2025年大学《大气科学》专业题库- 大气科学中的城市行凉牧示引析

2025年大学《大气科学》专业题库——大气科学中的城市行凉牧示引析考试时间：______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.城市热岛效应最主要的形成原因是（）。A.城市植被覆盖率高B.城市水体面积广阔C.城市下垫面材质吸热快、反照率低及人类活动热排放D.城市风速较大2.与乡村相比，城市大气中PM2.5浓度通常较高的一个重要原因是（）。A.降水冲刷能力强B.植被吸附能力强C.扬尘源较少D.污染物排放总量大且垂直扩散条件差3.城市冠层对局地气候影响最显著的一个方面是（）。A.增强地面水分蒸发B.改变近地面风速风向C.增加近地面太阳辐射D.减少大气污染物扩散4.为了缓解城市热岛效应，以下措施中最为有效的是（）。A.增加城市道路密度B.扩大城市广场面积C.提高城市绿地率和水体覆盖率D.增加建筑物的玻璃幕墙使用5.城市空气污染物中，NOx在光照条件下是形成哪种重要二次污染物的关键前体物？（）A.PM2.5B.SO2C.O3D.CO6.城市内部出现降水分布不均现象，通常被称为（）。A.城市热岛B.城市雨屏效应C.城市风岛D.城市湿岛7.城市规划中，设置“通风廊道”的主要目的是（）。A.增加城市建筑密度B.改善城市局地风场，促进污染物扩散和缓解热岛C.提高城市绿化覆盖率D.增加城市水系连通性8.城市化进程加速通常会（）。A.降低区域总降水量B.增加区域总降水变率C.减少局地降水D.增加局地降水，尤其是短时强降水概率9.在城市大气污染数值模拟中，需要重点考虑的输入参数通常不包括（）。A.污染源排放清单B.城市高分辨率地形数据C.全球海表温度D.城市土地利用/覆盖数据10.城市水循环变化对大气的影响之一是（）。A.增加城市蒸发，可能加剧某些时段的污染B.减少城市湿度，加剧热岛效应C.阻碍污染物向上输送D.使城市大气始终保持湿润二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上。）1.城市热岛效应通常指城市区域的气温比周边______区域气温更高的现象。2.城市大气污染物的主要来源包括交通排放、工业排放、______排放和扬尘等。3.城市粗糙度增加会导致近地面风速______，污染物水平扩散能力减弱。4.城市化导致的下垫面性质改变，显著改变了地表______过程，进而影响局地气候。5.光化学烟雾的主要成分是______，其形成需要光化学反应条件。6.城市绿地通过蒸腾作用散失水分的过程称为______，对降低城市温度有重要作用。7.为了评估城市空气质量，通常会构建______指数（AQI）进行综合表征。8.城市边界层的高度通常比乡村______，且结构更复杂。9.城市内局地环流受到建筑群、绿地等______的显著调制。10.利用遥感技术可以监测城市热岛______和城市绿地分布等。三、简答题（每题5分，共20分。）1.简述城市热岛效应的形成机制及其主要影响。2.简要说明城市大气污染物（以PM2.5为例）的二次生成主要有哪些途径？3.城市扩张对局地水循环可能产生哪些主要影响？4.在城市规划中，考虑城市大气环境因素需要关注哪些主要问题？四、计算题（共10分。）假设某城市中心区域（A点）和郊区（B点）的气温分别为30.0°C和25.5°C。计算该城市的热岛强度（ΔT），并简要分析其可能的原因。五、论述题（共30分。结合你所了解的城市环境特点，论述城市空气污染问题的复杂性，并分析当前城市空气质量改善面临的主要挑战以及可能的技术或管理策略。试卷答案一、选择题1.C2.D3.B4.C5.C6.B7.B8.B9.C10.A二、填空题1.乡村2.生物3.减小4.辐射5.臭氧6.蒸腾7.空气质量8.高9.下垫面10.动态三、简答题1.简述城市热岛效应的形成机制及其主要影响。*机制：城市下垫面性质改变（如混凝土、沥青吸热快、反照率低），人类活动排放大量热量（工业、交通、建筑供暖/制冷），城市几何结构阻碍热量扩散，城市绿地和水体较少导致蒸腾冷却效应减弱。*影响：改变局地环流；增加光化学烟雾和空气污染物的停留时间；加剧夏季极端高温；增加能量消耗。2.简要说明城市大气污染物（以PM2.5为例）的二次生成主要有哪些途径？*途径：SO2在大气中氧化形成硫酸盐气溶胶；NOx在光照下参与光化学反应生成硝酸盐气溶胶；挥发性有机物（VOCs）与NOx在光照下反应生成二次有机气溶胶（SOA）；氨气与酸性气体反应生成铵盐；海盐气溶胶（沿海城市）；沙尘气溶胶（干旱地区）。3.城市扩张对局地水循环可能产生哪些主要影响？*影响：替换植被和土壤为impermeablesurfaces（不透水表面），导致降水截留和地表径流增加，减少下渗和地下水补给；蒸腾作用减弱，城市蒸发量小于绿地；城市热岛效应可能增加局部蒸发；改变局地湿度和降水分布（如城市雨屏效应）；可能增加内涝风险。4.在城市规划中，考虑城市大气环境因素需要关注哪些主要问题？*问题：合理布局城市功能区以减少污染源叠加；规划城市绿地和水体以缓解热岛、改善微气候、吸附污染物；建设通风廊道以改善局地风场、促进污染物扩散；优化交通管理以减少交通排放；采用低排放、节能建筑；制定有效的空气质量预警和应急响应机制。四、计算题*计算：*热岛强度ΔT=T_A-T_B=30.0°C-25.5°C=4.5°C*解析思路：热岛强度是指城市区域与周边乡村区域气温的差值。计算时直接用城市中心点气温减去郊区点气温即可得到。该数值表示城市中心区域比郊区热多少度。产生该热岛效应的原因主要在于城市下垫面材质（吸热快、反照率低）、人类活动热排放（交通、工业、建筑）、城市几何结构对热量扩散的阻碍以及绿地和水体减少导致蒸腾冷却效应减弱等综合因素。五、论述题*论述思路：*复杂性体现：城市空气污染是多种因素交织作用的结果。污染源多样，包括固定源（工厂）、移动源（交通）、面源（扬尘、生活源）和生物源，且常呈现混合排放特征。污染物种类多，包括一次污染物（如PM2.5、SO2、NOx、CO、VOCs）和二次污染物（如O3、硫酸盐、硝酸盐、铵盐），它们之间发生复杂的物理化学转化。大气边界层结构复杂多变（受建筑影响），污染物扩散条件受气象因素（风速、温度层结、降水）影响显著，且城市热岛、雨屏效应等改变局地环流。此外，城市快速发展和人口密集加剧了污染问题，且不同城市地理环境、能源结构、产业布局差异大，导致污染特征和治理难度各异。*主要挑战：污染源控制难度大（如交通尾气、面源扬尘涉及面广、监管难）；区域传输和跨境污染问题突出，单一城市治理效果有限；O3等二次污染物的生成机制复杂，控制策略需要多污染物协同治理；气候变化可能加剧高温、干旱等不利气象条件，恶化污染状况；经济发展与环境保护之间的平衡难题；公众健康影响显著，社会关注度高等。*技术/管理策略：*源头控制：优化产业结构，发展清洁能源；推广节能和低排放交通工具（电动汽车、公共交通）；加强工业排放监管和治理（如采用先进脱硫脱硝技术）；控制扬尘（道路洒水、建筑围挡）。*过程控制与区域协同：改善城市通风廊道设计；利用人工增雨/雪抑制重污染；建立区域联防联控机制，协同治理跨区域污染。*末端治理：部署高效除尘设备；发展空气净化技术（