2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——大氣環(huán)境監(jiān)測與氣象污染治理技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪種大氣污染物主要來源于化石燃料的燃燒？()A.氮氧化物B.甲烷C.氧化亞氮D.沙塵2.PM2.5是指大氣中空氣動力學(xué)直徑小于或等于多少微米的顆粒物？()A.10B.2.5C.100D.503.用于測量大氣中氣壓變化的儀器通常稱為？()A.氣象雷達(dá)B.風(fēng)速計(jì)C.氣壓計(jì)D.紫外線分光光度計(jì)4.在大氣污染擴(kuò)散過程中，逆溫層的主要作用是？()A.加速污染物擴(kuò)散B.抑制污染物擴(kuò)散C.改變污染物化學(xué)性質(zhì)D.增加大氣濕度5.下列哪項(xiàng)氣象條件最有利于大氣污染物的近地面積累？()A.大風(fēng)、降水B.無風(fēng)、逆溫C.高空有鋒面過境D.晴朗、有風(fēng)6.高斯煙羽模型主要適用于哪種條件下的污染物擴(kuò)散預(yù)測？()A.近地面點(diǎn)源、穩(wěn)定氣象條件B.面源、不穩(wěn)定氣象條件C.體源、有降水條件D.點(diǎn)源、復(fù)雜地形條件7.人工影響天氣中，用于增加云中水凝結(jié)核以促進(jìn)降水發(fā)生的作業(yè)稱為？()A.人工增雨B.人工消霧C.人工抑制酸雨D.煙囪改造8.下列哪種技術(shù)主要通過吸附劑材料捕獲空氣中的污染物？()A.催化轉(zhuǎn)化技術(shù)B.吸附法C.燃燒法D.生物凈化法9.建立大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)時，為了準(zhǔn)確反映區(qū)域污染水平，應(yīng)遵循的主要原則是？()A.監(jiān)測站點(diǎn)越多越好B.監(jiān)測站點(diǎn)應(yīng)均勻分布C.僅在污染源附近布設(shè)站點(diǎn)D.監(jiān)測站點(diǎn)應(yīng)盡量靠近居民區(qū)10.污染氣象學(xué)研究的核心問題是？()A.大氣環(huán)流的形成機(jī)制B.大氣化學(xué)成分的變化規(guī)律C.氣象條件對大氣污染物遷移轉(zhuǎn)化及濃度分布的影響D.大氣污染物的健康危害二、簡答題（每小題5分，共25分）1.簡述使用黑碳儀測量大氣中黑碳濃度的基本原理。2.簡述大氣污染物從排放源到最終沉降過程中經(jīng)歷的主要物理化學(xué)過程。3.簡述選擇地面氣象觀測站點(diǎn)的幾個主要考慮因素。4.簡述人工降雨（撒鹽）治理大氣污染的基本原理及其適用條件。5.簡述生物凈化法在處理大氣污染物方面的基本原理和局限性。三、計(jì)算題（10分）某城市某日地面觀測到風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)（角度120°），風(fēng)速為15米/秒。假設(shè)在該城市中心有一高煙囪（高度H=100米），排放口處SO2濃度為500微克/立方米。根據(jù)高斯煙羽模型，簡述污染物沿下風(fēng)向水平方向擴(kuò)散的基本計(jì)算思路，并說明需要哪些關(guān)鍵參數(shù)。四、論述題（45分）結(jié)合你所學(xué)的知識，論述在城市化快速發(fā)展背景下，如何綜合運(yùn)用大氣環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和氣象污染治理技術(shù)來改善城市空氣質(zhì)量。請從監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布局、污染源解析、氣象條件評估、污染預(yù)報(bào)預(yù)警以及多元化治理技術(shù)組合應(yīng)用等方面進(jìn)行闡述。試卷答案一、選擇題1.A解析思路：化石燃料燃燒是氮氧化物（NOx）的主要來源之一，其他選項(xiàng)中甲烷和氧化亞氮更多來自生物過程或工業(yè)生產(chǎn)，沙塵是自然來源。2.B解析思路：PM2.5是環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)直徑小于或等于2.5微米的顆粒物的簡稱，是空氣質(zhì)量評價中的一個重要指標(biāo)。3.C解析思路：氣壓計(jì)是專門用于測量大氣壓力的儀器，用于反映大氣狀態(tài)變化。氣象雷達(dá)用于探測云雨，風(fēng)速計(jì)用于測量風(fēng)速，紫外線分光光度計(jì)用于測量特定波長紫外線強(qiáng)度，常用于氣體監(jiān)測。4.B解析思路：逆溫層是指近地面大氣溫度隨高度升高的一種異?，F(xiàn)象，它會像蓋子一樣阻礙近地面的空氣垂直混合，從而抑制污染物的向上擴(kuò)散。5.B解析思路：無風(fēng)或小風(fēng)條件下，空氣垂直混合受阻；逆溫層存在時，更阻礙垂直擴(kuò)散。這兩種條件疊加，導(dǎo)致污染物易在近地面積累。6.A解析思路：高斯煙羽模型是一個經(jīng)典的點(diǎn)源污染物擴(kuò)散模型，它假設(shè)污染物在水平方向上均勻擴(kuò)散，垂直方向上向下沉降，主要適用于近地面穩(wěn)定氣象條件下的點(diǎn)源排放。7.A解析思路：人工增雨通過向云中撒播催化劑（如碘化銀），促進(jìn)云中水滴增長或冰晶形成，增加降水。人工消霧、抑制酸雨、煙囪改造屬于其他大氣污染治理或影響技術(shù)。8.B解析思路：吸附法是利用多孔性吸附材料（如活性炭、分子篩）的巨大比表面積，將空氣中的污染物分子吸附在其表面，從而實(shí)現(xiàn)凈化。催化轉(zhuǎn)化、燃燒、生物凈化原理不同。9.B解析思路：大氣監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是準(zhǔn)確反映區(qū)域整體污染狀況，因此需要合理布局站點(diǎn)，使其在空間上具有一定代表性，均勻分布是常用且有效的方法之一。10.C解析思路：污染氣象學(xué)是研究大氣現(xiàn)象（特別是氣象條件）與大氣污染之間相互關(guān)系的學(xué)科，其核心就是探討氣象因素如何影響污染物的擴(kuò)散、遷移和濃度分布。二、簡答題1.解析思路：黑碳儀通常利用光吸收原理測量。黑碳顆粒對短波紅外光或特定波長的可見光有強(qiáng)烈的吸收，而對較長波長的紅外光或紫外光吸收較弱或透明。通過測量黑碳對特定波長光的吸收率，并結(jié)合儀器的校準(zhǔn)信息，可以計(jì)算出大氣中黑碳的質(zhì)量濃度或數(shù)量濃度。常用技術(shù)包括熱光法、光吸收法等。2.解析思路：大氣污染物從排放源排出后，會經(jīng)歷復(fù)雜的遷移轉(zhuǎn)化過程。物理過程主要包括：稀釋擴(kuò)散（被周圍清潔空氣混合）、平流輸送（隨大氣環(huán)流移動）、沉降（干沉降，顆粒物因重力或被吸附沉降；濕沉降，隨降水過程被清除）?；瘜W(xué)過程主要包括：光化學(xué)反應(yīng)（如O3、NO2在紫外線作用下轉(zhuǎn)化）、氧化還原反應(yīng)（如SO2氧化成SO42?）、溶解與絡(luò)合（污染物溶解于水形成酸雨等）、同化作用（被植物吸收）等。3.解析思路：選擇地面氣象觀測站點(diǎn)需考慮：①代表性，能反映區(qū)域或特定下墊面的氣象特征；②代表性，儀器高度和類型符合標(biāo)準(zhǔn)（如PBL高度選擇）；③安全性，場地開闊、穩(wěn)固、遠(yuǎn)離障礙物和污染源；④可維護(hù)性，交通便利、電力通訊暢通、便于日常維護(hù)；⑤下墊面均勻性，觀測場地及其周邊應(yīng)盡可能均勻。4.解析思路：人工降雨（撒鹽）治理大氣污染（特指煙塵）的原理是：向含有煙塵的云層中撒播鹽粉等碘化銀等催化劑，這些催化劑能促進(jìn)云中過冷水滴迅速凍結(jié)形成冰晶。冰晶在下降過程中通過碰并過程不斷增大，最終形成降水。當(dāng)這些含有煙塵的云層降落到地面形成雨水時，煙塵隨之被雨水沖刷吸收，從而達(dá)到凈化空氣的目的。適用條件通常是需要有含有過冷水的云層，且云層厚度和高度適宜，氣象條件有利于降水形成和降落。5.解析思路：生物凈化法是利用植物的光合作用吸收CO2、吸收或吸附某些有害氣體（如SO2、NOx、氟化物），以及通過植物生長吸收土壤中的污染物（如重金屬），或通過植物分泌物抑制病原微生物等，來降低大氣污染物濃度。其局限性包括：凈化效率受植物種類、生長狀況、污染物濃度、氣象條件等多種因素影響，通常效率有限；主要適用于低濃度污染物的長期治理；部分植物可能富集污染物，存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)；占用土地面積；效果較慢。三、計(jì)算題解析思路：高斯煙羽模型用于預(yù)測點(diǎn)源排放的污染物在下風(fēng)向水平距離x處的濃度C。其基本計(jì)算公式為：C(x,y,z)=Q/(2πucσyσz)*exp[-y2/(2σy2)]*exp[-(z-H)2/(2σz2)]其中：*Q是污染物的源強(qiáng)（排放速率）。*u是下風(fēng)向風(fēng)速。*x是下風(fēng)向水平距離。*y是垂直于下風(fēng)向的水平距離。*z是污染物濃度高度。*H是煙囪有效高度（排放口高度加上抬升高度）。*σy和σz分別是垂直于下風(fēng)向和垂直方向上的擴(kuò)散參數(shù)，它們的大小與氣象條件、煙囪高度、源強(qiáng)類型等因素有關(guān)。沿下風(fēng)向水平方向擴(kuò)散，濃度主要隨距離x和垂直距離z（及y）變化。計(jì)算思路就是明確公式中各參數(shù)的含義，并說明需要獲取源強(qiáng)Q、風(fēng)速u、煙囪高度H以及根據(jù)氣象條件確定的擴(kuò)散參數(shù)σy和σz，才能利用模型計(jì)算特定位置的濃度。四、論述題解析思路：論述需系統(tǒng)闡述城市空氣質(zhì)量改善的綜合策略。應(yīng)包含：1.完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布局：建立包括國控點(diǎn)、省控點(diǎn)、市控點(diǎn)、微站等多層級、立體化的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，覆蓋城市不同功能區(qū)（工業(yè)區(qū)、交通干線、居民區(qū)、生態(tài)區(qū)），實(shí)現(xiàn)對空氣質(zhì)量的全面、實(shí)時、準(zhǔn)確監(jiān)測。利用大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升監(jiān)測效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。2.污染源解析：結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)和排放清單，準(zhǔn)確識別城市空氣污染的主要來源，如工業(yè)排放、機(jī)動車尾氣、揚(yáng)塵、燃煤、餐飲油煙等。利用源解析技術(shù)（如受體模型PMF、CMB等）確定不同源對污染物濃度的貢獻(xiàn)比例，為制定精準(zhǔn)治理措施提供依據(jù)。3.精準(zhǔn)的氣象條件評估與預(yù)報(bào)：加強(qiáng)對城市及周邊區(qū)域氣象要素（風(fēng)、溫、濕、壓、降水、邊界層高度等）的實(shí)時監(jiān)測和預(yù)報(bào)。利用污染氣象學(xué)知識，評估不利氣象條件（如靜風(fēng)、逆溫、低空輻合等）對污染擴(kuò)散的不利影響，提前進(jìn)行預(yù)警。4.有效的污染預(yù)報(bào)預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)：基于污染源信息、氣象預(yù)報(bào)和空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模型。當(dāng)預(yù)測到空氣質(zhì)量將顯著惡化時，及時發(fā)布預(yù)警信息。制定并演練應(yīng)急預(yù)案，在重污染天氣期間采取臨時性應(yīng)急措施，如提高工業(yè)減排等級、限制機(jī)動車行駛、實(shí)施錯峰上學(xué)/上班、人工增雨/雪等，以快速削減污染物濃度。5.多元化的治理技術(shù)組合應(yīng)用：*控制污染源排放：是根本措施。對工業(yè)源實(shí)施清潔生產(chǎn)、提標(biāo)改造、安裝高效治污設(shè)施（如脫硫脫硝、除塵）；推廣新能源汽車，發(fā)展智能交通，優(yōu)化城市交通布局；加強(qiáng)建筑工地和道路揚(yáng)塵管控；推廣清潔能源，改善冬季供暖方式。*強(qiáng)化區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控：城市空氣質(zhì)量往往是區(qū)域污染的累積結(jié)果，需要與周邊地區(qū)協(xié)同治理，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一監(jiān)測、統(tǒng)一執(zhí)法、統(tǒng)一應(yīng)急。*利用氣象技術(shù)輔助治理：在條件允許時，科學(xué)運(yùn)用人工影響天