2025年大學《應用氣象學》專業(yè)題庫——高溫天氣對城市通風和空氣品質的影響研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項字母填入括號內）1.下列哪種氣象現(xiàn)象通常與城市熱島效應的增強密切相關？()A.逆溫層出現(xiàn)B.地表水體增加C.大氣濕度增大D.人為熱排放增加2.城市通風廊道的主要功能不包括？()A.促進城市內部熱量交換，緩解熱島效應B.加速污染物在城區(qū)的擴散稀釋C.引導外部清潔空氣進入城市核心區(qū)D.增加城市建筑能耗3.光化學煙霧的形成與以下哪個氣象條件關系最不密切？()A.高太陽輻射B.高風速C.高濕度D.持續(xù)高溫4.在高溫、靜穩(wěn)天氣條件下，城市污染物的主要擴散特征是？()A.混合層高度較高，污染物易擴散B.平流輸送能力強，污染物易外遷C.污染物垂直擴散差，近地面濃度高D.風速加大，污染物擴散速度加快5.下列哪項措施不利于改善城市的通風條件？()A.建設城市綠道網絡B.保留城市內河流水系C.進行高密度、高密度的建筑群規(guī)劃D.增加城市公園綠地面積6.極端高溫事件（熱浪）對城市空氣品質的直接影響主要是？()A.降低大氣濕度，減少顆粒物沉降B.增加大氣水汽含量，促進氣溶膠凝結C.加速氮氧化物轉化為臭氧D.提高二氧化碳濃度，形成溫室效應7.利用數(shù)值模式研究城市通風效果時，關鍵的輸入參數(shù)通常不包括？()A.城市建筑物高程數(shù)據B.城市土地利用類型數(shù)據C.地面氣象觀測數(shù)據D.污染源排放清單數(shù)據8.城市熱島效應會導致城市近地面風速通常表現(xiàn)為？()A.比郊區(qū)更快B.比郊區(qū)更慢C.與郊區(qū)相當D.僅在特定方向上更快9.二次污染物的形成過程與氣象條件密切相關，以下哪項屬于二次污染物？()A.汽車尾氣排放的一氧化碳B.工廠排放的二氧化硫C.光化學煙霧中的臭氧D.煤燃燒產生的煙塵10.在城市規(guī)劃中考慮氣象因素，設置通風廊道的目的是什么？()A.提高建筑遮陽效果B.增加城市水汽蒸發(fā)C.改善城市內部氣流組織，促進污染物擴散D.降低城市地下水位二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填入橫線處）1.高溫天氣是指日最高氣溫達到______℃以上，或持續(xù)一段時間日最高氣溫達到______℃以上的天氣現(xiàn)象。2.城市熱島效應的成因主要包括地表性質改變、______排放和______污染等。3.城市通風廊道通常需要具備一定的寬度和連續(xù)性，以保障其通風______。4.污染物在大氣中的擴散過程主要包括______擴散、______擴散和______擴散。5.高溫天氣會降低大氣______，可能導致污染物混合層高度降低，加劇近地面污染。6.臭氧作為重要的二次污染物，其生成過程需要光化學反應和______（氣體）的存在。7.利用______和______技術是監(jiān)測城市熱島效應和空氣污染分布的常用手段。8.城市規(guī)劃中，增加______和______比例有助于緩解城市熱島效應和改善通風條件。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述城市熱島效應的形成機制及其對城市通風和空氣品質的主要影響。2.簡述高溫天氣條件下，城市污染物（以臭氧為例）濃度升高的主要氣象原因。3.簡述城市通風廊道的定義及其在改善城市空氣質量方面的作用機制。4.簡述應用氣象學在評估高溫天氣對城市通風和空氣品質影響時的主要方法。四、論述題（10分）試結合城市氣象學原理，論述城市規(guī)劃與設計應如何考慮高溫天氣對城市通風和空氣品質的影響，并提出至少三條具體的、具有氣象學依據的改善建議。試卷答案一、選擇題1.D2.D3.B4.C5.C6.C7.D8.B9.C10.C二、填空題1.35；302.人為熱；空氣3.能力4.橫向；縱向；混合5.濕度6.揮發(fā)性有機物(VOCs)7.遙感；地面觀測8.綠地；水體三、簡答題1.簡述城市熱島效應的形成機制及其對城市通風和空氣品質的主要影響。*答案：城市熱島效應的形成機制主要是：城市下墊面特性改變（如水泥、瀝青吸熱快、放熱慢，綠地減少），導致城市地表溫度高于周邊郊區(qū)的溫度；城市人為熱排放巨大（交通、工業(yè)、空調等）；城市空氣污染物（如CO2）具有溫室效應；城市建筑群和綠地缺乏，導致城市天空視角小，云量少，日照強烈，地表受熱更多；城市水面較少，蒸發(fā)冷卻作用弱。主要影響：加劇城市高溫天氣；降低城市近地面風速，不利于污染物擴散；導致污染物混合層高度降低，近地面污染物濃度升高，空氣品質惡化；增加城市居民空調能耗。*解析思路：首先要清晰列出城市熱島效應的幾個主要成因，包括下墊面、人為熱、大氣成分、城市形態(tài)和大氣環(huán)流等。其次，要明確這些成因如何導致城市溫度高于郊區(qū)。最后，要重點闡述熱島效應對城市通風（風速減?。┖涂諝馄焚|（混合層降低、污染物累積）的具體負面影響。2.簡述高溫天氣條件下，城市污染物（以臭氧為例）濃度升高的主要氣象原因。*答案：高溫天氣條件下，城市污染物（以臭氧為例）濃度升高的主要氣象原因：高溫提供了臭氧生成所需的充足光能（紫外線輻射增強）；高溫導致大氣垂直混合增強，將近地面污染物（NOx,VOCs）輸送至更高的高度，有利于光化學反應在高空進行；高溫可能增加VOCs的排放或反應活性；高溫條件下，大氣穩(wěn)定度較好，不利于污染物被稀釋和擴散。*解析思路：要抓住臭氧生成的兩個核心條件：光化學反應和反應物（NOx,VOCs）。分析高溫如何影響這兩個條件：對光化學，高溫意味著更強的紫外線；對反應物，高溫可能改變其排放或濃度，同時高溫影響大氣垂直混合和穩(wěn)定度，進而影響反應物的空間分布和擴散稀釋能力。3.簡述城市通風廊道的定義及其在改善城市空氣質量方面的作用機制。*答案：城市通風廊道是指在城市內部或城市邊緣，通過規(guī)劃綠地、水體、寬闊道路或低建筑區(qū)等形成的，能夠引導外部清潔空氣進入城市內部，并促進城市內部空氣流通的通道。其在改善城市空氣質量方面的作用機制：提供氣流通道，增加城市內部風速，有利于稀釋和擴散近地面污染物；抬升混合層高度，使污染物更容易被向上輸送和稀釋；連接城市不同區(qū)域，促進污染物在不同區(qū)域間的交換，避免污染物在局部區(qū)域累積。*解析思路：定義要抓住其核心特征：通道、引導清潔空氣、促進流通。作用機制要從其對氣流（增加風速、提供通道）、混合層（抬升高度）和污染物遷移（稀釋、擴散、交換）這三個方面進行闡述。4.簡述應用氣象學在評估高溫天氣對城市通風和空氣品質影響時的主要方法。*答案：應用氣象學在評估高溫天氣對城市通風和空氣品質影響時主要方法：①氣象觀測：利用地面氣象站網、探空、遙感等技術，實時監(jiān)測溫度、風速、風向、濕度、污染物濃度等氣象要素的空間分布和時間變化；②數(shù)值模擬：應用城市氣象模型模擬城市邊界層氣流場、溫度場和污染物擴散濃度場，評估不同氣象條件和城市布局下的通風效果和污染水平；③氣象指數(shù)分析：計算和評估城市熱島強度指數(shù)、通風指數(shù)、污染擴散指數(shù)等，量化評估通風和空氣質量狀況；④歷史數(shù)據分析：分析歷史氣象數(shù)據與空氣質量監(jiān)測數(shù)據的關聯(lián)性，識別高溫、特定風型等氣象條件對空氣質量的影響規(guī)律。*解析思路：要覆蓋應用氣象學的核心手段。首先是數(shù)據基礎——觀測。然后是模擬預測——數(shù)值模擬。接著是分析和量化——氣象指數(shù)分析。最后是經驗總結——歷史數(shù)據分析。要體現(xiàn)從監(jiān)測、模擬、分析到評估的完整過程。四、論述題試結合城市氣象學原理，論述城市規(guī)劃與設計應如何考慮高溫天氣對城市通風和空氣品質的影響，并提出至少三條具體的、具有氣象學依據的改善建議。*答案：城市規(guī)劃與設計必須充分考慮高溫天氣對城市通風和空氣品質的潛在不利影響。根據城市氣象學原理，城市熱島效應和通風不暢會加劇高溫天氣并惡化空氣質量。因此，在規(guī)劃中應將微氣候調節(jié)作為重要目標。*改善建議一：優(yōu)化城市空間形態(tài)與布局，構建有效的通風廊道。應結合風洞試驗或數(shù)值模擬，在城市規(guī)劃中預留或建設通風廊道。廊道宜利用城市河流、大型綠地、寬闊道路或低矮建筑區(qū)等形成，貫穿城市主要區(qū)域，連接城市核心與外圍，引導外部清潔空氣長距離輸入，促進城市內部垂直和水平方向的空氣流通，增強混合層高度，有效稀釋近地面污染物。廊道的走向應盡量與夏季主導盛行風方向一致。*改善建議二：增加城市綠地和水體面積，緩解城市熱島效應。廣泛種植樹木和草地，特別是配置高大的行道樹和防護林帶，利用植物的蒸騰作用和遮蔭效果降低周邊環(huán)境溫度。增加城市水體面積，如公園湖泊、人工水景等，利用水的蒸發(fā)冷卻效應。選擇合適的樹種和綠地布局，使其在夏季能提供有效的遮蔭，減少地面受日照直接加熱。這些措施既能降溫，也能改善局部微氣候，間接促進通風。*改善建議三：推廣使用冷色調和反光材料，控制建筑熱島。在城市建筑外立面、屋頂和道路鋪裝材料的選擇上，應優(yōu)先采用淺色、高反射率的材料（如白色涂料、淺色瓷磚、透水路面等），減少對太陽輻射的吸收，降低建筑和地面的表面溫度，從而減輕城市熱島效應。同時，合理的建筑布局應