2025年大學《應用氣象學》專業(yè)題庫——風沙天氣對生態(tài)環(huán)境的影響分析考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述風沙天氣形成的必要氣象條件和非氣象條件，并說明不同強度風沙天氣現(xiàn)象的主要特征。二、分析風力侵蝕對土壤物理性質(zhì)和肥力造成的具體影響，并舉例說明其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的直接危害。三、闡述風沙天氣對陸地生態(tài)系統(tǒng)服務功能可能產(chǎn)生的多重負面影響，并列舉至少三種重要的生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其受影響的表現(xiàn)。四、結(jié)合自然地理環(huán)境特征，分析中國北方地區(qū)風沙天氣對交通系統(tǒng)可能造成的典型影響及其原因。五、描述風沙天氣對人體健康的主要危害途徑，并說明在居住環(huán)境中如何采取措施以減輕其影響。六、以某個典型的沙塵暴事件為例，簡述其主要的氣象學觸發(fā)機制，并分析其對區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成的短期和長期影響。七、評述當前應用在風沙災害防治中的主要工程措施和非工程措施，并分析其在生態(tài)恢復方面的作用與局限性。八、說明利用遙感技術監(jiān)測風沙活動及評估其影響的原理，并列舉至少兩種遙感指標或方法在風沙災害評估中的應用。九、探討氣候變化背景下，風沙天氣活動可能發(fā)生的變化及其對生態(tài)環(huán)境安全構(gòu)成的潛在威脅，并提出適應性的應對思路。試卷答案一、答案：風沙天氣形成的必要氣象條件主要包括：足夠大的水平風速（通常大于起沙風速）、特定的風能來源（如干旱、半干旱地區(qū)的裸露地表）和充足的可移動沙塵物質(zhì)。非氣象條件則包括：地表覆蓋狀況（植被稀疏、土壤松散）、地形地貌（如近地面風加速區(qū)域、下墊面粗糙度差異）以及大氣層結(jié)穩(wěn)定條件等。不同強度風沙天氣現(xiàn)象的主要特征：揚沙（Saltation）主要表現(xiàn)為沙粒在近地面做跳躍運動，影響范圍相對較小，能使空氣能見度下降；沙暴（SandBlast）則伴有更強的風，沙粒不僅跳躍還有懸浮現(xiàn)象，能見度顯著降低，并可能對地表造成磨損；強沙塵暴（DustStorm）是災害性的風沙天氣，風力強勁，大量沙塵被卷入高空并長距離輸送，能見度極低，對生態(tài)環(huán)境和人類活動造成嚴重破壞。解析思路：第一部分回答形成條件，需區(qū)分氣象條件（風、沙源、天氣背景等）和非氣象條件（地表狀態(tài)、地形等）。第二部分對比不同強度風沙天氣（揚沙、沙暴、沙塵暴）的典型特征，特別是運動方式、影響范圍和能見度差異。二、答案：風力侵蝕對土壤物理性質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在：土壤表層結(jié)構(gòu)被破壞，團粒結(jié)構(gòu)解體，土壤變得板結(jié)；土壤孔隙度減小，通氣透水性變差；土壤表層含沙量增加，有機質(zhì)含量相對減少。對土壤肥力的影響則表現(xiàn)為：風蝕導致富含有機質(zhì)和養(yǎng)分的表層土壤大量流失，造成土壤肥力下降，土壤養(yǎng)分失衡；細顆粒土壤的流失加速了土壤鹽堿化進程。對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的直接危害包括：使耕地質(zhì)量降低，作物出苗困難、生長不良；土壤板結(jié)影響水分入滲和根系生長；嚴重時導致土地廢棄。解析思路：從物理性質(zhì)（結(jié)構(gòu)、孔隙、質(zhì)地）和化學性質(zhì)（肥力、養(yǎng)分、鹽分）兩方面闡述風蝕影響。結(jié)合農(nóng)業(yè)實際，說明這些物理化學性質(zhì)的改變?nèi)绾沃苯訉е伦魑锸芎彤a(chǎn)量下降。三、答案：風沙天氣對陸地生態(tài)系統(tǒng)服務功能可能產(chǎn)生的多重負面影響包括：降低水源涵養(yǎng)功能，風吹沙埋河道湖泊，加劇水土流失，使水源地水質(zhì)下降；削弱防風固沙功能，加劇土地退化；破壞生物多樣性，導致棲息地喪失，物種遷移或滅絕；降低碳匯功能，裸露地表的CO2釋放增加；影響授粉功能，風沙天氣干擾傳粉媒介活動，影響農(nóng)作物和野生動植物繁殖。這些影響往往是相互關聯(lián)、逐級放大的。解析思路：列舉生態(tài)系統(tǒng)服務功能（按標準分類如水源涵養(yǎng)、防風固沙、生物多樣性維持、碳匯、授粉等），并分別說明風沙天氣如何對這些功能造成損害，強調(diào)其“多重”和“相互關聯(lián)”的特點。四、答案：中國北方地區(qū)風沙天氣對交通系統(tǒng)的主要影響及其原因：一是空氣能見度急劇下降，導致公路、鐵路、航空交通能見度標準難以滿足，造成航班備降、鐵路停運、公路封閉；二是攜帶沙塵的強風直接沖擊交通工具（如車輪、機體、線路），造成設備磨損和故障；三是強風沙可能刮起路面積雪或沙土，形成“流沙”或“雪泥”，堵塞道路；四是沙塵沉積在機場跑道、鐵路道軌上，嚴重影響運行安全。這些影響主要源于北方地區(qū)沙塵源豐富、植被覆蓋相對稀疏、以及部分區(qū)域風力強勁的氣象條件。解析思路：聚焦北方地區(qū)特點，從能見度、直接物理損傷、積雪/沙土堵塞、沉積物影響四個方面說明對公路、鐵路、航空的影響。同時結(jié)合北方沙塵源、植被、風力等地理和氣象背景解釋原因。五、答案：風沙天氣對人體健康的主要危害途徑包括：吸入含有沙塵顆粒的空氣，導致呼吸道刺激和損傷，引發(fā)咳嗽、哮喘、支氣管炎等呼吸系統(tǒng)疾??；沙塵顆粒攜帶病原體或有害氣體，增加感染風險；沙塵中的細顆粒物（如PM2.5）可深入肺部甚至進入血液循環(huán)，危害心血管健康；大量浮塵遮蔽陽光，影響維生素D合成；沙塵直接接觸眼睛可引起沙眼、結(jié)膜炎等眼部疾病。居住環(huán)境中可采取的措施包括：安裝高效防塵窗、緊閉門窗；使用空氣凈化器；外出佩戴口罩；定期清潔室內(nèi)灰塵。解析思路：先闡述吸入、攜帶病原體、細顆粒物、遮蔽陽光、直接接觸等主要危害途徑及具體疾病。然后列舉室內(nèi)和個人防護措施，如防塵設施、個人防護用品、清潔等。六、答案：典型沙塵暴事件（如2001年4月甘肅、內(nèi)蒙古沙塵暴）的氣象學觸發(fā)機制通常涉及：強冷空氣爆發(fā)，地面氣壓急劇下降，形成強烈的風場；低層大氣存在逆溫層，抑制了近地面混合，有利于沙塵聚集和垂直輸送；源區(qū)長時間干旱少雨，地表干燥松散，為沙塵暴提供了豐富的沙塵物質(zhì)。其對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的短期影響包括：空氣能見度驟降，影響生產(chǎn)生活；植被（特別是幼苗）受風蝕和沙埋損害；土壤表層結(jié)構(gòu)破壞，肥力下降。長期影響則可能加速土地荒漠化進程，降低生物多樣性，改變區(qū)域小氣候。解析思路：選擇一個具體案例（或泛指典型事件），從冷鋒系統(tǒng)、大氣層結(jié)穩(wěn)定性和沙塵源條件三個關鍵氣象因素分析觸發(fā)機制。然后分短期（直接影響）和長期（累積效應）說明對生態(tài)環(huán)境的具體危害。七、答案：當前應用在風沙災害防治中的主要工程措施包括：建植喬灌草結(jié)合的防護林體系（如“三北”防護林），利用植物根系固沙、降低風速；修筑沙障（草方格、黏土沙障、石方格等），直接攔截流沙，固定沙丘；設置沙障結(jié)合植樹造林，提高防治效果。非工程措施包括：合理規(guī)劃土地利用，避免在沙漠邊緣地區(qū)過度開墾；實行退耕還林還草政策，恢復植被覆蓋；加強水資源管理，防止土地沙化；建立風沙災害監(jiān)測預警體系，及時發(fā)布預警信息；制定應急預案，減少災害損失。這些措施在生態(tài)恢復方面的作用在于增加植被覆蓋，改善土壤結(jié)構(gòu)，提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性；但部分工程措施可能改變局部微氣候，或需要持續(xù)投入維護。解析思路：先分類列出工程措施（具體類型）和非工程措施（政策、管理、監(jiān)測等）。再分別闡述各類措施如何促進生態(tài)恢復（增加植被、改善土壤、穩(wěn)定系統(tǒng)）。最后簡要指出可能存在的局限性或伴隨問題。八、答案：利用遙感技術監(jiān)測風沙活動及評估其影響的原理主要是基于遙感器能夠探測沙塵在可見光、近紅外、熱紅外等波段的輻射特征，以及沙塵運動和沉降過程對地表和大氣參數(shù)的影響。具體方法包括：通過遙感影像（如多光譜、高光譜、雷達影像）監(jiān)測沙塵暴發(fā)生、發(fā)展和消亡過程，識別沙塵路徑和影響范圍；利用植被指數(shù)（如NDVI）變化評估風沙活動對植被覆蓋的破壞程度；通過沙面溫度、地表反照率等參數(shù)變化分析風沙對地表能量平衡的影響；利用激光雷達等主動遙感手段反演沙塵垂直分布和濃度；結(jié)合GIS空間分析技術，評估風沙災害的風險區(qū)劃和潛在影響。遙感方法具有大范圍、動態(tài)監(jiān)測的優(yōu)勢。解析思路：解釋遙感技術探測沙塵的物理基礎（輻射特征）。列舉具體應用方法，涵蓋監(jiān)測過程、植被影響評估、地表參數(shù)變化分析、大氣成分反演、風險區(qū)劃等方面，并提及常用傳感器類型和空間分析技術，強調(diào)其優(yōu)勢。九、答案：氣候變化背景下，風沙天氣活動可能發(fā)生的變化包括：極端降水事件增多可能加劇水土流失，形成新的沙塵源；全球變暖可能加劇干旱、半干旱地區(qū)地表干燥化，使沙塵源區(qū)范圍擴大或強度增加；西風帶環(huán)流變化可能影響沙塵暴的路徑和強度；局地強風事件頻率或強度可能增加。這些變化對生態(tài)環(huán)境安全的潛在威脅體現(xiàn)在：加劇土地退化、荒漠化進程，生物多樣性喪失風險增大；生態(tài)系統(tǒng)服務功能（水源涵養(yǎng)、防風固沙等）退化，影響人類福祉；跨境沙塵傳輸可能加劇區(qū)域環(huán)境問題。適應性的應對思路包括：加強區(qū)域和全球氣候變化的適應型管理，如改善土地