2025年大學《大氣科學》專業(yè)題庫——城市熱島效應對大氣環(huán)境的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。在每小題列出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確選項字母填在括號內(nèi)。）1.下列哪一項不是城市熱島效應形成的主要物理原因？A.城市下墊面材質(zhì)（如混凝土、瀝青）的熱容量和反照率低于自然地表。B.城市建筑群密集，減少了太陽輻射的直接到達地表面積，并阻礙熱量向外輻射。C.城市人類活動和工業(yè)生產(chǎn)排放大量的人為熱源。D.城市水體的蒸發(fā)潛熱作用顯著，導致近地層氣溫升高。2.通常情況下，城市熱島效應的強度在一天中的哪個時段達到最大？A.清晨日出前后B.上午太陽輻射最強時C.下午至傍晚D.夜間無太陽輻射時3.城市熱島現(xiàn)象會顯著影響城市的哪一項大氣邊界層特征？A.平流層厚度B.對流層頂高度C.邊界層高度D.大氣靜力穩(wěn)定度4.城市熱島效應對城市空氣質(zhì)量的主要負面影響之一是？A.促進大氣中臭氧的生成B.加速大氣中二氧化碳的溶解C.降低大氣中懸浮顆粒物的濃度D.促進大氣中水蒸氣的蒸發(fā)5.以下哪一項措施被普遍認為是緩解城市熱島效應最有效的生物物理方法？A.增加城市道路密度B.推廣使用空調(diào)制冷C.增加城市綠地和水體面積D.使用深色建筑涂料6.使用熱紅外衛(wèi)星遙感技術(shù)監(jiān)測城市熱島的主要優(yōu)勢在于？A.能夠獲取地面點的精確瞬時溫度B.可以大范圍、同步獲取城市區(qū)域的表面溫度分布C.無需地面觀測站輔助D.能直接測量大氣溫度垂直分布7.城市熱島效應對城市居民健康可能產(chǎn)生的直接負面影響包括？A.降低呼吸道疾病發(fā)病率B.減少皮膚癌風險C.增加熱浪期間中暑和心血管疾病的風險D.提高人體免疫力8.城市熱島現(xiàn)象與城市污染物擴散之間通常存在怎樣的關(guān)系？A.熱島抑制了近地層大氣垂直運動，有利于污染物快速擴散B.熱島增強了近地層大氣垂直運動，不利于污染物擴散，導致污染物在近地積累C.熱島對污染物擴散沒有明顯影響D.熱島僅影響水平方向的污染物擴散9.城市熱島效應對城市材料和環(huán)境可能造成的損害包括？A.降低建筑外墻材料的耐久性B.提高城市水體溫度，有利于水生生物繁殖C.減少城市噪音水平D.加快城市道路的積雪融化10.將城市熱島效應納入?yún)^(qū)域或全球氣候模式進行模擬的主要目的是？A.僅為了驗證模式對地表溫度的模擬能力B.為了研究城市擴張對區(qū)域氣候系統(tǒng)的反饋效應C.為了精確預測城市中心未來幾天的氣溫D.為了評估城市熱島對全球變暖的貢獻率二、簡答題（每小題5分，共25分。請簡潔明了地回答下列問題。）1.簡述城市熱島效應形成的主要物理過程。2.城市熱島效應對城市局地降水分布可能產(chǎn)生哪些影響？3.簡述觀測城市熱島效應常用的兩種地面氣象方法及其原理。4.為什么說增加城市綠地和水體是緩解城市熱島效應的有效途徑？5.簡述城市熱島效應對城市能源消耗的影響機制。三、論述題（每小題10分，共20分。請結(jié)合所學知識，對下列問題進行較為深入的論述。）1.論述城市熱島效應對城市大氣邊界層結(jié)構(gòu)和大氣物理過程的影響。2.分析城市熱島治理與城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，并提出至少三種具有科學依據(jù)的緩解策略。---試卷答案一、選擇題1.D2.C3.C4.A5.C6.B7.C8.B9.A10.B二、簡答題1.城市熱島效應形成的物理過程主要包括：①城市下墊面材質(zhì)（如混凝土、瀝青）的熱容量小、反照率低，吸收更多太陽輻射，且升溫快，儲存的熱量多；②城市建筑密集，形成“城市峽谷”，減少了太陽輻射直接到達地表的面積，并阻礙熱量向外輻射，同時阻礙熱量通過對流進行垂直交換；③城市人類活動和工業(yè)生產(chǎn)（如交通、空調(diào)、工業(yè)排放）排放大量的人為熱量。2.城市熱島效應可能通過改變近地層大氣溫度、濕度、風場等，影響局地降水分布。通常，熱島形成的上升氣流有利于不穩(wěn)定大氣發(fā)展，可能增加降水概率或強度，尤其在熱島核心區(qū)域；同時，熱島可能抑制周邊區(qū)域降水的形成；熱島對區(qū)域大尺度水汽輸送和鋒面活動的影響則更為復雜，但總體可能改變城市局地降水格局，有時表現(xiàn)為降水“島化”或增加極端降水事件的風險。3.觀測城市熱島效應常用的地面氣象方法有：①網(wǎng)格化地面氣象站觀測法，通過在城市不同區(qū)域（包括郊區(qū)對照點）布設足夠密度的地面氣象站，同步觀測氣溫、地表溫度等，通過對比分析得出熱島強度和分布；②差分GPS（DGPS）溫度測量法，利用DGPS技術(shù)高精度測量地表溫度，尤其適用于非均質(zhì)下墊面。4.增加城市綠地和水體是緩解城市熱島的有效途徑，原因在于：①綠地中的植被通過蒸騰作用，能大量消耗熱量，蒸發(fā)潛熱是植物降溫的主要方式；②水體具有較大的熱容量和比熱，能夠吸收和儲存大量熱量，日變化和年際變化相對平緩，能有效調(diào)節(jié)局部氣候；③植被覆蓋能遮蔽陽光，減少地表吸收的太陽輻射；④綠地和水體還能增加空氣濕度，進一步降低近地層氣溫。5.城市熱島效應對城市能源消耗的影響主要體現(xiàn)在制冷需求上。由于城市熱島導致夏季近地層氣溫高于郊區(qū)，城市居民和商業(yè)活動為降低室內(nèi)溫度需要消耗大量能源進行空調(diào)制冷；同時，高溫也使得一些需要冷卻的工業(yè)過程和設備（如數(shù)據(jù)中心、食品冷藏）運行能耗增加，因此熱島效應直接導致城市夏季電力需求急劇上升，加劇了能源緊張。三、論述題1.城市熱島效應對城市大氣邊界層結(jié)構(gòu)和大氣物理過程的影響是多方面的。首先，熱島導致城市近地層氣溫高于郊區(qū)，形成熱力強迫，促使近地層大氣產(chǎn)生強烈的輻合和上升氣流，從而抬高了城市大氣邊界層的底部高度。其次，增溫加強了湍流混合，增大了邊界層內(nèi)的垂直混合通量，使得污染物、水汽等大氣組分在城市近地層更容易擴散和聚集。再次，熱島效應對城市局地風場產(chǎn)生影響，通常在熱島下沉風（城市熱島吹向郊區(qū)的下沉氣流）和城市熱島輻合線附近形成局地風系統(tǒng)。此外，熱島還可能通過改變大氣穩(wěn)定度，影響云的形成和降水過程，改變城市局地降水分布。2.城市熱島治理與城市可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。城市熱島是城市環(huán)境問題的重要組成部分，其導致的極端高溫、空氣質(zhì)量下降、能源消耗增加等問題，直接制約了城市的宜居性、環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟效率，與可持續(xù)發(fā)展的目標相悖。因此，緩解城市熱島是推進城市可持續(xù)發(fā)展的必要措施。有效的緩解策略包括：①增加城市綠地和水體：通過建設公園、綠道、屋頂綠化、垂直綠化、增加水體面積等方式，利用植被蒸騰和水體蒸發(fā)效應降低局部氣溫，改善城市微氣候；②采用綠色建筑和節(jié)能技術(shù)：推廣使用反射率更高（冷色）的屋頂和外墻材料，減少太陽輻射吸收；提高建筑能效標準，減少空調(diào)能耗；③優(yōu)化城市空間規(guī)