2025年大學《應(yīng)用氣象學》專業(yè)題庫——大氣化學與氣象學研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題備選答案中，只有一個是符合題目要求的，請將正確選項字母填在題后的括號內(nèi)。）1.下列哪種氣體在大氣中的濃度變化對溫室效應(yīng)影響最為顯著？A.氮氣(N?)B.氧氣(O?)C.水汽(H?O)D.氬氣(Ar)2.大氣污染物中，PM2.5指的是直徑小于或等于多少微米的顆粒物？A.2.5納米B.2.5微米C.25微米D.250微米3.光化學煙霧的主要成因是？A.硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)的直接擴散B.懸浮顆粒物在陽光下的散射作用C.水汽凝結(jié)形成的酸霧D.汽車尾氣中的氮氧化物和揮發(fā)性有機物在陽光照射下發(fā)生光化學反應(yīng)4.下列哪項過程不屬于大氣濕沉降？A.雨水對大氣中氣態(tài)污染物的吸收B.霧氣對大氣中顆粒物的包裹C.雪對大氣中氣態(tài)污染物的吸收D.干燥沉降5.大氣穩(wěn)定度通常用哪個氣象要素的垂直分布來表征？A.水汽含量B.氣壓C.溫度D.風速6.高斯擴散模型主要用于模擬什么條件下的污染物擴散？A.近地面小范圍、無風條件B.遠距離、大氣穩(wěn)定條件下的污染物高架點源擴散C.城市峽谷中的污染物擴散D.雷雨天氣下的污染物擴散7.臭氧(O?)在大氣平流層中主要作用是？A.導(dǎo)致酸雨B.造成光化學煙霧C.吸收大部分紫外線輻射D.引起溫室效應(yīng)8.下列哪種觀測技術(shù)主要用來獲取大氣垂直方向上的風、溫度、濕度等參數(shù)？A.氣象衛(wèi)星遙感B.拉格朗日氣溶膠追蹤C.普遍氣象觀測站D.氣象雷達9.數(shù)值化學氣象模型在研究大氣化學問題時，主要模擬什么過程？A.大氣環(huán)流和水汽輸送B.污染物排放清單C.污染物在大氣中的物理遷移和化學反應(yīng)D.大氣邊界層結(jié)構(gòu)10.大氣中氮的天然固定主要依靠什么過程？A.工業(yè)合成B.火山活動C.生物固氮作用（如閃電、土壤微生物）D.大氣閃電二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在橫線上。）1.大氣化學成分的垂直分布存在顯著差異，其中水汽含量最高層通常位于________層。2.產(chǎn)生硫酸型酸雨的主要前體物是二氧化硫(SO?)和________。3.影響大氣污染物擴散能力的重要氣象因子包括風場、大氣穩(wěn)定度和________。4.大氣中的顆粒物按來源可分為自然源和________源。5.光化學煙霧的核心化學反應(yīng)產(chǎn)物之一是臭氧(O?)。6.濕沉降是大氣污染物的主要去除途徑之一，主要包括________和降水。7.大氣化學循環(huán)是指化學物質(zhì)在大氣圈中的________、轉(zhuǎn)化和最終去除的整個過程。8.氣象雷達主要用于探測大氣中的________和降水粒子。9.溫室氣體是指能夠吸收并重新輻射紅外輻射，從而導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體，如二氧化碳(CO?)、甲烷(CH?)、氧化亞氮(N?O)和________等。10.拉格朗日方法在大氣化學研究中常用于追蹤單個空氣微團（或氣溶膠粒子）的運動軌跡和其內(nèi)部化學物質(zhì)的變化。三、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述大氣中污染物的主要去除機制。2.簡述溫度層結(jié)對大氣化學反應(yīng)速率的影響。3.簡述大氣邊界層的主要特征及其對近地面大氣化學過程的影響。4.簡述大氣化學觀測的主要手段及其局限性。四、計算題（共10分。請列出計算步驟并給出結(jié)果。）假設(shè)某城市某日地面臭氧濃度為100μg/m3，該城市位于海拔500米的高度上。已知該日大氣邊界層高度為800米，邊界層內(nèi)臭氧濃度隨高度呈線性遞減，邊界層頂部的臭氧濃度為50μg/m3。請估算該日該城市邊界層內(nèi)平均臭氧濃度。五、論述題（共30分。請結(jié)合所學知識，全面闡述下列問題。）論述大氣化學成分變化（特別是人為活動導(dǎo)致的變化）對區(qū)域和全球氣候可能產(chǎn)生的主要影響及其相互作用機制。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.D4.D5.C6.B7.C8.D9.C10.C二、填空題1.平流層2.氮氧化物(NOx)3.水汽含量4.人為5.（正確即可，如：紫外線）6.蒸發(fā)7.遷移8.氣溶膠/云滴9.氟利昂(CFCs)10.（正確即可，如：被動/絕熱）三、簡答題1.解析思路：回答大氣污染物去除的主要途徑。包括物理過程和化學過程。物理過程主要是通過氣體的擴散稀釋、干沉降（與地表接觸或顆粒物被吸附）和濕沉降（溶解于降水或被降水包裹）。化學過程主要是通過化學反應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)或被去除。答案要點：主要去除機制包括物理過程（擴散稀釋、干沉降、濕沉降）和化學過程（化學反應(yīng)、光解）。2.解析思路：分析溫度層結(jié)對化學反應(yīng)速率的影響。溫度是影響化學反應(yīng)速率的重要因素。通常，溫度升高，分子運動加劇，反應(yīng)物碰撞頻率和有效碰撞幾率增加，化學反應(yīng)速率加快。平流層高溫有利于臭氧等強氧化性物質(zhì)的生成，而近地面溫度對許多地面化學反應(yīng)速率影響更直接。答案要點：溫度升高，化學反應(yīng)速率加快；溫度降低，化學反應(yīng)速率減慢。平流層高溫有利于光化學反應(yīng)（如臭氧生成）。3.解析思路：描述大氣邊界層的定義和特征，并闡述其對近地面化學過程的影響。大氣邊界層是緊貼地表、受地表摩擦和熱力作用顯著影響的低層大氣。其主要特征是湍流混合強、氣象要素水平梯度大、高度隨天氣變化（通常幾百米到一兩千米）。邊界層內(nèi)污染物易通過湍流混合擴散，污染物濃度受排放源和氣象條件影響顯著。答案要點：定義：緊貼地表、受地表影響顯著的低層大氣。特征：湍流混合強、氣象要素梯度大、高度變化。影響：污染物易擴散，濃度受源和氣象影響大。4.解析思路：列舉主要的化學氣象觀測手段，并分析其局限性。主要手段包括地面采樣分析（如氣體分析儀、顆粒物采樣器）、遙感觀測（如衛(wèi)星、激光雷達）、探空（如系留氣球、飛機、探空儀）等。局限性可從精度、分辨率、時空覆蓋范圍、成本、對特定成分的適用性、易受天氣影響等方面分析。答案要點：主要手段：地面采樣、遙感、探空。局限性：如采樣點有限、分辨率不高、成本高、易受天氣影響、部分技術(shù)復(fù)雜等。四、計算題解析思路：根據(jù)題意，邊界層內(nèi)臭氧濃度從地面值線性遞減到邊界層頂值。計算平均濃度，可以將邊界層視為一個柱體，平均濃度等于底面積乘以柱體內(nèi)所有點濃度的體積分量除以總體積。由于濃度線性分布，體積分量等于底面積乘以底面和頂面濃度的算術(shù)平均值。因此，平均濃度等于底面濃度與頂面濃度的算術(shù)平均值。計算步驟：1.確定邊界層底部濃度C?=100μg/m3。2.確定邊界層頂部濃度C?=50μg/m3。3.計算平均濃度C_avg=(C?+C?)/2。4.代入數(shù)值：C_avg=(100+50)/2=150/2=75μg/m3。答案：該日該城市邊界層內(nèi)平均臭氧濃度為75μg/m3。五、論述題解析思路：從大氣化學成分變化對氣候的影響角度進行論述。首先明確大氣化學成分變化，特別是溫室氣體濃度增加、臭氧層破壞等。然后分別論述這些變化如何影響地球的能量平衡（如溫室效應(yīng)增強導(dǎo)致地表增溫、吸收紫外線導(dǎo)致平流層變冷）、如何改變大氣環(huán)流和水汽循環(huán)（如全球變暖導(dǎo)致蒸發(fā)增加、降水格局改變），以及這些氣候反饋如何進一步影響大氣化學過程（如溫度升高加速某些化學反應(yīng)）。強調(diào)大氣化學與氣候系統(tǒng)的緊密耦合和相互作用。答案要點：1.溫室氣體增加導(dǎo)致溫室效應(yīng)增強：CO?,CH?,N?O等溫室氣體濃度升高，吸收更多紅外輻射，導(dǎo)致地表和低層大氣增溫（全球變暖）。2.平流層臭氧減少：CFCs等破壞臭氧層，導(dǎo)致平流層臭氧含量下降，吸收的紫外線減少，平流層溫度降低。3.對大氣環(huán)流的影響：全球變暖改變大氣溫度和水汽分布，可能影響急流位置和強度，導(dǎo)致極端天氣事件（如熱浪、強降水）頻率和強度增加