2025年大学《大气科学》专业题库- 大气科学技术在环境污染监测中的应用

2025年大学《大气科学》专业题库——大气科学技术在环境污染监测中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在题干后的括号内）1.以下哪项技术主要利用大气中的气体对激光束的吸收或散射特性来遥感大气污染物浓度？A.气象雷达B.激光雷达C.声学监测D.卫星辐射计2.在城市空气质量监测网络中，用于实时监测近地面一氧化碳（CO）浓度的常用技术是？A.Beta射线吸收法烟尘监测仪B.主动采样器采集后进行气相色谱分析C.便携式红外气体分析仪D.基于傅立叶变换红外光谱（FTIR）的在线监测系统3.能够同时测定多种挥发性有机化合物（VOCs）的技术是？A.离子色谱（IC）B.原子吸收光谱（AAS）C.气相色谱-质谱联用（GC-MS）D.傅立叶变换红外光谱（FTIR）4.大气边界层高度的变化对近地面污染物的扩散过程有显著影响。以下哪项现象通常在边界层高度较低时更为严重？A.污染物垂直方向扩散增强B.污染物水平方向扩散增强C.污染物被有效稀释D.地面浓度梯度减小5.用于识别和量化大气污染物来源的技术通常称为？A.污染物浓度监测技术B.大气扩散模型C.源解析技术D.大气成分分析技术6.以下哪种采样方法属于被动采样技术，主要用于采集低浓度污染物的长期平均浓度？A.便携式直接读数仪器采样B.活性采样器（如颗粒物撞击采样器）C.固体吸附剂采样管D.气象雷达探测7.在空气质量指数（AQI）的构建中，通常选择哪种污染物作为首要污染物来确定AQI的级别？A.氮氧化物（NOx）B.二氧化硫（SO2）C.颗粒物（PM2.5）或总悬浮颗粒物（TSP）D.一氧化碳（CO）8.利用气象数据进行污染扩散模拟，预测未来一段时间内空气质量状况的技术是？A.污染源强监测技术B.空气质量预报模型C.污染物浓度连续监测技术D.源解析模型9.下列哪项技术不适用于监测大气中的颗粒物（PM）组分？A.离子色谱（IC）B.热解吸-气相色谱-质谱联用（PD-GC-MS）C.X射线荧光光谱（XRF）D.气体过滤-乙酰丙酮分光光度法10.卫星遥感技术在环境监测中的主要优势之一是？A.能够进行高频次、高精度的定点实时监测B.可以为大范围区域提供连续的时空覆盖数据C.设备成本相对较低，易于部署D.能够直接测量污染物在单一采样点的浓度二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在题干横线上）1.大气中的污染物通过________、________和________等物理化学过程进行迁移转化。2.________是指大气中能见度降低的现象，主要由气溶胶粒子引起。3.地面空气质量自动监测站通常需要监测的常规污染物指标包括：SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3和________。4.激光雷达利用激光与大气粒子的________效应来探测大气参数。5.源解析模型的目标是识别污染物排放的________和________。6.在进行大气污染监测时，确保________是获得可靠数据的基础。7.________是指单位体积空气中悬浮颗粒物的质量，是评价空气质量的重要指标。8.________是指大气垂直方向上的温度随高度的递减率，它影响大气稳定度和污染物扩散。9.利用卫星遥感反演大气污染物浓度时，常用的光谱技术包括________和________。10.________是指大气中能见度小于1000米的状况。三、名词解释（每题3分，共15分。请给出简洁、准确的定义）1.光化学烟雾2.气象条件预报3.被动采样4.污染物迁移5.大气成分分析四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）1.简述地面自动监测网络在空气质量监测中的作用。2.比较气象雷达和激光雷达在大气探测中的应用异同。3.简述大气稳定度对近地面污染物扩散的影响。4.简述使用空气质量模型进行污染预报的基本流程。五、论述题（每题10分，共20分。请围绕下列主题展开论述）1.论述遥感技术（如卫星遥感、航空遥感）在区域环境空气质量监测中的应用优势与面临的挑战。2.结合实例，论述如何综合运用多种大气监测技术（如地面监测、雷达、卫星遥感等）进行一次典型的重污染事件应急监测与评估。---试卷答案一、选择题1.B2.C3.C4.B5.C6.C7.C8.B9.D10.B二、填空题1.化学反应，物理过程，生物作用2.雾霾3.CO4.散射5.源强，源区6.数据质量控制7.颗粒物浓度8.涡度9.反演技术，光谱技术10.雾三、名词解释1.光化学烟雾：指在阳光照射下，大气中的氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）等污染物发生光化学反应，生成臭氧（O3）等二次污染物，形成的烟雾现象，常伴有刺激性的气味和能见度下降。2.气象条件预报：指对影响大气污染物扩散稀释的气象要素（如风速、风向、温度、湿度、气压、大气稳定度等）未来一段时间内变化趋势的预测。3.被动采样：指利用污染物自身扩散或浓度梯度驱动，无需外部能源或动力，使大气样品通过采样介质（如吸附剂）自动富集污染物的采样方法，常用于低浓度污染物的长期监测。4.污染物迁移：指大气中的污染物在重力、大气环流、湍流等动力场以及大气化学反应、湿沉降等物理化学过程作用下，在空间（水平、垂直）上发生位置移动的现象。5.大气成分分析：指利用各种分析仪器和技术手段，对大气中的气体成分（如温室气体、污染物气体）、颗粒物组分（如元素碳、有机碳、无机盐类）以及其他微量成分的种类和含量进行测定和分析的技术。四、简答题1.地面自动监测网络通过布设在城市不同位置的监测站点，实时、连续地自动测量SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3等主要空气污染物浓度，获取污染物的时空分布信息。这些数据是评价区域或城市空气质量状况的基础，为空气质量预报、污染来源解析、污染控制策略制定和效果评估提供关键数据支撑，也是发布空气质量指数（AQI）信息的主要来源。2.相同点：两者都利用激光与大气相互作用（散射）进行大气探测，都是遥感技术的一种，可获取大范围信息，常用于大气边界层研究、污染物扩散研究等。不同点：气象雷达主要探测云、雾、气溶胶等水汽和气溶胶粒子，提供风场、液态水含量等信息；激光雷达主要探测大气中的气溶胶、云粒子、气体分子（通过拉曼散射或差分吸收），用于反演大气成分（如PM2.5浓度、气溶胶廓线、臭氧廓线等）。探测原理、目标参数和应用侧重有所不同。3.大气稳定度是指大气垂直方向上温度随高度的递减率（即气温直减率）所决定的垂直运动状态。当大气稳定度好（如逆温层存在时），垂直方向上的空气交换受阻，污染物难以向高空扩散，容易在近地面积累，导致污染物浓度升高，空气质量下降。反之，当大气不稳定时，垂直对流运动旺盛，有利于污染物的向上扩散稀释，近地面空气质量相对较好。4.使用空气质量模型进行污染预报的基本流程通常包括：①确定模型框架和范围；②收集和准备输入数据，包括气象数据（如风场、温度、湿度、边界层高度等）、地形数据、污染源排放清单（包括源强、位置、排放高度、排放速率等）；③进行模型初始化和边界条件设定；④运行模型进行模拟计算，预测未来一段时间内各监测点或网格点的污染物浓度时空分布；⑤对模型模拟结果进行评估和校准，常用实测数据对比验证；⑥生成并发布空气质量预报结果，包括预报时段、预报区域、主要污染物浓度、空气质量级别和健康建议等。五、论述题1.遥感技术在大气环境监测中应用优势显著：①空间覆盖范围广，可快速获取大区域乃至全球尺度的污染物分布信息；②监测时效性强，尤其卫星遥感可实现近乎实时的动态监测；③可获取传统地面监测难以覆盖的区域（如偏远地区、海洋）的数据；④成本相对较高地面网络建设较低，效率高。面临的挑战主要包括：①受天气条件（云层覆盖、光照条件）影响较大，导致监测存在盲区或数据缺失；②遥感反演精度受传感器性能、大气修正模型、地面输入数据等多种因素影响，存在一定不确定性；③数据处理和分析需要专业的技术和人才；④遥感数据通常较为宏观，精细到点位的浓度信息获取难度较大。2.综合运用多种大气监测技术进行重污染事件应急监测与评估，可以实现优势互补，提高监测的全面性、准确性和时效性。例如：①利用地面自动监测网络获取高时间分辨率、高空间密度的污染物浓度数据，掌握近地面污染物的快速变化趋势和热点区域；②利用气象雷达和气象卫星获取实时的风场、温度、湿度、边界层高度等气象信息，分析污染物扩散的动态过程和影响因素；③利用激光雷达等主动遥感技术获取高精度的PM2.5垂直分布廓线，了解污染物的垂直