2025年大学《大气科学》专业题库- 气象科学中的气象气自然变化

2025年大学《大气科学》专业题库——气象科学中的气象气自然变化考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.以下哪一项不是驱动地球气候系统的主要外部强迫因素？A.太阳活动变化B.地球轨道参数变化C.大气中二氧化碳浓度变化D.地球自转速度变化2.厄尔尼诺现象最显著的特征是？A.东太平洋海表温度持续偏低B.赤道太平洋东西部温差减小甚至反转C.全球热带地区降水普遍增加D.信风带异常增强3.北半球夏季，亚洲季风环流建立的主要原因是？A.北半球大陆比海洋增温更快B.南北半球信风带的位置变化C.极地高压系统崩溃D.西太平洋副热带高压的北抬4.气候系统中，对地表温度具有显著冷却作用的是？A.紫外线辐射B.绿色植物的光合作用C.大气中的水汽凝结D.地表冰雪覆盖5.IPO（印度洋偶极子）现象的主要影响区域是？A.北大西洋B.赤道大西洋C.赤道太平洋D.印度洋及周边地区6.全球变暖背景下，观察到的一个显著变化是？A.全球海洋盐度普遍升高B.北半球中高纬度地区冬季降水减少C.大型气旋活动频率增加D.北极海冰面积呈现稳定状态7.气候模态研究的意义在于？A.描述气候的绝对变化量B.解释气候系统内部的自然波动机制C.精确预测未来几个月的天气D.直接量化人为排放对气候的影响8.大气环流中，将温暖湿润空气从低纬输送到高纬的主要环流是？A.信风带B.西风带C.赤道低气压带D.极地高气压带9.冰川融化对气候系统的影响之一是？A.增加大气水汽含量B.减少地表对太阳辐射的反射（反照率降低）C.加快大气环流速度D.减少海洋热含量10.以下哪项是评估未来气候情景的主要工具？A.热带风暴追踪模型B.区域性数值天气预报模型C.全球气候系统模式（GCMs）D.气象雷达观测系统二、填空题（每空1分，共15分）1.气候系统主要由______、______、______和______四大圈层组成。2.引发厄尔尼诺现象的海气相互作用机制通常涉及______暖水异常向东扩散和赤道东太平洋信风的减弱或反转。3.全球能量平衡中，到达地表的太阳辐射能量与地表及大气向外放出的______能量应当达到平衡。4.大气中的水汽通过对流和辐射过程，在气候系统中扮演着重要的______和______角色。5.气候变化研究通常关注的时间尺度包括年际变化、______变化和百年以上的长期变化。6.全球变暖主要是由大气中温室气体浓度增加，导致地球辐射系统对______的吸收增强引起的。7.季风环流的形成与发展和海陆热力性质差异以及______气流的作用密切相关。三、名词解释（每题3分，共12分）1.气候自然变率2.海气耦合3.气候模态4.碳循环四、简答题（每题5分，共20分）1.简述温室效应的基本原理及其对地球气候的影响。2.简要说明海温异常（如厄尔尼诺）如何影响全球大气环流和降水分布。3.列举并简要说明影响气候系统变化的自然强迫因子。4.为什么说理解气候系统的自然变化对于评估人为气候变化的影响至关重要？五、论述题（10分）结合海气相互作用机制，论述ENSO现象的典型年际变化特征及其可能对全球气候格局产生的影响。试卷答案一、选择题1.D2.B3.A4.D5.D6.B7.B8.B9.B10.C二、填空题1.大气圈海洋圈冰冻圈陆地圈2.赤道太平洋中东部3.辐射4.水汽输送蒸发冷却5.的年代际6.地球向外空间7.大气三、名词解释1.气候自然变率：指在人类活动影响相对较小的情况下，气候系统内部动力学过程或外部自然强迫因素变化所引起的、围绕某个长期平均状态的波动或变化现象。2.海气耦合：指大气和海洋这两个相互关联的圈层之间通过能量、动量、水分和物质等的交换与相互作用所形成的耦合系统及其动力学过程。3.气候模态：指气候系统内部存在的一些主要的、具有特定时空结构和统计特征的准定常的振动模式，这些模式能够解释观测到的气候年际或年代际变化的主要变异。4.碳循环：指碳元素在地球大气圈、海洋圈、陆地圈（包括生物圈和岩石圈）之间进行迁移和循环转换的整个过程。四、简答题1.解析思路：首先说明温室气体吸收并重新辐射长波辐射（红外线）的基本原理。然后解释这会导致部分热量被困在地球大气系统内，使得大气和地表温度升高。最后强调这是维持地球宜居温度的关键机制，但过强的温室效应会导致全球变暖。答案要点：温室气体（如CO2、水汽）能吸收太阳短波辐射到达地面的部分能量，并将其向各个方向辐射，包括向下的长波辐射（红外线）。这如同给地球盖上了一层“毯子”，阻止热量过度散失到外空间，导致地球大气和地表温度升高。温室效应是维持地球生命存在的必要条件，但人类活动导致温室气体浓度增加，加剧了温室效应，引起全球变暖。2.解析思路：从ENSO事件（特别是厄尔尼诺）导致赤道中东太平洋海温升高的现象入手。然后分析海温异常如何通过改变海气相互作用（如蒸发、感热交换）和大气遥相关型等机制，进而影响信风、赤道辐合带（ITCZ）位置、大气环流急流等，最终导致全球不同区域的降水模式发生变化。答案要点：厄尔尼诺事件时，赤道中东太平洋海表温度异常升高。这导致该地区大气对流增强，上升暖湿空气多，使得信风减弱甚至反转。海温升高也改变了海气热量交换，进而影响大气压力场和环流。通过大气遥相关等机制，这些变化会波及全球，例如导致印度尼西亚、澳大利亚东部等地降水增多，而美国西北部、秘鲁沿岸等地降水减少。3.解析思路：列举能够自然改变地球接收或散失太阳能量的外部或内部因素。对外部因素，可提及太阳活动（黑子、耀斑）的变化；对内部因素，可提及地球轨道参数的长期变化（米兰科维奇旋回）、火山喷发（向大气注入硫酸盐气溶胶）、地球内部热量释放、极地冰盖和冰川的变化（反照率变化）等。答案要点：影响气候变化的自然强迫因子包括：①太阳活动变化：太阳辐射输出的周期性或偶然性变化；②地球轨道参数变化（米兰科维奇旋回）：地球绕太阳公转的轨道偏心率、地轴倾角、岁差等变化，导致到达地表的太阳辐射季节和年际分布发生变化；③火山活动：大型火山喷发将大量气溶胶注入平流层，短期内冷却地球；④地球内部过程：地热释放对气候系统的长期影响；⑤极地冰雪反照率变化：冰盖融化导致暗化地表，吸收更多太阳辐射，形成正反馈。4.解析思路：强调自然气候变化构成了气候变率的背景或“噪音”。如果不了解自然变率的幅度、频率和模式（如年际振荡、ENSO、火山强迫等），就无法区分观测到的气候变化中哪些是自然的，哪些是人为因素造成的。只有扣除或理解自然变率的影响，才能更准确地评估人类活动（如温室气体排放）对气候系统的真实影响程度和趋势。答案要点：自然气候变化（如ENSO、火山活动、太阳变化等）是气候系统固有的波动现象，它们导致气候在全球和区域尺度上不断变化。如果忽视这些自然变率，就无法区分观测到的气候趋势（如全球变暖）中，有多少是由自然因素引起的，有多少是由人类活动（如排放温室气体）造成的。因此，深入研究自然气候变化有助于建立更可靠的气候模型，分离出人为强迫的影响，准确评估气候变化的风险和归因。五、论述题解析思路：首先阐述ENSO是赤道太平洋海气相互作用产生的一种主要的气候模态，表现为海温、大气环流、降水等的年际变化。然后详细说明厄尔尼诺（暖位相）和拉尼娜（冷位相）的基本特征：厄尔尼诺是东太平洋海温异常偏高、信风减弱、赤道辐合带异常东移北移、全球部分地区降水异常偏多或偏少；拉尼娜是东太平洋海温异常偏低、信风增强、赤道辐合带异常西移南移、全球部分地区降水异常偏少或偏多。最后重点论述这些海气变化如何通过影响大气遥相关、行星波活动等，传导至全球其他地区，引发大范围的气候异常，如北美、欧洲、亚洲季风区的降水和气温异常。答案要点：ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）是赤道太平洋海气相互作用产生的、影响全球气候的最显著的年际变率现象，它体现了气候系统内部对初始扰动的缓慢调整过程。ENSO的核心是赤道中东太平洋海表温度的异常波动。厄尔尼诺（暖位相）期间，东太平洋海温显著高于正常水平，导致该地区对流增强，上升流减弱，大气压力降低。这通常伴随着信风减弱甚至反向，赤道太平洋暖池向东扩展，赤道辐合带（ITCZ）异常东移北移。这