видимого солнечного света, позволяя ему нагревать поверхностьПояснение:
Основные газы атмосферы (азот и кислород) не поглощают видимый свет. Парниковые газы также прозрачны в этом диапазоне. Поэтому солнечная энергия свободно (за исключением рассеяния и отражения облаками) достигает поверхности Земли, где преобразуется во внутреннюю энергию грунта и воды.9
Как влияет увеличение концентрации углекислого газа и метана в атмосфере на климат Земли?
Правильный ответ:
Приводит к усилению парникового эффекта и повышению средней температурыПояснение:
Углекислый газ и метан являются парниковыми газами. Рост их концентрации (например, из-за деятельности человека) увеличивает «оптическую толщину» атмосферы для инфракрасного излучения. Больше тепла задерживается и возвращается к поверхности, что ведет к глобальному потеплению.10
Почему на Марсе, несмотря на атмосферу из углекислого газа, парниковый эффект очень слаб?