2025年大學《大氣科學》專業(yè)題庫——大氣中氣溶膠對氣象系統(tǒng)的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪一項不屬于大氣氣溶膠的物理特性？A.粒徑大小B.化學成分C.光學性質(zhì)D.密度2.大氣氣溶膠的主要來源可以分為哪兩類？A.生物源和非生物源B.自然源和人為源C.水溶性和非水溶性D.可吸入性和不可吸入性3.氣溶膠粒子對太陽輻射的主要直接效應包括：A.吸收和散射B.反射和透射C.濾光和散射D.吸收和透射4.根據(jù)瑞利散射理論，氣溶膠粒子散射太陽輻射的效率與其粒徑的關(guān)系是：A.粒徑越大，散射越強B.粒徑越小，散射越強C.與粒徑無關(guān)D.只在特定粒徑范圍內(nèi)散射強5.氣溶膠引起的“第一間接效應”（Twomey效應）主要是指：A.氣溶膠增加云層厚度B.氣溶膠減少云滴數(shù)量，導致云滴變大C.氣溶膠改變云的輻射特性D.氣溶膠導致云的蒸發(fā)加速6.能夠促進云中冰晶形成的氣溶膠粒子被稱為：A.凝結(jié)核(CCN)B.冰核(IN)C.顆粒物D.灰霾粒子7.氣溶膠對大氣邊界層的影響可能包括：A.降低邊界層高度B.增加邊界層混合高度C.減少邊界層湍流交換D.以上都是8.下列哪種氣溶膠類型與霧霾天氣的Formation密切相關(guān)？A.海鹽氣溶膠B.硅酸鹽沙塵C.揮發(fā)性有機物(VOCs)生成的人為細顆粒物(PM2.5)D.生物氣溶膠9.氣溶膠對氣候系統(tǒng)的影響主要通過哪些途徑實現(xiàn)？A.改變地表反照率B.影響大氣輻射傳輸C.改變云的微物理過程D.以上都是10.源于森林火災的氣溶膠通常屬于：A.可吸入顆粒物(PM10)B.超細顆粒物(PM1)C.海鹽氣溶膠D.硅酸鹽沙塵二、填空題1.大氣氣溶膠按照其尺寸大小，可以分為氣溶膠和氣溶膠兩大類。2.氣溶膠對大氣輻射的影響包括直接效應和效應。3.氣溶膠粒子作為云凝結(jié)核，可以影響云的形成和降水效率。4.氣溶膠的來源包括自然源和人為源。5.影響氣溶膠沉降的主要因素有粒徑、空氣動力學形狀和大氣穩(wěn)定度。6.人類活動是城市地區(qū)氣溶膠的主要來源。7.氣溶膠的光學特性決定了其對輻射的吸收和散射能力。三、簡答題1.簡述氣溶膠的兩種主要來源及其代表性例子。2.解釋什么是氣溶膠的“第二間接效應”，并簡述其可能對云產(chǎn)生的影響。3.簡述氣溶膠如何影響大氣邊界層的高度。4.指出氣溶膠對氣候變化可能產(chǎn)生的主要積極影響（如果存在的話）。四、論述題1.詳細闡述氣溶膠如何通過影響云的微物理過程（例如云滴數(shù)量、大小分布、降水效率等）來改變區(qū)域降水特征。2.論述不同類型氣溶膠（如硫酸鹽氣溶膠、有機氣溶膠、沙塵）對大氣環(huán)境（空氣質(zhì)量、氣候、生態(tài)）的主要影響異同。3.結(jié)合大氣化學和物理過程，論述人為氣溶膠排放對區(qū)域氣候系統(tǒng)可能產(chǎn)生的復雜影響。---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.A4.B5.B6.B7.D8.C9.D10.B二、填空題1.氣溶膠浮游氣溶膠2.間接3.類型、結(jié)構(gòu)、強度、持續(xù)時間4.自然源人為源5.粒徑空氣動力學形狀大氣穩(wěn)定度6.細顆粒物(PM2.5)7.光學三、簡答題1.答案:氣溶膠的來源分為自然源和人為源。自然源包括：海浪飛沫（海鹽氣溶膠）、土壤風蝕（塵土/沙塵）、火山噴發(fā)（火山灰）、生物排放（花粉、孢子、排放物）、森林火災（煙塵）等。人為源包括：化石燃料燃燒（硫酸鹽、硝酸鹽、有機物、黑碳）、工業(yè)生產(chǎn)過程、交通運輸排放（尾氣、輪胎磨損）、農(nóng)業(yè)活動（氨氣、農(nóng)藥）、建筑施工揚塵等。解析思路:回答需涵蓋兩大類來源，并列舉每類下的代表性例子，確保覆蓋主要來源。2.答案:氣溶膠的“第二間接效應”是指氣溶膠通過改變云滴的聚并過程，進而影響云滴大小分布的現(xiàn)象。當云中存在較高濃度的氣溶膠凝結(jié)核時，云滴數(shù)量眾多但個體較小。這些小云滴使得云滴聚并（合并長大）的效率降低，導致云中保持更多的小云滴，從而使得云的壽命延長，但可能降低降水效率。解析思路:解釋核心機制——改變云滴大小分布，并說明其對云壽命和降水效率的潛在影響（通常為壽命延長、降水效率降低）。3.答案:氣溶膠可以影響大氣邊界層的高度。近地面的氣溶膠層（尤其是高濃度的細顆粒物）可以像一層遮蔽物，削弱太陽輻射到達地表，導致地表增溫相對較慢。同時，氣溶膠也可能通過改變大氣穩(wěn)定度條件（如冷卻地面導致近地層溫度梯度改變）或直接影響大氣環(huán)流微結(jié)構(gòu)來影響邊界層的混合高度。解析思路:指出氣溶膠可通過輻射效應和改變大氣穩(wěn)定度/環(huán)流結(jié)構(gòu)來影響邊界層高度，解釋其作用機制。4.答案:氣溶膠對氣候變化的影響主要是負面的（加劇變暖或?qū)е缕渌h(huán)境問題），但理論上可能存在一些積極影響。例如，在某些特定區(qū)域，氣溶膠通過增加云量或改變云的類型，可能反射更多的太陽輻射，導致局地冷卻；某些類型的氣溶膠（如硫酸鹽）在高緯度地區(qū)可能通過云效應產(chǎn)生一定的冷卻效果；氣溶膠沉降到冰雪表面可以降低反照率，加速冰雪融化，但這通常被視為負面影響。此外，一些氣溶膠可能參與大氣化學反應，間接影響溫室氣體濃度，但機制復雜，影響尚不明確。解析思路:首先指出主要影響是負面，然后嘗試從云調(diào)節(jié)、特定地理位置/類型、化學反饋等角度思考可能的積極方面，并保持客觀和謹慎的態(tài)度。四、論述題1.答案:氣溶膠通過影響云的微物理過程顯著改變區(qū)域降水特征。首先，氣溶膠作為云凝結(jié)核（CCN）和冰核（IN），決定了云滴的初始生成數(shù)量和冰晶的生成數(shù)量。高濃度的CCN會導致云內(nèi)云滴數(shù)量眾多但個體較小，這被稱為“云亮溫效應”；而高濃度的IN則會促進混合相云（含有冰晶和過冷水滴的云）的生成，甚至在暖云中誘導冰相過程。其次，氣溶膠通過影響云滴的聚并（碰撞-聚并增長）過程改變云滴的大小分布。在CCN濃度極高時，小云滴過多可能阻礙聚并效率，導致云滴保持較小，延長云的壽命，但可能降低大云滴的形成，從而影響降水效率，可能導致降水減少或延長降水時間。最后，氣溶膠還可以通過改變云的液態(tài)水含量、冰水含量、云層厚度和覆蓋范圍，進而影響總降水量和降水分布。解析思路:闡述從凝結(jié)核/冰核作用（影響初始數(shù)量和類型）到云滴聚并（影響增長效率和大小分布）再到整體云特性（厚度、覆蓋、含水量）的完整鏈條，并分析這些變化如何最終影響降水特征（數(shù)量、強度、持續(xù)時間、時空分布）。2.答案:不同類型氣溶膠對大氣環(huán)境的影響存在顯著差異。硫酸鹽氣溶膠（主要人為來源）通常具有較大的半徑和較低的吸收性，是有效的云凝結(jié)核，能顯著增加云滴數(shù)濃度，可能導致云層變暗（第一間接效應）并可能延長云壽命（第二間接效應），總體傾向于區(qū)域冷卻，但也會影響降水。有機氣溶膠來源復雜（生物排放和人為排放），成分多樣，部分吸濕性強（如黑碳）會直接吸收太陽輻射導致區(qū)域增溫，部分具有光學活性影響輻射，部分能促進成核或改變云微物理過程，其凈效應受類型、濃度和化學組分影響很大，對氣候和空氣質(zhì)量影響復雜。沙塵氣溶膠（主要自然來源）通常粒徑較大，對短波輻射散射能力強（使大氣和地表變暗），可能導致區(qū)域降溫，但其對云的影響相對較小，主要影響局地氣候和空氣質(zhì)量。解析思路:針對每種氣溶膠類型，分別闡述其主要來源、理化特性、對輻射（直接/間接效應）、云（凝結(jié)核/冰核作用）、氣候（增溫/降溫）和空氣質(zhì)量（PM濃度、酸雨等）的主要影響，并比較其異同點。3.答案:人為氣溶膠排放對區(qū)域氣候系統(tǒng)產(chǎn)生復雜而廣泛的影響。首先，通過直接輻射強迫（吸收或散射太陽輻射）和間接輻射強迫（改變云特性），顯著影響區(qū)域乃至全球的能量平衡，可能導致區(qū)域增溫或降溫。其次，氣溶膠通過改變云的微物理過程，影響區(qū)域水循環(huán)，可能導致降水格局改變（增加/減少、強度變化、極端降水事件頻率變化）。再次，某些氣溶膠（如黑碳）沉降到冰雪表面會降低反照率，加速冰雪融化，進一步加劇變暖和海平面上升。此外，氣溶膠與大氣化學過程相互作用，可以影響臭氧、二氧化氮等溫室氣體和污染物濃度。