2025年大学《应用气象学》专业题库- 空气污染：气象因素的关联

2025年大学《应用气象学》专业题库——空气污染：气象因素的关联考试时间：______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括号内。）1.下列哪项气象条件最有利于近地面污染物形成持续性的高浓度积累？A.强风、高空有逆温层B.无风、近地面有逆温层C.微风、湿度持续低于50%D.大风、降水频繁2.根据Pasquill稳定度分类法，若某日午后地面温度高于高空温度，且风速较小，则该日通常属于：A.A类（不稳定）B.B类（稳定）C.C类（高度稳定）D.D类（弱不稳定）3.大气边界层的高度主要受什么因素影响？A.大气湿度B.地表性质C.白天太阳辐射强度D.大气污染物浓度4.污染物在大气中的垂直扩散主要受什么因素控制？A.地形B.大气稳定度C.风向D.污染物排放高度5.某城市在无风或小风条件下（<1m/s）持续数日，且近地面存在逆温层，此时最可能出现的空气污染现象是：A.龙卷风引起的污染物快速扩散B.污染物被地形严重阻滞C.污染物随高空强风迅速移出D.酸雨的发生6.垂直混合层高度的增加通常意味着什么？A.地面污染物不易扩散B.污染物垂直扩散能力增强C.近地面大气层结更加不稳定D.污染物水平扩散速度减慢7.对于长距离传输的空气污染，哪项气象因素起着决定性作用？A.近地面风速B.大气稳定度类别C.高空急流D.地表温度梯度8.在山谷地形中，夜间可能出现的与空气污染相关的局地环流是：A.海陆风环流B.山谷风环流C.热带辐合带D.季风环流9.温度锋面附近，大气通常呈现什么稳定度特征，这对污染物扩散有何影响？A.不稳定，有利于污染物快速扩散B.稳定，不利于污染物垂直扩散C.不稳定，污染物易在锋面堆积D.中性，污染物扩散与稳定度无关10.湿度对空气污染的影响主要体现在哪些方面？A.影响颗粒物的沉降速度B.改变气态污染物的化学转化速率C.直接决定污染物的扩散距离D.增强大气垂直混合能力二、简答题（每小题5分，共20分。请简洁明了地回答下列问题。）1.简述大气稳定度对近地面污染物水平扩散的影响。2.解释什么是大气边界层，并简述其高度变化的日变化规律。3.简述风场（风速和风向）在空气污染物扩散中的主要作用。4.影响污染物在大气中扩散的主要气象因素有哪些？请列举至少四项。三、论述题（每小题10分，共30分。请结合所学知识，围绕以下主题进行论述。）1.论述逆温层对近地面空气污染形成和发展的作用机制。2.结合实际，论述地形因素（如盆地、山谷、沿海地区）如何影响局地空气污染。3.试分析气象条件（至少列举三种）对工业污染源排放影响空气质量的机制。试卷答案一、选择题1.B*解析：无风或小风条件下，污染物难以被吹散；近地面逆温层会阻碍污染物向上扩散，导致污染物在近地面累积。这两种条件共同作用最有利于高浓度污染物的持续积累。2.A*解析：午后地面受热强烈，温度高于高空，形成逆温，属于不稳定大气层结。风速较小使得近地面污染物不易被吹散，符合PasquillA类（不稳定）的条件特征。3.C*解析：大气边界层的高度主要受白天太阳辐射加热地表的影响，辐射越强，地表升温越快，对流越强，边界层高度越高。选项A、B、D是影响因素，但不是主要决定因素。4.B*解析：大气稳定度决定了大气垂直运动的强弱。不稳定大气有利于垂直扩散，稳定大气则抑制垂直扩散，从而控制污染物垂直方向的迁移和稀释。5.B*解析：无风或小风条件使得水平扩散微弱；近地面逆温层抑制垂直扩散。两者结合导致污染物在排放源附近积累，被地形（如盆地底部）进一步阻滞，难以扩散。6.B*解析：垂直混合层高度代表了大气垂直方向上充分混合的边界高度。混合层高度越高，意味着大气垂直混合的范围越大，污染物能够被混合到更高的高度，垂直扩散能力自然增强。7.C*解析：长距离传输意味着污染物需要克服较大的空间障碍。高空急流（JetStream）通常伴随强大的水平风速和动力辐散，能够为污染物提供强大的长距离输送动力，是决定性因素。8.B*解析：山谷风环流是山区常见的局地环流，白天山坡受热快，空气上升形成谷风；夜晚山坡冷却快，空气下沉形成山风。这种环流影响山谷内的污染物扩散。9.A*解析：温度锋面附近，通常存在温度的剧烈变化，这往往伴随着大气层结的剧烈变化，特别是在锋面附近可能存在波动或混合，有时会呈现不稳定或条件性不稳定状态，有利于污染物扩散。但主要机制是锋面作为强烈的垂直混合带。10.B*解析：湿度影响气态污染物的化学反应速率，许多光化学反应发生在气溶胶表面或水相中，湿度变化会显著影响这些反应。湿度也影响颗粒物的吸湿增长、形态和沉降。风和混合层高度主要影响扩散。二、简答题1.解析：大气稳定度表征大气垂直运动的倾向。不稳定大气（如A、B类）有利于空气垂直上升，污染物被带到高空后，在更广阔的空间和更高的高度上被稀释和扩散。稳定大气（如E、F类）则抑制垂直运动，污染物难以向上扩散，倾向于在近地面堆积，扩散能力差。中性大气（D类）的扩散能力介于两者之间。2.解析：大气边界层是指从地面出发，向上延伸到大气中由于湍流混合而基本上达到了自由大气状态（风速接近于0）的层次。其高度在白天受地面加热影响而升高，夜间随着地面冷却而降低。白天混合层发展，污染物易扩散；夜间混合层高度低，污染物不易扩散。3.解析：风是污染物迁移的主要驱动力。风速的大小决定了污染物水平扩散的快慢，风速越大，扩散越快，污染物稀释越迅速，浓度越低。风向则决定了污染物的主要迁移方向，对于位于下风向的区域，污染风险更高。4.解析：影响污染物扩散的主要气象因素包括：大气稳定度（决定垂直混合能力）、风速和风向（决定水平扩散速度和方向）、大气边界层高度（决定混合上限）、地形（影响局地风场和混合层发展）、降水（冲刷清除污染物）、太阳辐射（影响化学反应和地面加热）等。三、论述题1.解析：逆温层是指近地面空气温度随高度升高的一种反常现象。它像一层“盖子”一样覆盖在近地面，阻止了近地面空气的垂直上升运动。这使得近地面聚集的污染物（如工业废气、汽车尾气、扬尘等）无法向高空扩散，只能停留在近地面附近。同时，无风或小风天气会进一步加剧这种停滞效应。逆温越强、持续的时间越长，近地面污染物浓度就越高，空气污染就越严重。逆温的消失（如受天气系统影响抬升或夜间辐射冷却导致地面温度低于高空）是污染物得以扩散的条件。2.解析：地形对局地空气污染有显著影响。在盆地或谷地地形中，四周山地阻挡了开阔地区的气流，特别是冬季下沉的冷空气容易在谷底滞留，形成逆温，导致污染物难以扩散，容易形成严重的区域性污染。在山谷地区，山谷风环流会引导污染物在山谷内来回流动或聚集在特定的区域。沿海地区，由于海陆热力差异，常形成海陆风系统，污染物可能被输送到海上，也可能在特定条件下（如海岸逆温）在近岸区域累积。高大建筑物群（城市峡谷效应）也会改变局地风场，阻碍污染物扩散，并在建筑物间形成污染物滞留区。3.解析：气象条件通过影响污染物的排放、传输和转化过程来影响空气质量。*风：决定了污染物的扩散距离和速度。大风有利于污染物迅速稀释和扩散，降低近地面浓度；小风或无风则导致污染物在排放源附近累积。*大气稳定度：影响污染物的垂直扩散。不稳定天气有利于污染物向上扩散稀释；稳定天气（特别是近地面逆温）则严重阻碍垂直扩散，使污染物在近地面高度累积。*温度和湿度：影响污染物的化学转化速率和物理过程。高温、高湿条件往往加速某些光化学反应（如臭氧生成），但也可能促进某些污染物（如SO₂）的转化；湿度高时