2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫——大氣科學(xué)中的氣溶膠濃度研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種氣溶膠粒子的直徑小于或等于2.5微米？A.煙塵B.飄塵C.總懸浮顆粒物D.PM2.52.能夠直接測量氣溶膠質(zhì)量濃度的儀器是？A.Beta射線吸收儀B.顆粒物撞擊器C.霧化器-顆粒物光散射儀D.質(zhì)量監(jiān)測儀（如β射線或光散射原理）3.氣溶膠在大氣中的濕沉降主要依靠？A.干沉降過程B.大氣擴散作用C.碰撞-凝聚過程D.雨雪等降水物的沖刷4.以下哪種現(xiàn)象主要由人為氣溶膠（如硫酸鹽、硝酸鹽）對大氣輻射平衡的影響引起？A.全球變暖B.能見度降低C.輻射強迫D.降水增加5.氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）主要反映了？A.大氣中氣溶膠的垂直分布B.氣溶膠的質(zhì)量濃度C.氣溶膠對太陽輻射的吸收能力D.氣溶膠對太陽輻射的散射能力6.在城市環(huán)境中，氣溶膠濃度通常較高，其主要的人為來源包括？A.自然沉降B.植被釋放C.交通排放、工業(yè)排放D.海洋鹽粒7.影響城市邊界層內(nèi)氣溶膠水平分布的主要因素是？A.大氣穩(wěn)定度B.風(fēng)速和風(fēng)向C.氣溶膠來源強度D.地形抬升8.以下哪項技術(shù)不屬于氣溶膠遙感監(jiān)測的范疇？A.景象衛(wèi)星光學(xué)成像B.無人機氣溶膠傳感器探測C.氣象雷達測云D.衛(wèi)星熱紅外成像9.對于粒徑小于10微米的氣溶膠，其主要的健康風(fēng)險在于？A.引起哮喘B.降低大氣能見度C.易被人體吸入深入肺部D.導(dǎo)致酸雨10.氣溶膠濃度日變化通常呈現(xiàn)出早晚高、中午低的特征，這主要與下列哪個因素有關(guān)？A.源排放變化B.混合層高度變化C.湍流擴散強度D.濕沉降強度二、填空題（每空1分，共15分）1.氣溶膠根據(jù)其粒徑大小可分為氣溶膠和氣溶膠。2.測量氣溶膠質(zhì)量濃度時，常用的質(zhì)量采樣器有______和______。3.影響氣溶膠干沉降的主要因素包括氣溶膠的______、空氣動力學(xué)直徑以及近地面的風(fēng)速。4.氣溶膠的來源可分為______源和______源。5.氣溶膠濃度的時間變化可分為______變化、______變化和______變化。6.氣溶膠對大氣的影響包括對______的影響和對______的影響。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述Beta射線吸收法和光散射法測量氣溶膠濃度的基本原理及其主要區(qū)別。2.簡述影響城市地區(qū)氣溶膠濃度的主要因素及其作用機制。3.簡述氣溶膠濕沉降的兩種主要機制及其影響因素。4.簡述氣溶膠濃度研究的意義。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述氣溶膠的理化性質(zhì)（如粒徑、化學(xué)成分）對其在大氣中的行為（如沉降、光學(xué)效應(yīng)、化學(xué)轉(zhuǎn)化）和環(huán)境影響（如健康、氣候）的影響。2.結(jié)合實例，論述區(qū)域大氣傳輸對氣溶膠濃度時空分布特征的重要作用。五、計算題（10分）假設(shè)某城市某日使用Beta射線吸收法測量得到PM10（粒徑小于10微米）的質(zhì)量濃度為80微克/立方米。已知Beta射線吸收法測得的PM10質(zhì)量濃度與儀器內(nèi)部沉積的顆粒物質(zhì)量存在線性關(guān)系，儀器常數(shù)（即單位質(zhì)量濃度對應(yīng)的沉積質(zhì)量）為0.95g/m3。請計算當(dāng)日該城市該測量點的PM10質(zhì)量濃度（微克/立方米）。試卷答案一、選擇題1.D解析：PM2.5是指空氣動力學(xué)直徑小于或等于2.5微米的顆粒物。2.D解析：質(zhì)量監(jiān)測儀（無論是利用Beta射線吸收還是光散射原理進行測量）直接測量收集到的顆粒物質(zhì)量。3.D解析：濕沉降是指通過雨、雪、露等降水過程將大氣中的氣溶膠清除到地表的過程。4.C解析：輻射強迫是指大氣中氣體、氣溶膠等對太陽輻射或地球射出輻射的影響，進而改變地球的能量平衡。5.D解析：氣溶膠光學(xué)厚度定量描述了氣溶膠對太陽輻射的散射效應(yīng)。6.C解析：城市交通排放（汽車尾氣）、工業(yè)排放（煙囪排放）是城市氣溶膠的主要人為來源。7.B解析：風(fēng)場（風(fēng)速和風(fēng)向）決定了氣溶膠的輸送方向和路徑，是影響城市邊界層內(nèi)氣溶膠水平分布的主要動力因素。8.C解析：氣象雷達主要用于探測云雨系統(tǒng)，而非直接測量氣溶膠。其他選項均為氣溶膠遙感監(jiān)測技術(shù)或方法。9.C解析：粒徑小于10微米的顆粒物（PM10）更容易被人體吸入，并深入呼吸系統(tǒng)，造成健康危害。10.B解析：城市邊界層高度通常在白天因加熱而發(fā)展升高，有利于污染物擴散；夜晚邊界層高度降低，污染物易在近地面累積，導(dǎo)致早晚濃度較高。二、填空題1.懸浮顆粒物液態(tài)懸浮顆粒2.沉降式采樣器撞擊式采樣器3.化學(xué)性質(zhì)4.自然人為5.日日環(huán)境年6.空氣質(zhì)量氣候三、簡答題1.解析：Beta射線吸收法利用Beta射線穿透氣溶膠樣品的強度衰減來測量樣品質(zhì)量濃度，原理是氣溶膠粒子會衰減穿透的射線。光散射法利用光電二極管等傳感器測量氣溶膠粒子對特定光源（通常是激光）的散射光強度，原理是氣溶膠粒子會散射光線。主要區(qū)別在于測量原理不同，前者測量射線衰減，后者測量光散射；前者通常對粒徑較敏感，后者相對均勻；前者需要采樣，后者多為在線測量。2.解析：主要因素及其作用機制：①源排放：城市活動（交通、工業(yè)、揚塵）直接排放大量氣溶膠，濃度近源區(qū)高。②大氣擴散：風(fēng)速和湍流強度決定氣溶膠的稀釋和擴散能力，風(fēng)速小、湍流弱時，濃度高。③沉降：干濕沉降將氣溶膠從大氣中清除，影響近地面濃度。④邊界層高度：邊界層高度決定了污染物混合的垂直范圍，高度低時近地面濃度高。⑤區(qū)域傳輸：周邊地區(qū)或長距離傳輸?shù)臍馊苣z會輸入城市，影響本地濃度。3.解析：主要機制及其影響因素：①碰撞-沉降：氣溶膠粒子與空氣中的較大顆粒物（如云滴、塵粒）或地表物體碰撞后附著并沉降。影響因素包括氣溶膠粒徑、濃度、重力加速度、風(fēng)速等。②濕清除（沖刷）：降水過程（雨、雪、冰雹）包裹、捕獲并沖刷氣溶膠粒子到地表。影響因素包括降水強度、降水持續(xù)時間、氣溶膠化學(xué)性質(zhì)（親水性/疏水性）、云滴濃度等。4.解析：氣溶膠濃度研究對于理解大氣污染形成機制、評估空氣質(zhì)量狀況、預(yù)測未來變化、制定環(huán)境管理政策（如排放標準、區(qū)域協(xié)同控制）、保護公眾健康以及深入認識大氣物理化學(xué)過程及其對氣候系統(tǒng)的影響都具有重要意義。四、論述題1.解析：氣溶膠的理化性質(zhì)對其在大氣中的行為和環(huán)境影響至關(guān)重要。①粒徑：影響氣溶膠的干濕沉降速率（粒徑越大，沉降越快）、大氣壽命、在混合層內(nèi)的垂直分布、光學(xué)特性（散射/吸收能力，影響能見度和輻射）、以及是否易被人體吸入（小粒徑更易吸入）。②化學(xué)成分：決定氣溶膠的表面活性（能否作為云凝結(jié)核或冰核）、化學(xué)反應(yīng)活性（參與光化學(xué)反應(yīng)，生成二次污染物）、毒性（某些成分如重金屬、硫酸鹽等對人體或環(huán)境有害）、以及濕沉降的化學(xué)過程和最終歸宿。例如，硫酸鹽氣溶膠具有較強的吸濕性，易成為云凝結(jié)核，影響云的微物理過程和輻射特性（產(chǎn)生冷卻效應(yīng)）；而黑碳則具有很強的吸收能力，主要導(dǎo)致增溫效應(yīng)。因此，研究氣溶膠必須關(guān)注其理化性質(zhì)的時空變化。2.解析：區(qū)域大氣傳輸對氣溶膠濃度時空分布特征起著決定性作用。①源區(qū)影響：區(qū)域內(nèi)有持續(xù)排放源（如工業(yè)區(qū)、城市群）的區(qū)域，其本地濃度通常較高，成為區(qū)域主要的氣溶膠貢獻源。②輸送路徑：風(fēng)向和風(fēng)速決定了氣溶膠從源區(qū)向外輸送的方向和距離。③混合與稀釋：在傳輸過程中，氣溶膠會被大氣的湍流混合和稀釋，遠源地區(qū)的濃度通常低于近源區(qū)。④沉降效應(yīng)：傳輸過程中和到達目的地后，氣溶膠會發(fā)生干濕沉降，累積效應(yīng)會導(dǎo)致下風(fēng)向區(qū)域濃度升高。⑤邊界層制約：氣溶膠的垂直輸送受邊界層高度限制，在邊界層內(nèi)混合。例如，冬季城市冬季逆溫層結(jié)下，近地面的污染物難以擴散，易形成高濃度污染，這既有本地排放的原因，也與區(qū)域傳輸積累有關(guān)。通過結(jié)合氣象數(shù)據(jù)（風(fēng)場、邊界層高度）和污染源信息，可以更好地理解區(qū)域傳輸對特定地點氣溶膠濃度（尤其是峰值）的貢獻。實際案例如沙塵暴遠距離輸送、城市光化學(xué)煙霧的形成都與區(qū)域傳輸密切相關(guān)。五、計算題解析：根據(jù)題意，儀器常數(shù)（0.95g/m3）表示每沉積1克顆粒物，對應(yīng)的儀器讀數(shù)為0.95g/m3。因此，儀器讀數(shù)（80μg/m3）對應(yīng)的實際質(zhì)量濃度可以通過比例計算：實際質(zhì)量濃度=儀器讀數(shù)/儀器常數(shù)。注意單位換算：1g/m3=1000μg/m3。計算過程：實際質(zhì)量濃度(g/m3)=80μg/m3/(