2025年大學《大氣科學》專業(yè)題庫——大氣中氣溶膠的生成與消失過程考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)。）1.下列哪項不屬于大氣中一次氣溶膠的主要來源？A.火山噴發(fā)B.海浪飛沫C.光化學反應D.燃煤2.大氣中硫酸鹽氣溶膠最主要的形成機制是？A.火山噴發(fā)直接排放B.海洋鹽粒的蒸發(fā)再凝結(jié)C.二氧化硫在大氣中經(jīng)氣相氧化D.沙塵暴的揚塵3.氣溶膠成核過程中，需要特定成核粒子存在的機制稱為？A.均相成核B.隨機成核C.分子成核D.非均相成核4.下列哪種過程不屬于氣溶膠的物理清除機制？A.重力沉降B.云滴碰并增長C.化學轉(zhuǎn)化D.干濕沉降5.相比于干清除，濕清除在大氣氣溶膠去除中通常扮演著什么角色？A.主要清除粗顆粒物B.是最主要的清除途徑C.僅在特定天氣條件下發(fā)生D.對二次氣溶膠影響不大6.氣溶膠老化通常指的是？A.顆粒物半徑隨時間減小B.顆粒物化學成分和物理性質(zhì)發(fā)生改變C.氣溶膠濃度隨時間增加D.顆粒物被水汽飽和7.下列哪種氣溶膠類型通常與人類活動排放的含氮化合物密切相關？A.海鹽顆粒B.硅酸鹽粉塵C.硝酸鹽氣溶膠D.碳黑8.大氣中有機氣溶膠（SOA）的主要形成路徑通常涉及？A.硫氧化物的氣相反應B.氮氧化物的光化學反應C.揮發(fā)性有機物（VOCs）的氣相或液相氧化D.碳氫化合物的直接冷凝9.能夠顯著影響云的形成和降水效率的氣溶膠被稱為？A.吸濕性氣溶膠B.冰核C.粗顆粒物D.細顆粒物10.關于氣溶膠對氣候的影響，下列敘述正確的是？A.所有氣溶膠都傾向于對地球產(chǎn)生增溫效應B.高空云狀氣溶膠通常比地面黑碳具有更強的直接輻射強迫C.濕清除效率高的地區(qū)，氣溶膠氣候效應通常較弱D.氣溶膠的間接效應（通過影響云）通常比直接效應更復雜、更重要二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.氣溶膠根據(jù)其來源可分為__________氣溶膠和__________氣溶膠。2.二次氣溶膠是指在大氣中通過__________過程或__________過程形成的氣溶膠。3.形成云凝結(jié)核的主要機制包括__________成核和__________成核。4.大氣中氣溶膠的主要清除機制包括__________清除和__________清除。5.細顆粒物（PM2.5）是指空氣動力學直徑小于或等于__________微米的顆粒物。6.氣溶膠的__________效應是指氣溶膠直接吸收或散射太陽輻射，改變地球的能量平衡。7.光化學煙霧中的二次顆粒物主要指__________和__________。8.沉積到地表的干沉降物，如果仍保持氣溶膠狀態(tài)，則稱為__________。9.揮發(fā)性有機物（VOCs）與氮氧化物（NOx）在大氣中通過__________過程可以形成二次有機氣溶膠（SOA）。10.冰核是指能夠在大氣過冷水汽中__________冰晶的氣溶膠粒子。三、簡答題（每題5分，共15分。請簡要回答下列問題。）1.簡述一次氣溶膠的幾種主要來源。2.比較均相成核與非均相成核的主要區(qū)別。3.簡述濕清除過程中，云滴如何通過碰并方式清除氣溶膠。四、論述題（10分。請結(jié)合所學知識，闡述大氣中二次氣溶膠形成的主要途徑及其影響因素。）試卷答案一、選擇題1.C2.C3.D4.C5.B6.B7.C8.C9.B10.D二、填空題1.一次；二次2.化學轉(zhuǎn)化；物理增長3.隨機；分子4.干；濕5.2.56.直接輻射強迫7.硫酸鹽；硝酸鹽8.干沉降物9.光化學反應10.促進三、簡答題1.答案：一次氣溶膠的主要來源包括：火山噴發(fā)（噴出氣體和微粒）、海浪飛沫（產(chǎn)生海鹽顆粒）、土壤揚塵（風蝕作用）、生物排放（如花粉、孢子、動物皮屑）、工業(yè)排放（如煙囪排放的煙塵）、交通尾氣（輪胎磨損顆粒、尾氣排放）、燃煤（飛灰）等。解析思路：此題考查對一次氣溶膠定義和來源的掌握。需列舉主要的自然源和人為源。自然源主要來自地球表面過程（火山、海浪、揚塵、生物），人為源主要來自人類活動（工業(yè)、交通、燃煤）。2.答案：均相成核是指在純氣體（或蒸汽）環(huán)境中，由于氣體分子自身的聚變而形成微小顆粒的過程，不需要預先存在的固體顆粒作為核心（凝結(jié)核）。非均相成核（也稱為凝華核或分子成核）是指在氣體環(huán)境中，水汽等物質(zhì)在已經(jīng)存在的微小固體顆粒（如塵埃、鹽粒、冰晶等）表面發(fā)生凝華或凝結(jié)的過程。關鍵區(qū)別在于是否需要預先存在的凝結(jié)核。解析思路：此題考查對兩種成核機制的區(qū)分。核心是理解“均相”意味著“無核心”，依賴氣體自身；“非均相”意味著“有核心”，依賴現(xiàn)有微粒。3.答案：在云中，氣溶膠粒子與過飽和的云滴發(fā)生碰撞，并粘附在一起的過程稱為碰并增長。當云中存在大量氣溶膠粒子（稱為云凝結(jié)核，CCN）時，水汽會優(yōu)先在它們表面凝結(jié)形成小云滴。隨后，這些小云滴通過不斷與更大云滴或其他氣溶膠粒子碰撞并合并，體積和質(zhì)量逐漸增大。當云滴增大到足夠重時，便克服空氣阻力下落，形成降水。在這個過程中，原本懸浮在云中的氣溶膠粒子被云滴捕獲，從而從大氣中清除。解析思路：此題考查濕清除中碰并機制的基本原理。需描述云滴如何通過碰撞粘附來增長，并最終導致氣溶膠被捕獲和清除。四、論述題答案：大氣中二次氣溶膠形成的主要途徑及其影響因素如下：主要途徑：1.硫酸鹽形成：主要途徑是大氣中的二氧化硫（SO?）通過氣相氧化（如被臭氧、羥基自由基或過氧自由基氧化）或液相氧化（溶解于云滴、霧或酸液滴中，由液相中的非均相反應或生物酶催化氧化）轉(zhuǎn)化為硫酸，隨后硫酸與氣態(tài)銨或固態(tài)顆粒物表面的堿性物質(zhì)反應生成硫酸鹽氣溶膠。2.硝酸鹽形成：主要途徑是大氣中的氮氧化物（NOx，主要是NO和NO?）通過光化學反應（如NO?被氧氣和紫外線作用生成NO?自由基）或在云/霧液滴中與氨（NH?）或顆粒物表面的堿性物質(zhì)反應生成硝酸，隨后硝酸與氣態(tài)銨或固態(tài)顆粒物表面的堿性物質(zhì)反應生成硝酸鹽氣溶膠。3.有機氣溶膠（SOA）形成：主要途徑是揮發(fā)性有機物（VOCs）在大氣中通過光化學反應、氧化劑（如OH自由基、臭氧）的作用，或與氣溶膠中存在的前體物發(fā)生反應，發(fā)生氣相或液相氧化/聚合/凝聚等過程，最終生成二次有機氣溶膠。SOA的形成路徑復雜多樣，受VOCs種類、濃度、氧化劑水平、濕度、溫度等多種因素影響。影響因素：*前體物濃度：SO?、NOx、NH?、VOCs等前體氣體的排放濃度是二次氣溶膠形成的基礎，濃度越高，潛在生成量越大。*氣象條件：溫度、濕度、光照強度、風速、大氣穩(wěn)定度等氣象因素對氣相和液相化學反應速率、氣體擴散、云的形成與演變有顯著影響。例如，較高的溫度和濕度通常有利于液相反應和SOA形成；強烈的紫外線有利于NOx的光化學反應和VOCs的光解。*化學轉(zhuǎn)化途徑：大氣中的氧化劑（OH、O?、N??等）的種類和濃度，以及是否存在液相介質(zhì)（云、霧、氣溶膠液膜）決定了主要的轉(zhuǎn)化途徑。*氣溶膠自身特性：已有氣溶膠的種類和數(shù)量會影響后續(xù)的化學反應（如表面催化作用）。*地理環(huán)境與排放源：下墊面性質(zhì)（如生物活動）、污染源的類型、強度和高度分布都會影響局地二次氣溶膠