2025年大学《应用气象学》专业题库- 气象干扰机理与对气候系统的影响

2025年大学《应用气象学》专业题库——气象干扰机理与对气候系统的影响考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项字母填在括号内。）1.下列哪项不属于由太阳活动引起的气象干扰主要影响？A.地球接收到的太阳辐射总量年际变化B.地球大气环流模式长期漂移C.极光现象的强度和频率D.大气中臭氧浓度的季节性波动2.导致大气中温室气体浓度增加的人为活动，主要通过以下哪个过程对气候系统产生显著影响？A.直接改变地球表面反照率B.增强平流层水汽含量C.引发大规模火山喷发D.吸收并重新分配地表热量3.气候变化背景下，全球平均海平面上升的主要贡献因素是：A.高纬度地区永久冰雪加速融化B.大气环流模式改变导致风海流变化C.土地利用变化引起的地下水超采D.海洋温盐环流模式调整4.以下哪项是对流云（如积雨云）形成和发展的关键动力条件？A.水汽的充足供应B.垂直温度递减率小于干绝热递减率C.大气静力稳定性的破坏D.地表加热不均导致的水平风切变5.农业气象灾害中，干旱对作物产量的影响主要体现为：A.抑制光合作用，导致有效积温不足B.加速土壤养分分解，提高作物品质C.促进根系快速生长，增强抗逆性D.引发作物病虫害的次生灾害6.土地利用变化（如城市扩张）导致局地气候改变的现象，通常被称为：A.全球变暖效应B.洋流翻转现象C.城市热岛效应D.潮汐变化7.水汽反馈机制在气候变化中扮演的角色是：A.削弱温室效应，使地球系统趋于冷却B.放大温室效应，加速全球变暖进程C.对全球平均温度变化影响不大D.主要影响大气环流模式而非温度8.人类活动向大气中排放的气溶胶，对气候系统可能产生的影响包括：A.直接吸收太阳辐射，导致全球变暖B.减弱地表反照率，增加到达地面的太阳辐射C.通过散射和吸收，可能同时引起增温或降温效应D.主要影响水汽循环，对温度影响忽略不计9.极端降水事件频发或强度增加，从水循环角度看，主要与以下哪个因素密切相关？A.大气水汽含量长期减少B.地表蒸发蒸腾能力显著下降C.大气环流异常导致水汽输送通道变化D.地下水位持续下降10.气候模型在模拟未来气候变化时，其结果的不确定性主要来源于：A.大气观测数据的时空分辨率限制B.对人类未来活动（如排放情景）的预估不准确C.模型本身对复杂气候过程（如云和冰冻圈）的参数化方案偏差D.太阳活动长期变化趋势的预测困难二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上。）1.天气灾害的发生通常需要特定的__________条件和触发机制共同作用。2.气候系统中的“水-陆-气”相互作用是影响区域水循环和__________的关键因素。3.温室效应的物理基础是大气对地球表面发出的__________辐射具有选择性的吸收和发射特性。4.冰川融化和海冰减少主要通过__________效应进一步加剧全球变暖。5.气象干扰对生物圈的影响不仅体现在对单一物种，更关系到整个生态系统的__________和功能。6.大气中的二氧化碳浓度升高，不仅导致直接增温，还会通过改变__________循环影响气候系统。7.建立长期、稳定的气象观测站网是监测__________和评估气象干扰影响的基础。8.气候系统的正反馈机制会__________干扰的初始影响，而负反馈机制则倾向于__________影响。9.土地利用变化对局地气候的影响，除了热岛效应，还可能改变__________和降水分布。10.人类活动引起的气候变化，其影响已渗透到__________、水资源、生态系统等多个领域。三、简答题（每小题5分，共25分。请简要回答下列问题。）1.简述温室气体的主要种类及其在大气中对气候系统的基本作用机制。2.解释什么是“气候异常”，并列举至少两种主要的自然气候异常因子。3.简述城市热岛效应形成的主要原因及其对城市气象条件的影响。4.气候变化对水文循环可能产生哪些主要影响？5.在评估气象干扰（如极端天气）的潜在影响时，需要考虑哪些关键因素？四、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.论述大气环流异常（如厄尔尼诺/拉尼娜现象）如何通过影响水汽输送和能量分布，对全球或区域气候产生广泛而复杂的影响。2.阐述人类活动对气候变化的影响机制，并分析其在不同时间尺度和空间尺度上的表现。3.结合实例，论述理解气象干扰与气候系统各圈层之间相互作用反馈机制的重要性，以及这种理解对于预测未来气候变化和制定适应策略的意义。---试卷答案一、选择题1.B2.D3.A4.C5.A6.C7.B8.C9.C10.B二、填空题1.大气环流2.气候3.地球长波4.碳循环5.结构6.水汽7.气候变化8.放大、减弱9.风场10.社会经济三、简答题1.简述温室气体的主要种类及其在大气中对气候系统的基本作用机制。*主要种类：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、水汽（H2O）、氟利昂等。*作用机制：温室气体能吸收并重新辐射地球表面发出的红外长波辐射（地球长波辐射），将热量困在大气中，从而使大气和地表温度升高。大气对太阳短波辐射几乎是透明的，但对地球长波辐射具有选择性吸收，这是温室效应的基本物理原理。2.解释什么是“气候异常”，并列举至少两种主要的自然气候异常因子。*定义：气候异常是指气候系统状态在时间或空间上偏离其长期平均值的现象。*自然气候异常因子：太阳活动（如黑子周期、耀斑爆发）、火山喷发（大规模释放气溶胶和火山灰）、地球轨道参数变化（Milankovitch周期）、海洋环流模式突变（如拉尼娜/厄尔尼诺-南方涛动）。3.简述城市热岛效应形成的主要原因及其对城市气象条件的影响。*主要原因：1.下垫面性质改变：城市建筑和道路等材料比热容小、导热性高、反照率低，吸收并储存更多太阳辐射。2.空气污染物：工业排放和交通排放的废气和尘埃吸收红外辐射。3.水分循环改变：城市绿地和水体减少，蒸腾和蒸发冷却作用减弱。4.热岛反馈：建筑密集导致风速减小，减少了热量向周围环境的散失。*对城市气象条件的影响：导致城市气温高于郊区，形成垂直温度梯度；可能改变局地风场（如夜间的城市风）；增加边界层高度；影响降水分布（可能增加城市内降水）。4.气候变化对水文循环可能产生哪些主要影响？*改变降水时空分布：增加极端降水事件频率强度，同时可能加剧干旱地区的干旱。*加剧蒸发蒸腾：气温升高导致大气蒸发能力和植物蒸腾作用增强。*影响积雪和冰川：导致积雪季节缩短、深度变浅，冰川融化加速。*改变河流径流：丰水期可能洪水加剧，枯水期可能流量减少，径流过程滞后性改变。*海平面上升：淹没沿海低洼地区，改变海岸带水文过程。5.在评估气象干扰（如极端天气）的潜在影响时，需要考虑哪些关键因素？*干扰的强度和持续时间。*发生的时间和地点（与敏感期和脆弱区是否重叠）。*受影响区域的社会经济状况（脆弱性）。*受影响区域的自然生态系统状况（恢复力）。*区域的工程防御能力和应急响应机制。*干扰与其他气象因素的叠加效应。四、论述题1.论述大气环流异常（如厄尔尼诺/拉尼娜现象）如何通过影响水汽输送和能量分布，对全球或区域气候产生广泛而复杂的影响。*论述要点：*厄尔尼诺/拉尼娜现象本质上是热带太平洋海表温度的大范围异常，这种海温异常通过海气相互作用，显著改变大气环流模式。*影响水汽输送：海温异常导致大气对流活动变化，改变水汽的蒸发、输送路径和降落区域。例如，厄尔尼诺期间，印度尼西亚、澳大利亚东部等地降水增多，而美国西海岸、秘鲁等地降水偏少；拉尼娜期间则相反。*影响能量分布：热带太平洋海温异常改变了大气中的能量平衡，通过改变信风、急流等大气环流要素的位置和强度，重新分配全球的热量。例如，厄尔尼诺可能导致赤道中东太平洋地区上升气流减弱，影响整个行星波的振动，进而波列向中高纬度地区传播，引发北半球冬季的异常冷热格局。*全球影响：这种通过改变水汽和能量分布的大气环流调整，会波及全球多个地区，导致区域性乃至全球性的气温、降水、风场等气象要素出现显著偏差，引发各种气候灾害。2.阐述人类活动对气候变化的影响机制，并分析其在不同时间尺度和空间尺度上的表现。*论述要点：*主要影响机制：1.燃烧化石燃料：释放大量二氧化碳、甲烷等温室气体进入大气。2.土地利用变化：森林砍伐减少碳汇，改变地表反照率和蒸散发，影响区域气候。3.工业生产过程：排放二氧化碳、氧化亚氮、氟利昂等温室气体和气溶胶。4.农业活动：牛羊呼吸和粪便释放甲烷，化肥使用释放氧化亚氮。*不同时间尺度表现：*短期（几年到几十年）：人类活动排放导致的温室气体浓度累积效应逐渐显现，全球平均气温持续上升，极端天气事件（如热浪、强降水）频率和强度可能增加。同时，气溶胶的短期冷却效应可能与温室气体的增温效应部分抵消，导致增温趋势呈现“波浪式”上升。*中期（几十年到几百年）：温室气体浓度持续增加，气候系统对初始强迫的响应（如海平面上升、冰盖融化）会逐渐累积并加速，全球变暖趋势更加明显。气候系统的内部反馈机制（如水汽反馈、冰铝反馈）会进一步放大增温效应。*长期（几百年到几千年）：气候系统可能达到新的平衡状态，但这将是一个缓慢的过程。即使人类停止排放，已排放的温室气体仍将持续影响气候很长时间。*不同空间尺度表现：*区域尺度：不同区域对全球变暖的响应存在差异（如“极地放大效应”），同时人类活动的影响（如城市热岛、土地利用变化）在区域气候中更为显著。*全球尺度：人类活动排放的温室气体具有全球性，其影响最终体现在全球平均气候状态的改变上。3.结合实例，论述理解气象干扰与气候系统各圈层之间相互作用反馈机制的重要性，以及这种理解对于预测未来气候变化和制定适应策略的意义。*论述要点：*重要性：气象干扰并非孤立发生，它会触发气候系统各圈层（大气、水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈）之间的复杂相互作用和反馈。理解这些反馈机制对于全面认识干扰的影响范围、强度和演变过程至关重要。*实例1（水汽反馈）：全球变暖导致气温升高，大气能容纳的水汽量增加，更多水汽进入大气循环。水汽是强效温室气体，其增加进一步加剧温室效应和全球变暖，这是一个正反馈机制。*实例2（冰雪反馈）：全球变暖导致极地和山地冰川融化，减少了地表对太阳辐射的反射（反照率降低），吸收更多热量，从而加速变暖，这也是一个正反馈机制。*实例3（云反馈）：气温升高影响云的形态、类型和覆盖率，云对太阳辐射的反射（冷却效果）和地球长波辐射的吸收/发射（增温效果）存在复杂影响，其净效应（正反馈或负反馈）对气候变化路径有重要影响。*对预测未来气候变化的意义：气候模型的核心任务就是包含和模拟这些复杂的反馈机制。对反馈机