2025年大学《大气科学》专业题库- 大气边界层的特性研究

2025年大学《大气科学》专业题库——大气边界层的特性研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.大气边界层（ABL）通常指的是大气中哪个层次？A.对流层底部B.平流层底部C.自地面至行星边界层顶部的整个区域D.地面到混合层顶部的区域2.在中性大气边界层中，风速廓线通常遵循什么规律？A.指数律B.对数律C.幂律D.线性律3.下列哪项不是影响大气边界层湍流发展的主要因素？A.地表粗糙度B.风速C.大气稳定度D.大气压力4.感热通量（SH）表示什么？A.地表与大气之间水汽交换的速率B.地表与大气之间热量交换的速率C.大气中污染物扩散的速率D.地表蒸发潜热的速率5.当大气处于不稳定层结时，大气边界层通常会发展得多高？A.较低，形成浅混合层B.较高，可能发展至行星边界层顶C.范围很小，接近地面D.发展高度与稳定度无关6.用于测量大气与地表之间湍流热量和水汽通量的核心仪器是？A.梯度计B.风速计C.比湿仪D.涡度相关仪7.“城市热岛效应”主要描述的是？A.城市地区比周边乡村地区气温更高现象B.城市地区比周边乡村地区气压更高现象C.城市地区风速比周边乡村地区更大现象D.城市地区湿度比周边乡村地区更高现象8.行星边界层（PBL）的厚度通常受什么因素主要控制？A.地表温度B.大气湿度C.白天或夜晚D.地表粗糙度9.能够描述中性层结下大气边界层热量垂直分布的常用公式是？A.指数律B.幂律C.对数律D.布德科公式10.下列哪项技术通常不用于大气边界层的遥感观测？A.卫星红外辐射测量B.激光雷达C.蒸发皿D.高空探测气球二、填空题（每空1分，共10分）1.大气边界层的高度通常随__________变化，白天通常大于夜晚，晴朗天气通常大于阴天。2.在中性层结条件下，风速随高度的升高而__________，近似遵循对数律分布。3.摩擦速度是表征地表粗糙度对近地面层影响的参数，其值通常__________（大于/小于）风速。4.Monin-Obukhov长度是描述地表与大气之间湍流交换特性（中性条件下）的重要参数，其符号取决于近地面层结的__________。5.热岛环流是城市热岛效应导致城市上空出现__________，乡村上空出现__________而形成的局地环流。三、名词解释（每题3分，共12分）1.混合层（MixingLayer）2.湍流交换系数（TurbulentExchangeCoefficient）3.粗糙度长度（FrictionVelocity）4.稳定度（Stability）四、简答题（每题5分，共15分）1.简述大气边界层中湍流是如何产生的。2.简述中性层结条件下近地面风速廊线和温度廊线的特征。3.简述热岛效应形成的主要物理机制。五、论述题（8分）结合大气边界层的物理过程，论述城市地表特性（如建筑、绿化、水体）对城市边界层结构和发展的影响。试卷答案一、选择题1.A2.B3.D4.B5.B6.D7.A8.C9.D10.C二、填空题1.时间2.增大3.小于4.稳定度5.高压；低压三、名词解释1.混合层：在太阳辐射加热下，近地面大气通过湍流混合，温度趋于均匀的边界层区域。2.湍流交换系数：表征地表与大气之间某种物理量（如热量、水汽）通过湍流输送能力的参数。3.粗糙度长度：表征地表粗糙度对近地面层风速影响的一个参数，定义在近地面层风速按对数律变化曲线的截距。4.稳定度：描述大气垂直运动受到抑制或促进的程度，通常由大气温度垂直递减率决定。四、简答题1.解析思路：从地表摩擦和热力不稳定两方面阐述。地表粗糙度产生剪切应力，激发近地面湍流；地表受热不均产生温度梯度，形成热力浮力，进一步发展湍流。两者共同作用形成湍流。2.解析思路：分别描述风速和温度廓线在中性条件下的典型形态。风速廓线在对数律层内呈线性关系，指数律层内呈指数衰减；温度廓线在近地面受地表影响，向上逐渐趋于线性递减，形成逆温层。3.解析思路：从城市与乡村的温差入手。城市因建筑吸收太阳辐射多、人类活动产热多而温度高于乡村，形成热力高差。高温空气上升，在City上空形成低压，乡村上空形成高压，空气从乡村流向城市补充，形成热岛环流。五、论述题解析思路：从地表粗糙度、热量吸收与释放、水分蒸发蒸腾三个方面论述。建筑群增加了地表粗糙度，阻碍近地面层气流，可能导致混合层发展受限，形成更强的近地面层。城市下垫面（尤其是建筑）吸收更多太阳辐射，且人类活动产热，导致城市