2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)與氣候變化預(yù)測(cè)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種氣體是主要的溫室氣體，但通常不被計(jì)入空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）的污染物？（）A.二氧化碳（CO2）B.氧化亞氮（N2O）C.一氧化碳（CO）D.二氧化硫（SO2）2.高斯煙羽模型主要用于估算什么條件下的污染物濃度？（）A.近地面均勻分布源的長(zhǎng)期平均濃度B.遠(yuǎn)距離點(diǎn)源污染物的水平方向擴(kuò)散濃度C.地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的瞬時(shí)濃度D.山谷地形下的污染物累積濃度3.下列哪項(xiàng)氣象條件最有利于大氣污染物在近地面的積累？（）A.大風(fēng)、高濕B.無(wú)風(fēng)、低濕C.高空有逆溫層、風(fēng)速較小D.持續(xù)陰雨4.光化學(xué)煙霧主要是由哪種氣體在陽(yáng)光照射下與其他污染物發(fā)生復(fù)雜光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的？（）A.二氧化硫（SO2）B.一氧化碳（CO）C.氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）D.懸浮顆粒物（PM）5.世界上第一個(gè)空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）系統(tǒng)是由哪個(gè)國(guó)家或地區(qū)率先建立的？（）A.中國(guó)B.美國(guó)C.歐洲D(zhuǎn).日本6.衛(wèi)星遙感技術(shù)在空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)中，主要優(yōu)勢(shì)在于？（）A.能夠進(jìn)行高頻率的地面定點(diǎn)監(jiān)測(cè)B.可獲取大范圍、連續(xù)覆蓋的污染物濃度信息C.可直接測(cè)量污染物分子光譜D.設(shè)備成本相對(duì)較低7.氣溶膠對(duì)氣候的影響包括？（）A.反射太陽(yáng)輻射，可能導(dǎo)致冷卻B.吸收紅外輻射，可能導(dǎo)致增溫C.增加大氣水汽含量，導(dǎo)致降水增加D.以上都是8.以下哪項(xiàng)不是導(dǎo)致全球變暖的主要溫室氣體？（）A.甲烷（CH4）B.氧化亞氮（N2O）C.氟利昂（CFCs）D.氮?dú)猓∟2）9.長(zhǎng)期氣候變化趨勢(shì)通常通過(guò)監(jiān)測(cè)哪些指標(biāo)來(lái)評(píng)估？（）A.全球平均氣溫、海平面上升、冰川融化B.降水量變化、極端天氣事件頻率C.大氣中CO2濃度D.以上都是10.統(tǒng)計(jì)氣候預(yù)測(cè)方法通常依賴于哪些數(shù)據(jù)？（）A.大氣環(huán)流模式（GCM）輸出B.降尺度后的氣候數(shù)據(jù)C.歷史觀測(cè)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)關(guān)系D.人工智能算法二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）的計(jì)算通?；诹愔饕廴疚锏臐舛龋謩e是：______、______、______、______、______和______。2.影響污染物大氣化學(xué)轉(zhuǎn)化的主要因素包括光照強(qiáng)度、______、溫度和大氣濕度。3.氣象條件中，______和大氣穩(wěn)定度是影響污染物擴(kuò)散稀釋的關(guān)鍵因素。4.空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)需要考慮監(jiān)測(cè)目標(biāo)、地理覆蓋范圍、______、數(shù)據(jù)傳輸和______等因素。5.氣候變化對(duì)空氣質(zhì)量的影響是復(fù)雜的，可能導(dǎo)致某些地區(qū)污染物濃度______，同時(shí)極端天氣事件（如高溫、低風(fēng)速）可能加劇污染______。6.常用的地面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀器有用于測(cè)量PM2.5的______法，測(cè)量SO2的______法，和測(cè)量NOx的______法。7.氣候預(yù)測(cè)的不確定性主要來(lái)源于模型本身的______、外部強(qiáng)迫因素的不確定性以及______的初始誤差。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述大氣污染的自凈能力及其主要途徑。2.簡(jiǎn)述高斯煙羽模型的基本假設(shè)。3.簡(jiǎn)述溫室效應(yīng)的物理機(jī)制。4.簡(jiǎn)述空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)布設(shè)的基本原則。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某城市某日監(jiān)測(cè)到某點(diǎn)源排放的SO2質(zhì)量濃度為50μg/m3。假設(shè)在穩(wěn)定天氣條件下，該點(diǎn)源位于監(jiān)測(cè)點(diǎn)正上方500米處，利用高斯煙羽模型估算下風(fēng)向距離2公里處的SO2質(zhì)量濃度（假設(shè)橫向擴(kuò)散系數(shù)σy=30米，σz=50米）。2.已知某區(qū)域未來(lái)一個(gè)月的平均氣溫為25°C，相對(duì)濕度為60%，風(fēng)速為2m/s，大氣穩(wěn)定度為C類。請(qǐng)根據(jù)這些氣象條件，定性分析該區(qū)域未來(lái)一周內(nèi)PM2.5污染擴(kuò)散的難易程度，并說(shuō)明理由。五、論述題（15分）論述氣候變化對(duì)區(qū)域空氣質(zhì)量可能產(chǎn)生的主要影響，并分析這些影響帶來(lái)的挑戰(zhàn)以及可能的應(yīng)對(duì)策略。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.C4.C5.B6.B7.D8.D9.D10.C二、填空題1.二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入顆粒物、臭氧、揮發(fā)性有機(jī)物2.氧化還原條件3.風(fēng)速4.代表性、可靠性5.降低、風(fēng)險(xiǎn)6.β射線吸收、紫外吸收、化學(xué)發(fā)光7.參數(shù)化、模式模擬三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述大氣污染的自凈能力及其主要途徑。解析思路：大氣污染的自凈是指大氣環(huán)境通過(guò)物理、化學(xué)、生物過(guò)程，使污染物濃度降低，恢復(fù)到原有潔凈狀態(tài)的能力。主要途徑包括：*物理擴(kuò)散稀釋：通過(guò)風(fēng)的作用使污染物擴(kuò)散到更大范圍，濃度降低。湍流也起重要作用。*化學(xué)轉(zhuǎn)化降解：污染物在大氣中發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等，轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。例如，SO2轉(zhuǎn)化為硫酸鹽氣溶膠。*降水清除：通過(guò)干沉降（吸附、沉積）和濕沉降（降水沖刷）過(guò)程，將污染物從大氣中移除。2.簡(jiǎn)述高斯煙羽模型的基本假設(shè)。解析思路：高斯煙羽模型是用于估算點(diǎn)源排放污染物在平流層穩(wěn)定條件下的濃度分布的經(jīng)典模型。其基本假設(shè)包括：*污染物排放是連續(xù)的、脈沖式的，且排放高度已知（通常為煙囪高度或地面）。*下墊面是均勻、平坦、無(wú)摩擦的。*大氣是穩(wěn)定的，即風(fēng)速和擴(kuò)散參數(shù)不隨高度變化，且風(fēng)向恒定。*污染物在水平方向和垂直方向的擴(kuò)散都符合高斯分布。*模型主要考慮下風(fēng)向的濃度分布。3.簡(jiǎn)述溫室效應(yīng)的物理機(jī)制。解析思路：溫室效應(yīng)是指地球大氣層中的某些氣體（溫室氣體）吸收并重新輻射紅外線，從而導(dǎo)致地球表面溫度升高的現(xiàn)象。其物理機(jī)制是：*太陽(yáng)輻射（主要是可見(jiàn)光）穿透大氣層到達(dá)地球表面，使地表升溫并輻射紅外線。*大氣中的溫室氣體（如CO2、H2O、CH4等）選擇性地吸收這些紅外線。*溫室氣體隨后將吸收的紅外線向各個(gè)方向重新輻射，部分輻射回地球表面，導(dǎo)致地表接收到的總熱量增加，從而溫度升高。4.簡(jiǎn)述空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)布設(shè)的基本原則。解析思路：為了有效反映區(qū)域空氣質(zhì)量狀況，監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)應(yīng)遵循以下原則：*代表性：監(jiān)測(cè)站點(diǎn)應(yīng)能代表其所覆蓋區(qū)域的空氣質(zhì)量特征，通常選擇能反映城市、工業(yè)區(qū)或特定敏感區(qū)域狀況的位置。*均勻性：站點(diǎn)分布應(yīng)盡可能均勻，覆蓋不同功能區(qū)和環(huán)境敏感區(qū)域。*可比性：同一區(qū)域內(nèi)，監(jiān)測(cè)條件（如海拔、周?chē)h(huán)境）應(yīng)盡可能相似，便于數(shù)據(jù)比較。*監(jiān)測(cè)目標(biāo)導(dǎo)向：布設(shè)應(yīng)服務(wù)于特定的監(jiān)測(cè)目標(biāo)，如評(píng)估整體空氣質(zhì)量、識(shí)別污染熱點(diǎn)、評(píng)價(jià)政策效果等。*數(shù)據(jù)質(zhì)量保障：站點(diǎn)應(yīng)選在能保障儀器正常運(yùn)行、減少干擾因素的環(huán)境。四、計(jì)算題1.計(jì)算過(guò)程：高斯煙羽模型下風(fēng)向距離x處的濃度公式為：C(x,y,z)=(2πσy2)*Q*exp[-y2/2σy2]*exp[-(z-zi)2/2σz2]其中，對(duì)于地面濃度（z=0）且排放源高度zi遠(yuǎn)小于σz時(shí)，公式簡(jiǎn)化為：C(x,0)=(Q/(2πσyσz))*exp[-(zi2/2σz2)]或者使用水平濃度公式：C(x,y)=(Q/(2πxσy))*exp[-y2/2σy2]由于題目給出的是下風(fēng)向距離x=2000m處的濃度，且未給出排放速率Q，但提供了源高zi=500m，以及σy=30m,σz=50m。通常這類題目隱含假設(shè)或需要調(diào)整公式形式。更常用的形式是結(jié)合排放高度和擴(kuò)散參數(shù)：C(x)=Q*exp[-(zi2/2σz2)]*exp[-(x2/2(σy+x/2)2)]或簡(jiǎn)化形式考慮高斯函數(shù)在x方向的積分特性。但最直接對(duì)應(yīng)題目條件的可能是簡(jiǎn)化地面濃度公式，但缺少Q(mào)。若按題目所給參數(shù)和距離強(qiáng)行計(jì)算，需設(shè)定Q為非零值。此處按標(biāo)準(zhǔn)模型形式列示：C(2000)=(Q/(2π*30*50))*exp[-(5002/2*502)]C(2000)=(Q/3000π)*exp[-6.25]C(2000)=(Q/3000π)*0.0539C(2000)≈(Q/18850)μg/m3*注：此計(jì)算結(jié)果依賴于未知的排放速率Q，實(shí)際考試中若Q未給出，可能需題目本身有特定隱含條件或視為無(wú)法完全計(jì)算。按標(biāo)準(zhǔn)模型推導(dǎo)過(guò)程給分。*2.分析過(guò)程：解析思路：分析氣象條件對(duì)PM2.5擴(kuò)散的影響。關(guān)鍵因素是風(fēng)速和大氣穩(wěn)定度。*氣溫：25°C屬溫暖天氣，有利于污染物化學(xué)反應(yīng)，但本身不直接決定擴(kuò)散。*相對(duì)濕度：60%的濕度可能促進(jìn)某些氣溶膠的吸濕增長(zhǎng)，增加PM2.5濃度，同時(shí)高濕度通常伴隨較高的大氣水汽含量，可能對(duì)某些污染物有濕清除作用。*風(fēng)速：2m/s的風(fēng)速較小。風(fēng)速是污染物水平擴(kuò)散的主要驅(qū)動(dòng)力，風(fēng)速小意味著污染物擴(kuò)散能力弱，容易在下風(fēng)向近距離累積。*大氣穩(wěn)定度：C類穩(wěn)定度表示大氣處于中等穩(wěn)定狀態(tài)，垂直擴(kuò)散能力較差，不利于污染物向上擴(kuò)散稀釋。綜合判斷：在風(fēng)速較小（2m/s）、大氣穩(wěn)定度中等（C類）的條件下，污染物，特別是PM2.5，垂直和水平擴(kuò)散能力均較弱。即使有降水，若降水強(qiáng)度不大，對(duì)PM2.5的清除效果也可能有限。因此，可以判斷該區(qū)域未來(lái)一周內(nèi)PM2.5污染擴(kuò)散較為困難，容易發(fā)生或維持較高濃度污染。五、論述題論述過(guò)程：解析思路：氣候變化通過(guò)改變大氣環(huán)流模式、溫度、降水、極端天氣事件頻率等多種途徑，進(jìn)而影響空氣質(zhì)量。*改變大氣環(huán)流：氣候變化可能導(dǎo)致全球風(fēng)場(chǎng)和氣壓系統(tǒng)的改變，例如，高壓系統(tǒng)增強(qiáng)或穩(wěn)定，可能導(dǎo)致特定區(qū)域風(fēng)速減小、擴(kuò)散條件惡化，增加污染物累積風(fēng)險(xiǎn)。信風(fēng)帶的位置和強(qiáng)度變化也會(huì)影響污染物的跨境傳輸。*溫度升高：全球變暖導(dǎo)致溫度升高，可能加劇光化學(xué)反應(yīng)，有利于臭氧等二次污染物的生成。同時(shí)，高溫可能增加揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的排放（如汽車(chē)尾氣、植物排放），進(jìn)一步促進(jìn)光化學(xué)煙霧的形成。*降水變化：氣候變化導(dǎo)致降水分布不均，極端降雨事件增多。一方面，強(qiáng)降雨可能對(duì)空氣質(zhì)量有沖刷凈化作用；但另一方面，如果降水頻率減少或干旱加劇，則干沉降過(guò)程增強(qiáng)，污染物在地表積累。降水酸化程度也可能因大氣化學(xué)變化而改變。*極端天氣事件：氣候變化增加了極端高溫、野火、沙塵暴等事件的發(fā)生頻率和強(qiáng)度。高溫低濕天氣不利于污染物擴(kuò)散；野火產(chǎn)生大量煙塵和CO、NOx等污染物，嚴(yán)重污染局部乃至區(qū)域空氣質(zhì)量；強(qiáng)沙塵暴則直接增加PM10和PM2.5濃度。*源匯變化：氣候變化影響陸地生態(tài)系統(tǒng)（如植被覆蓋、土壤濕度），改變生物源VOCs的排放通量。海表溫度變化也可能影響海洋的氣體交換（如氨氣）。挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)：*挑戰(zhàn)：氣候變化與空氣污染之間復(fù)雜的相互作用增加了空氣質(zhì)量管理的難度；極端天氣事件頻發(fā)對(duì)應(yīng)急響應(yīng)能力提出更高要求；氣候變化可能抵消或削弱現(xiàn)有的空氣質(zhì)量控制措施的效果。*應(yīng)對(duì)策略：*綜合決策：將氣候變化適應(yīng)和減緩與空氣質(zhì)量