2025年大学《地球系统科学》专业题库- 地球系统中的气候变异与极端事件

2025年大学《地球系统科学》专业题库——地球系统中的气候变异与极端事件考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项字母填入括号内）1.下列哪一项不属于气候变异的常见类型？A.气候周期性变化（如年际振荡）B.气候趋势性变化（如全球变暖）C.极端天气事件频次增加D.地球轨道参数的长期变化2.导致近现代全球变暖的主要人为强迫因素是？A.太阳活动增强B.火山喷发C.温室气体排放增加D.地球自然冷却过程3.气候系统中，对年际气候变率（如厄尔尼诺-南方涛动）具有重要驱动作用的因子是？A.大气环流模式B.海洋温跃层变化C.火山灰浓度D.洋流路径4.以下哪项指标通常用于量化气候系统的能量失衡状态？A.海平面上升速率B.大气二氧化碳浓度C.全球平均地表温度偏差D.地球净辐射收支5.评估一个地区对气候变异与极端事件敏感程度的指标是？A.气候变率幅度B.经济损失大小C.脆弱性D.适应能力6.以下哪种观测工具主要用于获取全球范围内的大气温度和湿度垂直廓线？A.精密气压计B.遥测雨量筒C.气象卫星D.拉格朗日测平仪（系留气球）7.气候模式中，包含对大气动力学、热力学、辐射传输等过程详细数学描述的部分是？A.海洋模块B.陆地表面模块C.大气动力学核心D.气候变率统计子模型8.《巴黎协定》的核心目标之一是努力将全球平均气温升幅控制在？A.1摄氏度以内B.1.5摄氏度以内C.2摄氏度以内D.3摄氏度以内9.洪水灾害的损失评估中，通常需要考虑的因素不包括？A.水深分布B.受灾人口数量C.地下水资源影响D.基础设施破坏程度10.下列哪项措施属于气候变化的适应策略？A.减少化石燃料使用B.提高农业灌溉效率C.发展可再生能源技术D.限制国际航空旅行二、填空题（请将答案填入横线处）1.气候变异是指气候系统在时间尺度和空间尺度上的_______、_______和_______的变化。2.极端事件通常指那些在特定时间和空间内发生的、其强度或频率超出_______范围的气候现象。3.厄尔尼诺现象主要表现为东太平洋海表温度的_______，并伴随全球气候的异常变化。4.全球气候变暖导致冰川融化加速，进而引起_______升高，对海平面产生重要影响。5.气候观测数据的质量控制是确保_______准确性和可靠性的关键环节。6.气候模型预测的不确定性主要来源于模型本身的_______、外部强迫的_______以及观测数据的_______。7.社会经济系统对气候变异与极端事件的脆弱性取决于其暴露度、_______和_______。8.气候变化减缓的核心是通过减少温室气体排放来_______大气中温室气体的浓度。9.极端降水事件的发生与大气中的_______含量及其垂直分布密切相关。10.适应气候变化的策略旨在增强社会系统面对气候影响时的_______和_______。三、名词解释（请给出下列名词的简要定义）1.气候归因2.气候参考期3.脆弱性4.气候服务5.地球系统临界点四、简答题1.简述自然强迫和人为强迫对气候变化分别可能产生哪些影响。2.简要说明观测哪些关键气候变量对于监测地球系统状态和气候变化至关重要。3.解释什么是“气候窗口”，以及为何需要控制全球温升幅度在特定目标之内。4.简述极端高温事件可能对人类健康和生态系统造成哪些主要威胁。5.描述减缓气候变化的几个主要途径。五、论述题1.结合气候系统各圈层的相互作用，论述人类活动如何改变了气候系统的能量平衡，并引发了当前的气候变暖趋势。2.选择一种特定的极端天气事件（如干旱、洪水、台风），分析其主要的形成机制、气候变化对其频率和强度的影响，并探讨可能的适应管理措施。3.论述气候变化监测与气候变化预估在目标、方法、应用等方面存在的区别与联系，以及各自面临的主要挑战。---试卷答案一、选择题1.D2.C3.B4.D5.C6.D7.C8.C9.C10.B二、填空题1.持续性空间分布频率2.正常（或平均值）3.异常偏高（或升高）4.海水（或海平面）5.气候（或气候信息）6.模型结构持续性观测误差（或不确定性）7.敏感性适应性8.稳定（或维持）9.水汽10.恢复力（或恢复能力）韧性（或抗干扰能力）三、名词解释1.气候归因：指通过科学分析方法，确定观测到的气候变化中，自然因素和人为因素各自贡献的大小和显著性。2.气候参考期：指用于对比分析气候变化的基准时期，通常选用一段相对稳定、具有代表性的历史时期（如1951-1980年）。3.脆弱性：指一个系统（如生态系统、社会经济系统）在面对外部扰动（如气候变异与极端事件）时，其遭受损害、功能退化或状态转换的可能性或敏感性。4.气候服务：指气候信息（如天气预报、气候监测、气候变化预估）在支持人类决策、减少风险、提高效益等方面提供的各种服务功能。5.地球系统临界点：指地球系统中的某些关键特性或过程，一旦跨越某个阈值，可能会发生快速、不可逆转且通常具有灾难性后果的变化状态。四、简答题1.简述自然强迫和人为强迫对气候变化分别可能产生哪些影响。解析思路：首先区分自然强迫和人为强迫的主要来源。然后分别列举它们可能对气候系统产生的效应。自然强迫如太阳活动增强可能导致总辐射增加，火山喷发可能暂时遮蔽阳光导致降温。人为强迫如温室气体排放增加导致温室效应增强，气溶胶排放可能直接冷却大气或间接影响云层导致复杂影响。答案要点：自然强迫主要来自太阳辐射变化、火山活动、地球轨道参数变化等，可导致气候发生周期性或趋势性变化。人为强迫主要来自人类活动排放的温室气体和气溶胶，近年来是导致全球变暖的主要驱动力，影响包括全球平均温度升高、极端天气事件频率增加等。2.简要说明观测哪些关键气候变量对于监测地球系统状态和气候变化至关重要。解析思路：回顾气候系统监测的主要目标，即了解系统状态及其变化。关键变量应能反映气候系统的能量、水汽、动量等核心要素以及重要的相互作用。例如，温度反映能量，水汽和降水反映水循环，风场和气压反映大气环流，海平面和海温反映海洋状态。答案要点：关键气候变量包括：全球/区域平均气温（地表和大气）、海表温度、降水（总量和时空分布）、大气水汽含量、大气成分（CO2、CH4等温室气体）、海平面高度、海冰覆盖范围、陆地表面温度、太阳辐射等。3.解释什么是“气候窗口”，以及为何需要控制全球温升幅度在特定目标之内。解析思路：首先定义气候窗口，即地球气候系统维持当前适宜生命生存状态的温度范围。然后解释为何超出此范围会带来灾难性风险，例如生态系统崩溃、海平面大幅上升淹没沿海地区、极端天气事件频发等。最后强调设定温升目标是为了保护人类福祉和地球生态。答案要点：气候窗口是指地球气候系统支持当前复杂生命（特别是人类文明）生存的适宜温度范围。需要控制温升在特定目标（如2°C，努力实现1.5°C）内，是因为超出该窗口可能导致生态系统发生不可逆转的剧变、海平面大幅上升威胁沿海社区、极端天气事件（如热浪、强降水）频率和强度急剧增加，对人类生存和发展构成严重威胁。4.简述极端高温事件可能对人类健康和生态系统造成哪些主要威胁。解析思路：从两个层面分别思考：对人类健康的直接和间接影响；对生态系统的直接和间接影响。直接影响如中暑、热相关疾病死亡增加。间接影响如传染病传播风险增加、劳动力下降、心理压力增大。对生态系统的直接影响如植被干旱死亡、生物栖息地破坏。间接影响如食物链断裂、物种灭绝。答案要点：对人类健康：导致热相关疾病发病率和死亡率增加、心血管和呼吸系统负担加重、认知功能下降、增加传染病传播风险、加剧心理压力。对生态系统：导致陆地植被（如森林）干旱、枯死；水体温度升高影响水生生物；海平面上升和极端潮汐淹没沿海湿地；珊瑚礁白化；改变物种分布和物候；生物多样性丧失。5.描述减缓气候变化的几个主要途径。解析思路：缓解的核心是减少温室气体排放。可以从能源、工业、交通、建筑、农业等多个关键排放领域入手。此外，减少非CO2温室气体（如N2O、SF6）排放和增加碳汇（如植树造林）也是重要途径。答案要点：主要途径包括：能源结构转型，大力发展风能、太阳能等可再生能源，提高能源效率；工业部门推行低碳技术，发展循环经济；交通运输领域推广电动汽车、提高燃油效率、发展公共交通；建筑领域加强节能设计、使用绿色建材；农业减少化肥使用、改善土壤管理、发展可持续耕作；减少毁林和森林退化，增加森林碳汇；控制和减少其他非CO2温室气体排放。五、论述题1.结合气候系统各圈层的相互作用，论述人类活动如何改变了气候系统的能量平衡，并引发了当前的气候变暖趋势。解析思路：首先阐述气候系统能量平衡的基本原理（输入的短波辐射与输出的长波辐射/sensible/latentheatflux相等）。然后指出人类活动（主要是燃烧化石燃料、改变土地利用）如何改变能量输入（增加大气CO2等温室气体吸收长波辐射，改变地表反照率影响短波反射）和能量输出（可能通过气溶胶影响）。重点分析大气圈与海洋圈、大气圈与冰雪圈、大气圈与陆地圈之间的相互作用如何放大了人类活动的影响，最终导致全球能量失衡和温度上升。答案要点：人类活动主要通过排放大量温室气体（如CO2、CH4）改变了大气成分，增强了大气对地球向外辐射的吸收，导致大气顶能量失衡，净辐射增加，能量更多地储存在气候系统内部，引发全球变暖。同时，人类活动也通过改变土地利用（如砍伐森林、城市扩张）改变了地表反照率和蒸散发，影响了地表能量平衡。大气变暖进一步导致冰雪融化（冰雪反照率反馈）、海平面上升（水汽反馈）、大气环流变化等，这些反馈机制与初始的人为强迫相互作用，共同驱动了气候变暖趋势。海洋吸收了大部分多余热量，但也存在升温减缓期。大气圈、海洋圈、冰雪圈、陆地圈和生物圈之间的相互作用使得气候系统的响应复杂且具有区域性差异，但全球总趋势是变暖。2.选择一种特定的极端天气事件（如干旱、洪水、台风），分析其主要的形成机制、气候变化对其频率和强度的影响，并探讨可能的适应管理措施。解析思路：选择一种事件（如干旱）。首先描述该事件的基本定义和类型。然后详细分析其主要的自然形成机制（如大气环流异常、降水偏少、蒸散发过大等）。接着讨论气候变化（全球变暖）如何可能影响该事件的频率、持续时间、强度和影响范围（例如，干旱地区可能变得更干旱，非干旱地区也可能出现极端干旱；极端降水事件增多可能伴随干旱期的延长）。最后，提出针对该事件的监测预警、水资源管理、农业调整、基础设施建设和生态恢复等方面的适应策略。答案要点：（以干旱为例）干旱是指某一地区长时间降水量显著偏少，导致水资源短缺、生态环境恶化和社会经济受损。主要形成机制包括：大气环流异常（如副热带高压长时间控制、ENSO事件影响）、海温异常、地形影响导致降水带偏移、以及持续高温导致蒸散发加剧。气候变化对干旱的影响：可能导致干旱发生频率增加、持续时间延长、强度增大，尤其是在原本就干旱的地区；同时，极端降水事件增多也可能导致土壤饱和，加剧干旱化。适应管理措施：加强区域气候监测和干旱预警系统；优化水资源配置和节水灌溉技术；调整农业结构和作物品种；建设节水型社会；恢复和增强生态系统的水源涵养能力；制定干旱应急响应预案。3.论述气候变化监测与气候变化预估在目标、方法、应用等方面存在的区别与联系，以及各自面临的主要挑战。解析思路：首先明确监测和预估的定义和核心目的。监测是记录和了解“过去”和“现在”的状态，目标是提供准确的气候信息。预估是预测“未来”的状态，目标是提供决策支持。然后比较两者的方法差异（监测依赖观测，预估依赖模型）。接着探讨它们在应用上的联系（监测为预估提供初始条件和验证依据，预估为监测提供目标导向和未来情景）。分别指出监测面临的挑战（观测资料的时空覆盖均匀性、质量保证、数据融合）和预估面临的挑战（模型不确定性、初始条件误差、外部强迫的预估、极端事件预测的准确性）。答案要点：气候变化监测旨在系统、连续地收集和评估气候系统状态及其变化的信息，目标是提供准确的、可验证的气候数据记录，为理解气候变异、评估气候变化影响提供基础。气候变化预估则利用气候模型，基于观测数据和未来人类活动排放情景，模拟和预测未来一段时间的气候变化趋势和可能发生的极端事件。两者的目标、方法和应用不同：