2025年大学《应用气象学》专业题库- 大气环境与城市气象学

2025年大学《应用气象学》专业题库——大气环境与城市气象学考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、名词解释（每题3分，共15分）1.大气污染物2.城市热岛效应3.高斯扩散模型4.干岛效应5.空气污染气象条件二、简答题（每题5分，共20分）1.简述大气污染物的主要来源分类。2.影响城市热岛效应强度的因素有哪些？3.简述大气污染自净的主要物理和化学过程。4.城市化过程对局地降水通常会产生哪些影响？三、论述题（每题10分，共30分）1.试述城市地表能量平衡与城市气候特征（如热岛效应）之间的关系。2.分析城市空气污染气象条件的特点及其对污染物浓度分布的影响。3.探讨在全球气候变化背景下，城市气象灾害（如热浪、极端降水）可能发生的变化及其应对策略。试卷答案一、名词解释（每题3分，共15分）1.大气污染物:指由于人类活动或自然过程排入大气，并对人类健康、生态环境或材料造成危害或影响的物质，可以是气体、颗粒物或放射性物质等。**解析思路:*定义大气污染物需包含来源（人类或自然）、排放行为、存在形式（气体/颗粒物等）以及危害性（健康/环境/材料）这几个核心要素。2.城市热岛效应:指城市区域的气温显著高于周边郊区的现象，通常表现为水平方向上的温度差异。**解析思路:*定义城市热岛效应需明确其核心特征：城市比郊区热（温度更高）、存在空间差异（区域范围）。3.高斯扩散模型:一种基于流体力学理论和假设，用于模拟高架点源（如烟囱）排放的污染物在水平方向上扩散分布的经典烟羽模型。**解析思路:*定义高斯模型需点明其模型类型（扩散模型）、适用对象（点源）、排放方式（高架）、核心原理（基于流体力学假设）。4.干岛效应:指城市区域由于缺乏水汽蒸发和蒸腾作用，空气湿度低于周边郊区的现象，通常与城市热岛效应并存。**解析思路:*定义干岛效应需抓住其核心特征：城市比郊区干（湿度更低）、与城市热岛常伴随出现、原因在于城市缺乏水分来源（蒸发蒸腾）。5.空气污染气象条件:指影响大气污染物浓度分布和扩散稀释能力的大气环境要素和现象的总称，主要包括风、温度层结、大气稳定度、降水、湿度等。**解析思路:*定义空气污染气象条件需强调其作用（影响浓度分布和扩散稀释）、包含要素（风、温层结、稳定度、降水、湿度等）。二、简答题（每题5分，共20分）1.简述大气污染物的主要来源分类。**答案:*大气污染物主要来源可分为自然来源和人为来源。人为来源包括：工业排放（如电厂、工厂排放）、交通运输排放（汽车、飞机尾气）、生活燃烧（取暖、炊事、垃圾焚烧）、农业活动（氨气、粉尘）、建筑施工扬尘等。自然来源包括：火山喷发（二氧化硫）、土壤扬尘、海浪飞沫（盐粒）、生物活动（动植物腐烂释放挥发性有机物）等。**解析思路:*回答需包含两大分类（自然与人为），并在人为来源下列举主要的排放主体和排放物类型，自然来源也需列举典型例子。覆盖全面性是关键。2.简述影响城市热岛效应强度的因素有哪些？**答案:*影响城市热岛效应强度的因素主要有：城市下垫面性质（如建筑密度、绿化率低、水体少）、人为热排放（工业、交通、空调散热）、大气污染物（如悬浮颗粒物吸收辐射）、云和大气水汽含量（晴天热岛更强）、季节和天气条件（晴天夜间更明显）、城市几何结构等。**解析思路:*从城市本身（下垫面、人为热）、大气成分（污染物）、大气状态（云水汽、天气）以及城市形态等多个维度列举影响因素。3.简述大气污染自净的主要物理和化学过程。**答案:*大气污染自净的主要物理过程包括：稀释（平流输送、湍流扩散）、沉降（干沉降和湿沉降）。主要化学过程包括：光化学反应（如臭氧生成与破坏）、氧化还原反应（如二氧化硫转化为硫酸盐）、吸附与催化转化（污染物被颗粒物或催化剂表面吸附并转化）。**解析思路:*清晰区分物理和化学两大过程，并分别列举其主要机制。物理过程侧重气体扩散和去除方式，化学过程侧重污染物转化反应。4.城市化过程对局地降水通常会产生哪些影响？**答案:*城市化过程对局地降水的影响通常表现为：增加降水总量和强度（雨岛效应）、改变降水频率和类型（如增加对流性降水）、改变降水时空分布格局（如城市内降水不均匀）、延长降水持续时间。**解析思路:*基于城市气象学中“雨岛效应”的原理，从降水总量、强度、频率、类型、时空分布等方面描述城市化带来的改变。三、论述题（每题10分，共30分）1.试述城市地表能量平衡与城市气候特征（如热岛效应）之间的关系。**答案:*城市地表能量平衡是指城市地表接收的太阳辐射、大气逆辐射、感热和潜热通量之间的能量收支过程。城市地表因其特性（如高反照率、低蒸腾、高吸热性），吸收的太阳辐射和储存的热量较多，同时由于建筑遮挡，有效辐射减少，地面长波辐射强，且蒸发耗热少，导致地表温度升高。这种地表能量平衡的差异（城市净辐射大于郊区）导致地表热力状况不同，城市地表气温高于郊区，形成热岛效应。因此，城市地表能量平衡是城市热岛效应形成的物理基础。**解析思路:*首先阐述城市地表能量平衡的构成要素和过程，然后重点分析城市地表与自然地表在能量收支各分项上的差异（吸收多、辐射多、蒸发少），最后阐明这种能量收支差异如何导致地表增温，并最终形成热岛效应，点明两者间的因果关系。2.分析城市空气污染气象条件的特点及其对污染物浓度分布的影响。**答案:*城市空气污染气象条件的特点通常表现为：风速较小且风速廓线复杂（近地风速低）、大气层结不稳定（尤其是夜间和近地面）频率高、大气混合层高度相对较低、湿度较高、污染物容易累积。这些特点共同作用，使得污染物在城市区域不易被稀释和扩散。例如，小风和大气稳定条件下，污染物垂直和水平扩散能力均减弱，容易在近地层累积形成高浓度区；高湿度则可能促进某些污染物的二次转化。城市几何结构（如高建筑物）还会导致局地风场和混合层发生畸变，进一步加剧污染物的局地化分布。**解析思路:*先归纳城市区域空气污染气象条件的几个主要特点（小风、不稳定、混合层低、高湿），然后逐一分析这些特点如何阻碍污染物的扩散稀释（减弱平流和湍流），并可能导致污染物累积。最后可以提及城市建筑对局地气象条件的影响。3.探讨在全球气候变化背景下，城市气象灾害（如热浪、极端降水）可能发生的变化及其应对策略。**答案:*在全球气候变化背景下，城市气象灾害可能发生以下变化：热浪事件可能变得更加频繁、持续时间更长、强度更大；极端降水事件（短时强降水）的频率和强度可能增加，导致城市内涝、洪涝等风险上升。应对策略应包括：加强城市热岛效应缓解措施（增加绿地、使用冷色材料、推广节能建筑），提升城市排水系统和防洪能力以应对更强的降水，建立完善的气象灾害监测预警体系，制定相应的应急预案，加强公