2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——大氣科學(xué)中的氣溶膠-云-降水交互作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種氣溶膠成分主要來(lái)源于人為活動(dòng)？A.硫酸鹽B.海鹽粒C.黑碳D.氮氧化物2.冷云中，水汽直接在冰晶表面凝華形成的冰晶過(guò)程稱為？A.霰的形成B.冰晶的升華C.凝華D.液態(tài)水凍結(jié)3.能夠促進(jìn)云滴增長(zhǎng)的微物理過(guò)程是？A.蒸發(fā)B.凝華C.碰并D.升華4.以下哪種現(xiàn)象與氣溶膠作為冰核有關(guān)？A.霧的形成B.霰的形成C.雨滴的形成D.霧淞的形成5.降水效率是指？A.云中水汽含量B.降水總量C.云中降水粒子數(shù)量D.降落到地面的水分占云中總水量的比例6.氣溶膠對(duì)云的影響通常是通過(guò)改變什么來(lái)實(shí)現(xiàn)的？A.云的輻射特性B.云的垂直厚度C.云中的水汽含量D.云的降水效率7.以下哪種氣溶膠類型對(duì)輻射平衡的影響較為顯著？A.海鹽粒B.硫酸鹽C.黑碳D.氮氧化物8.氣溶膠-云-降水交互作用中，氣溶膠增加導(dǎo)致云的降水效率降低，這屬于哪種反饋機(jī)制？A.正反饋B.負(fù)反饋C.等效反饋D.無(wú)反饋9.云的微物理過(guò)程對(duì)降水的形成至關(guān)重要，以下哪種過(guò)程與云滴增長(zhǎng)到足夠大而下落形成降水無(wú)關(guān)？A.碰并增長(zhǎng)B.蒸發(fā)C.凍結(jié)D.凝華10.大氣中的氣溶膠主要來(lái)源于？A.自然源和人為源B.僅自然源C.僅人為源D.地面水分蒸發(fā)二、填空題（每空1分，共10分）1.氣溶膠按照粒徑大小可以分為_(kāi)_____和______兩大類。2.云的形成需要滿足兩個(gè)基本條件：水汽存在和______。3.云滴增長(zhǎng)的主要方式是______和______。4.氣溶膠對(duì)云的影響主要體現(xiàn)在改變?cè)频腳_____和______兩個(gè)方面。5.氣溶膠-云-降水交互作用是一個(gè)復(fù)雜的______過(guò)程。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述硫酸鹽氣溶膠的來(lái)源及其對(duì)大氣環(huán)境的影響。2.簡(jiǎn)述云滴碰并增長(zhǎng)的過(guò)程及其影響因素。3.簡(jiǎn)述黑碳?xì)馊苣z對(duì)氣候的影響機(jī)制。4.簡(jiǎn)述氣溶膠-云-降水交互作用中的正反饋機(jī)制。四、論述題（10分）論述氣溶膠-云-降水交互作用對(duì)區(qū)域氣候和空氣質(zhì)量的影響，并分析其潛在的研究方向。五、計(jì)算題（10分）假設(shè)某云層的含水量為0.2g/m3，云滴平均半徑為10μm，若云滴碰并增長(zhǎng)的效率為0.8，計(jì)算需要多少時(shí)間云滴才能增長(zhǎng)到1mm半徑，使其能夠降落形成降水。（假設(shè)云滴增長(zhǎng)過(guò)程中水分供應(yīng)充足，忽略蒸發(fā)和凍結(jié)過(guò)程，可以使用Stokes公式）試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.D5.D6.A7.C8.B9.B10.A二、填空題1.氣溶膠核；氣溶膠粒子2.過(guò)冷度（或“達(dá)到飽和水汽壓”）3.碰并；凝華（或“碰并增長(zhǎng)；冰晶增長(zhǎng)”）4.微物理過(guò)程；降水效率5.動(dòng)態(tài)（或“相互耦合”）三、簡(jiǎn)答題1.答案：硫酸鹽氣溶膠主要來(lái)源于二氧化硫在大氣中氧化后形成的硫酸。主要人為來(lái)源包括燃煤、工業(yè)排放和汽車尾氣等。硫酸鹽氣溶膠對(duì)大氣環(huán)境的影響包括：①形成酸雨，危害生態(tài)系統(tǒng)和建筑物；②作為云凝結(jié)核，影響云的微物理過(guò)程和降水；③吸收或散射太陽(yáng)輻射，對(duì)輻射平衡產(chǎn)生影響。解析：思路：首先回答硫酸鹽氣溶膠的主要來(lái)源（二氧化硫氧化），再列舉主要的人為來(lái)源（燃煤、工業(yè)、汽車等）。最后說(shuō)明其對(duì)大氣環(huán)境的主要影響（酸雨、云凝結(jié)核、輻射特性）。2.答案：云滴碰并增長(zhǎng)是指云滴在上升氣流中相互碰撞并合并的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程主要發(fā)生在過(guò)冷云中，較小的云滴會(huì)圍繞較大的云滴運(yùn)動(dòng)，最終與較大云滴合并。碰并增長(zhǎng)的影響因素包括：云滴濃度、云滴大小分布、上升氣流速度等。解析：思路：首先定義碰并增長(zhǎng)的概念。然后描述其過(guò)程（較小云滴圍繞較大云滴運(yùn)動(dòng)并合并）。最后列舉影響碰并增長(zhǎng)的主要因素（云滴濃度、大小分布、上升氣流）。3.答案：黑碳?xì)馊苣z對(duì)氣候的影響機(jī)制主要體現(xiàn)在其吸收和散射太陽(yáng)輻射的能力。黑碳主要吸收近紅外輻射，導(dǎo)致大氣溫度升高；同時(shí)，黑碳也散射太陽(yáng)輻射，導(dǎo)致地表接收到的太陽(yáng)輻射減少，對(duì)區(qū)域氣候產(chǎn)生復(fù)雜影響。此外，黑碳沉降到冰雪表面會(huì)降低冰雪的反照率，加速冰雪融化，進(jìn)一步加劇氣候變化。解析：思路：首先說(shuō)明黑碳影響氣候的主要途徑（吸收和散射太陽(yáng)輻射）。然后分別闡述其吸收和散射對(duì)氣候的影響（大氣升溫、地表輻射減少）。最后說(shuō)明黑碳對(duì)冰雪反照率的影響及其后果（加速冰雪融化）。4.答案：氣溶膠-云-降水交互作用中的正反饋機(jī)制是指氣溶膠的增加導(dǎo)致云的某些特性改變，進(jìn)而導(dǎo)致更多的氣溶膠生成或留存在大氣中，形成一個(gè)自我強(qiáng)化的循環(huán)。例如，氣溶膠增加導(dǎo)致云的降水效率降低，使得云中水分難以形成降水而持續(xù)存在，為氣溶膠的生成提供了條件（如硫酸鹽的生成需要水汽和二氧化硫）。解析：思路：首先定義正反饋機(jī)制。然后給出氣溶膠-云-降水交互作用中的正反饋例子（氣溶膠增加導(dǎo)致降水效率降低，水分持續(xù)存在，有利于氣溶膠生成）。這個(gè)例子說(shuō)明了氣溶膠和降水效率之間的相互促進(jìn)作用。四、論述題答案：氣溶膠-云-降水交互作用對(duì)區(qū)域氣候和空氣質(zhì)量有顯著影響。氣溶膠作為云凝結(jié)核或冰核，影響云的生成、發(fā)展和降水效率，進(jìn)而影響區(qū)域降水分布和氣候。例如，增加的氣溶膠可能導(dǎo)致云量增加、降水強(qiáng)度降低，或改變降水的類型（如增加冰雹的幾率）。此外，氣溶膠的吸濕增長(zhǎng)和干沉降過(guò)程影響其在大氣中的壽命和分布，進(jìn)而影響空氣質(zhì)量。氣溶膠與云-降水系統(tǒng)的交互作用也影響區(qū)域能量平衡和氣候變化。研究方向包括：①發(fā)展更精確的氣溶膠-云-降水耦合模型；②利用衛(wèi)星遙感等技術(shù)監(jiān)測(cè)氣溶膠和云的時(shí)空變化；③研究不同類型氣溶膠對(duì)不同類型云和降水的影響差異；④評(píng)估氣溶膠-云-降水交互作用對(duì)區(qū)域氣候和空氣質(zhì)量的影響。解析：思路：首先闡述氣溶膠-云-降水交互作用對(duì)區(qū)域氣候的影響（通過(guò)改變?cè)铺匦杂绊懡邓蜌夂颍Ｈ缓箨U述其對(duì)空氣質(zhì)量的影響（通過(guò)壽命和分布影響空氣質(zhì)量）。接著總結(jié)其對(duì)區(qū)域氣候和空氣質(zhì)量的綜合影響（能量平衡和氣候變化）。最后提出潛在的研究方向（模型、遙感、影響差異、評(píng)估）。五、計(jì)算題答案：根據(jù)Stokes公式，云滴的沉降速度v與半徑r的平方成正比。設(shè)云滴半徑從10μm增加到1000μm，即半徑增加了100倍，則沉降速度將增加100的平方倍，即10000倍。假設(shè)云中上升氣流速度為w，若w遠(yuǎn)小于云滴的沉降速度，則云滴將在短時(shí)間內(nèi)從云中落出。因此，云滴增長(zhǎng)到1mm所需的時(shí)間主要取決于上升氣流速度和云滴增長(zhǎng)過(guò)程。假設(shè)云滴增長(zhǎng)過(guò)程中水分供應(yīng)充足，忽略蒸發(fā)和凍結(jié)過(guò)程，則云滴增長(zhǎng)速率與碰并效率有關(guān)。假設(shè)碰并效率為0.8，則云滴增長(zhǎng)速率較高。綜合考慮，云滴增長(zhǎng)到1mm所需的時(shí)間可能在幾分鐘到幾十分鐘之間。具體時(shí)間需要根據(jù)實(shí)際的上升氣流速度和云滴增長(zhǎng)模型進(jìn)行計(jì)算。解析：思路