2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——?dú)庀髼l件對(duì)空氣污染擴(kuò)散影響考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種氣象條件下，近地面大氣垂直方向的湍流活動(dòng)最弱，污染物垂直擴(kuò)散能力最差？（）A.不穩(wěn)定大氣B.中性大氣C.穩(wěn)定大氣D.邊緣層大氣2.在其他氣象條件相同的情況下，風(fēng)速增大一倍，污染物在水平方向的稀釋擴(kuò)散能力將（）。A.減小一倍B.增大一倍C.增大到原來(lái)的四倍D.增大到原來(lái)的八倍3.逆溫層對(duì)近地面大氣污染的主要影響是？（）A.增強(qiáng)水平風(fēng)速，加速擴(kuò)散B.削弱垂直混合，阻礙污染物上升擴(kuò)散C.降低大氣濕度，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)D.提高混合層高度，利于污染物稀釋4.大氣混合層的高度主要受哪些因素的綜合影響？（）A.風(fēng)速和風(fēng)向B.大氣穩(wěn)定度和地面加熱C.污染物排放強(qiáng)度和大氣濕度D.地形地貌和大氣壓力5.高斯煙羽模型主要適用于哪種條件下的污染物擴(kuò)散計(jì)算？（）A.風(fēng)速極大，污染物迅速擴(kuò)散B.風(fēng)速極小，污染物在源點(diǎn)附近積累C.污染源強(qiáng)，擴(kuò)散范圍極廣D.條件穩(wěn)定，污染物呈羽流狀沿下風(fēng)向擴(kuò)散6.在城市環(huán)境中，通常將哪一層大氣視為污染物擴(kuò)散的主要空間？（）A.對(duì)流層頂B.平流層C.大氣邊界層（或混合層）D.超高空大氣7.下列哪種天氣系統(tǒng)過(guò)境，往往有利于近地面污染物的擴(kuò)散？（）A.高壓脊B.冷鋒C.暖鋒D.持續(xù)性的平流天氣8.光化學(xué)煙霧的形成需要哪些氣象條件？（）A.強(qiáng)風(fēng)、高濕、大氣不穩(wěn)定B.無(wú)風(fēng)、低濕、大氣穩(wěn)定C.慢速Sunsine、高溫、大氣穩(wěn)定、有充足的NOx和VOCsD.慢速Sunsine、低溫、大氣不穩(wěn)定、有充足的CO和SO29.沙塵暴的發(fā)生與哪種氣象條件密切相關(guān)？（）A.持續(xù)性強(qiáng)風(fēng)、近地面大氣穩(wěn)定、相對(duì)濕度低B.持續(xù)性大風(fēng)、近地面大氣不穩(wěn)定、相對(duì)濕度高C.小風(fēng)、逆溫層結(jié)、濕度大D.溫帶氣旋活動(dòng)、鋒面過(guò)境、降水10.能夠直接反映近地面大氣垂直溫度遞變特征的氣象要素是？（）A.風(fēng)速B.氣壓C.氣溫D.水汽壓二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.根據(jù)大氣穩(wěn)定度分類，Pasquill分級(jí)將穩(wěn)定度劃分為A、B、C、D、E、F六個(gè)等級(jí)，其中______級(jí)代表大氣最為不穩(wěn)定，污染物垂直擴(kuò)散能力最強(qiáng)；______級(jí)代表大氣最為穩(wěn)定，污染物垂直擴(kuò)散能力最差。2.風(fēng)速是影響污染物水平擴(kuò)散的重要因素，通常定義______m/s以上的風(fēng)速為有效風(fēng)，有效風(fēng)能將污染物吹散到較遠(yuǎn)距離。3.大氣混合層的高度白天通常在日出后逐漸升高，午后達(dá)到最大，日落后逐漸降低，其高度的變化主要受______和______的共同影響。4.逆溫是近地面大氣溫度隨高度增加而異常______的現(xiàn)象，它是造成嚴(yán)重空氣污染的重要?dú)庀髼l件。5.高斯煙羽模型假設(shè)污染物排放是______的，擴(kuò)散過(guò)程符合______定律。6.污染氣象學(xué)研究表明，城市熱島效應(yīng)往往會(huì)______周圍近地面的大氣穩(wěn)定度，并可能______混合層的高度。7.某地的混合層高度為500米，這意味著在該高度以下的大氣湍流活動(dòng)足以使污染物得到充分混合，濃度相對(duì)均勻。8.分析污染物擴(kuò)散問(wèn)題時(shí)，除了氣象條件外，還需考慮______、______和______等因素。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述大氣穩(wěn)定度是如何影響污染物垂直擴(kuò)散的。2.解釋什么是大氣邊界層（或混合層），并簡(jiǎn)述其高度變化的日變化規(guī)律及主要原因。3.簡(jiǎn)述風(fēng)的方向和速度對(duì)污染物擴(kuò)散的主要影響。四、計(jì)算題（共15分）假設(shè)某工業(yè)點(diǎn)源位于地面，持續(xù)排放某種污染物，排放速率為Q=20kg/h。在某個(gè)氣象條件下，測(cè)得下風(fēng)向距離源點(diǎn)2公里處的污染物濃度為0.025mg/m3。假設(shè)該條件下大氣穩(wěn)定度為D級(jí)，有效風(fēng)速為3m/s，混合層高度為600米。請(qǐng)利用高斯煙羽模型公式，估算該污染源排放此污染物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（kg/kg）。（高斯模型公式：C(x,y,z)=(2πxσy2)*[Q/(U*πσz2)]*exp[-y2/(2σy2)]*exp[-z2/(2σz2)])。注：假設(shè)σy=σz=x^0.5（其中x為下風(fēng)向距離）。五、論述題（10分）結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，論述氣象條件中的哪些要素會(huì)顯著影響空氣污染物的擴(kuò)散，并分析這些要素是如何影響擴(kuò)散過(guò)程的？試卷答案一、選擇題1.C解析：穩(wěn)定大氣層結(jié)抑制了垂直方向的湍流發(fā)展，導(dǎo)致污染物難以向上擴(kuò)散。2.C解析：風(fēng)速增大，污染物被更快地輸運(yùn)和混合，橫向和縱向的擴(kuò)散能力均顯著增強(qiáng)，理論上濃度衰減率與風(fēng)速的平方成正比。3.B解析：逆溫層像蓋子一樣覆蓋在近地面，阻止了熱空氣和污染物向上擴(kuò)散，導(dǎo)致污染物在近地面累積。4.B解析：大氣混合層的高度主要取決于近地面的加熱狀況（提供湍流能量）和大氣穩(wěn)定度（影響湍流混合強(qiáng)度）。5.D解析：高斯煙羽模型是線源擴(kuò)散模型，其基本假設(shè)包括連續(xù)穩(wěn)定排放、排放高度遠(yuǎn)小于擴(kuò)散距離、擴(kuò)散符合高斯分布等，適用于描述沿下風(fēng)向呈羽流狀擴(kuò)散的情況。6.C解析：大氣邊界層（或混合層）是近地面大氣與地表相互作用最劇烈的區(qū)域，污染物主要在這一層內(nèi)混合和擴(kuò)散。7.B解析：冷鋒過(guò)境通常帶來(lái)大風(fēng)和上升運(yùn)動(dòng)，能夠吹散和抬升近地面污染物，有利于擴(kuò)散。8.C解析：光化學(xué)煙霧的形成需要陽(yáng)光（慢速Sunsine提供能量）、高溫（加速化學(xué)反應(yīng)）、大氣穩(wěn)定（提供充足的反應(yīng)時(shí)間和NOx、VOCs等前體物）。9.A解析：沙塵暴需要強(qiáng)風(fēng)提供動(dòng)力將地面沙塵卷起，近地面穩(wěn)定或弱不穩(wěn)定大氣有利于沙塵懸浮和滯留，低濕度減少了沉降。10.C解析：氣溫隨高度的垂直分布（即溫度遞度）直接決定了大氣的穩(wěn)定度，進(jìn)而影響垂直湍流和污染物擴(kuò)散。二、填空題1.A,F解析：Pasquill分級(jí)中，A級(jí)代表強(qiáng)不穩(wěn)定，F(xiàn)級(jí)代表強(qiáng)穩(wěn)定。2.2解析：通常認(rèn)為2m/s是有效風(fēng)的最小閾值。3.地面加熱，大氣穩(wěn)定度解析：地面加熱產(chǎn)生熱力對(duì)流，促進(jìn)混合層發(fā)展；大氣穩(wěn)定度則影響混合層發(fā)展的上限和湍流強(qiáng)度。4.上升解析：逆溫是指溫度隨高度升高，與正常情況下的溫度遞減相反。5.點(diǎn)源，高斯解析：高斯煙羽模型假設(shè)污染源像點(diǎn)一樣連續(xù)排放，擴(kuò)散過(guò)程遵循高斯分布。6.降低，降低解析：城市熱島效應(yīng)使得城市近地面溫度高于周邊郊外，根據(jù)溫度層結(jié)與穩(wěn)定度的關(guān)系，這通常導(dǎo)致大氣更不穩(wěn)定，理論上應(yīng)增強(qiáng)混合，但城市粗糙度、污染物自身加熱等因素可能綜合導(dǎo)致混合層高度和有效擴(kuò)散范圍反而減小。7.是解析：題目描述符合混合層定義的基本含義。8.污染源強(qiáng)，地形，排放高度解析：這些因素與氣象條件共同決定了污染物的濃度分布。三、簡(jiǎn)答題1.解析：大氣穩(wěn)定度反映了大氣垂直運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱。不穩(wěn)定大氣（如A、B級(jí)）垂直湍流強(qiáng)，污染物易被迅速混合到較高空，擴(kuò)散能力強(qiáng)；中性大氣（如C級(jí)）垂直混合和水平混合能力均較適中；穩(wěn)定大氣（如D、E、F級(jí)）垂直湍流弱，污染物難以向上擴(kuò)散，主要在近地面積累，擴(kuò)散能力差。2.解析：大氣邊界層（或混合層）是指近地面大氣與地表進(jìn)行熱量、動(dòng)量和水汽交換的薄層。其高度變化顯著，白天受地面加熱發(fā)展，午后達(dá)到最大（可達(dá)1-3km甚至更高），夜間冷卻而收縮。其主要驅(qū)動(dòng)力是地面加熱產(chǎn)生的熱力對(duì)流。3.解析：風(fēng)的方向決定了污染物主要被輸運(yùn)到的下風(fēng)向區(qū)域。風(fēng)速越大，污染物在下風(fēng)向的稀釋擴(kuò)散速度越快，影響范圍越廣。風(fēng)速越小，污染物易于在源點(diǎn)附近及上風(fēng)向累積，擴(kuò)散能力差。四、計(jì)算題解析：利用高斯煙羽模型公式：C(x,y,z)=(2πxσy2)*[Q/(U*πσz2)]*exp[-y2/(2σy2)]*exp[-z2/(2σz2)]其中，x=2km=2000m,y=0m(假設(shè)污染物濃度測(cè)量點(diǎn)位于源點(diǎn)正下方地面上,z=0m),U=3m/s,Q=20kg/h=20/3600kg/s=1/180kg/s。需要估算排放源強(qiáng)Q。將已知數(shù)值代入公式：0.025=(2π*2000*σy2)*[(1/180)/(3*π*σz2)]*exp[0]*exp[0]0.025=(2/3)*(1/180)*(2000/σz2)*σy20.025=(2000/540)*σy2σy2=0.025*540/2000=13.5/2000=0.00675題目假設(shè)σy=σz=x^0.5=(2000)^0.5≈44.72m。將σy代入：0.025=(2/3)*(1/180)*(2000/44.722)*44.7220.025=(2/3)*(1/180)*20000.025=(2*2000)/(3*180)0.025=4000/5400.025=400/54≈7.4074計(jì)算結(jié)果0.025≠7.4074，說(shuō)明題目給定的條件（濃度、距離、風(fēng)速、混合層高度）與高斯模型估算的源強(qiáng)不匹配。若題目要求估算源強(qiáng)Q，則需重新設(shè)定或調(diào)整題目條件使等式成立。若題目意圖是檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)用步驟，則需按給定公式和假設(shè)進(jìn)行演算。按標(biāo)準(zhǔn)模型演算，源強(qiáng)Q的計(jì)算結(jié)果與給定濃度不符。若忽略σy=√x的假設(shè)或使用其他擴(kuò)散參數(shù)，結(jié)果也會(huì)不同。此題條件設(shè)置存在矛盾。五、論述題解析：影響空氣污染物擴(kuò)散的主要?dú)庀髼l件要素包括：1.風(fēng)（風(fēng)速和風(fēng)向）：風(fēng)是污染物的主要輸送動(dòng)力。風(fēng)速越大，污染物被稀釋擴(kuò)散的速度越快，影響范圍越廣；風(fēng)速越小，污染物易在源附近累積，擴(kuò)散能力差。風(fēng)向決定了污染物的主要擴(kuò)散方向和影響區(qū)域。有效風(fēng)（通常指風(fēng)速大于2-3m/s）是污染物得以擴(kuò)散的前提。2.大氣穩(wěn)定度：大氣穩(wěn)定度反映了大氣垂直混合的能力。穩(wěn)定度越低（不穩(wěn)定大氣），垂直混合強(qiáng)，污染物易被抬升到高空，垂直擴(kuò)散能力越強(qiáng)；穩(wěn)定度越高（穩(wěn)定大氣），垂直混合弱，污染物難以向上擴(kuò)散，主要在近地面積累，垂直擴(kuò)散能力越差。大氣穩(wěn)定度受溫度層結(jié)（尤其是逆溫的存在）、地面加熱和大氣濕度等因素影響。3.混合層高度：混合層是近地面大氣湍流混合的主要空間?；旌蠈拥母叨仍礁撸廴疚镉懈蟮目臻g進(jìn)行混合稀釋，濃度越低；混合層高度越低，污染物混合空間有限，易在近地面累積?；旌蠈痈叨戎饕馨滋斓孛婕訜釓?qiáng)度和大氣穩(wěn)定度控制，夜間因冷卻而降低。4.溫度和濕度：溫度場(chǎng)（特別是逆溫層）直接影響大氣穩(wěn)定度和混合層高