2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——大氣湍流對(duì)氣候變化的響應(yīng)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪個(gè)物理量是衡量大氣湍流脈動(dòng)強(qiáng)度的主要指標(biāo)？A.湍流粘性系數(shù)B.湍流動(dòng)能C.湍流擴(kuò)散率D.湍流頻率2.大氣邊界層中，隨著距地面高度增加，湍流脈動(dòng)強(qiáng)度通常呈現(xiàn)什么變化趨勢(shì)？A.持續(xù)增強(qiáng)B.持續(xù)減弱C.在一定高度達(dá)到最大值后減弱D.先增強(qiáng)后減弱3.溫室效應(yīng)增強(qiáng)導(dǎo)致地表溫度升高，進(jìn)而對(duì)近地面大氣湍流的主要影響是？A.湍流強(qiáng)度顯著增強(qiáng)B.湍流強(qiáng)度顯著減弱C.湍流混合層高度降低D.湍流垂直交換能力不變4.大氣湍流對(duì)地表熱量平衡的主要貢獻(xiàn)是通過(guò)哪個(gè)過(guò)程？A.輻射傳輸B.大氣逆輻射C.湍流垂直輸送D.地面蒸發(fā)5.在氣候模式中，描述大氣湍流垂直動(dòng)量通量的參數(shù)化方案主要屬于哪一類？A.準(zhǔn)地轉(zhuǎn)參數(shù)化B.統(tǒng)計(jì)參數(shù)化C.動(dòng)力學(xué)參數(shù)化D.氣候反饋參數(shù)化6.渦度相關(guān)儀（EC）測(cè)量原理主要基于哪個(gè)物理量守恒定律？A.質(zhì)量守恒B.動(dòng)量守恒C.能量守恒D.熱量守恒7.城市熱島效應(yīng)中，大氣湍流的主要作用是？A.加強(qiáng)城市與郊區(qū)的熱力差異B.削弱城市與郊區(qū)的熱力差異C.促進(jìn)熱量從城市向郊區(qū)的湍流輸送D.阻止熱量從城市向郊區(qū)的湍流輸送8.全球變暖背景下，大氣低層濕度通常增加，這對(duì)大氣湍流輸送能力有何影響？A.顯著增強(qiáng)B.顯著減弱C.基本不變D.影響取決于具體地理位置9.以下哪項(xiàng)過(guò)程主要體現(xiàn)大氣湍流對(duì)氣候系統(tǒng)的正反饋?zhàn)饔茫緼.溫暖地面導(dǎo)致大氣對(duì)流加劇，加強(qiáng)感熱湍流輸送B.湍流混合將低層暖濕空氣輸送到高層，冷卻低層C.湍流耗散動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，抵消部分增溫D.湍流驅(qū)動(dòng)的混合層加深，減少地表感熱輻射損失10.湍流能量譜的慣性subrange（慣性子區(qū)域）主要反映了什么物理特征？A.湍流產(chǎn)生的源區(qū)特征B.湍流能量在空間上的平均分布C.湍流渦旋的大小和能量分布規(guī)律D.湍流與大氣波動(dòng)的相互作用二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.大氣湍流的基本特征包括脈動(dòng)性、______和______。2.湍流輸送熱量和質(zhì)量的主要機(jī)制是______和______。3.氣候變化導(dǎo)致的大氣邊界層加深，通常與______強(qiáng)度增加和______高度升高有關(guān)。4.湍流參數(shù)化方案的核心目標(biāo)是在無(wú)法直接求解湍流運(yùn)動(dòng)方程的情況下，估算湍流的______和______。5.利用渦度相關(guān)技術(shù)可以同時(shí)測(cè)量大氣______和______的通量。6.城市化進(jìn)程中的“熱島強(qiáng)度”通常指城市區(qū)域與周邊郊區(qū)的______差值。7.大氣湍流與云霧形成的聯(lián)系主要體現(xiàn)在其對(duì)云滴______、______過(guò)程的影響。三、名詞解釋（每題3分，共12分。請(qǐng)給出簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確的定義）1.湍流脈動(dòng)2.混合層3.湍流反饋4.渦度相關(guān)法四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)明扼要地回答問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述大氣湍流產(chǎn)生的兩種主要機(jī)制。2.全球變暖如何影響近地面大氣邊界層的結(jié)構(gòu)？請(qǐng)說(shuō)明其物理過(guò)程。3.解釋感熱通量和潛熱通量在氣候系統(tǒng)中的作用有何不同。4.為什么在大氣科學(xué)研究中需要使用湍流參數(shù)化方案？五、論述題（8分。請(qǐng)結(jié)合具體例子或機(jī)制，深入闡述問(wèn)題）論述大氣湍流在調(diào)節(jié)地表能量平衡和影響氣候變化之間的復(fù)雜相互作用。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.A4.C5.B6.B7.C8.A9.A10.C二、填空題1.各向同性，隨機(jī)性2.感熱輸送，潛熱輸送3.湍流，混合層4.通量，參數(shù)5.水汽，熱量（或感熱）6.氣溫7.成長(zhǎng)，聚并（或碰撞碰并）三、名詞解釋1.湍流脈動(dòng)：指大氣運(yùn)動(dòng)中，速度、溫度等物理量在時(shí)間上的隨機(jī)波動(dòng)現(xiàn)象。2.混合層：指近地面大氣中，由于湍流混合作用，物理性質(zhì)（如溫度、濕度）比較均勻混合的層次。3.湍流反饋：指大氣湍流過(guò)程對(duì)氣候系統(tǒng)狀態(tài)變化的響應(yīng)，以及這種響應(yīng)又反過(guò)來(lái)進(jìn)一步影響氣候系統(tǒng)狀態(tài)變化的相互作用機(jī)制。4.渦度相關(guān)法：一種利用高精度傳感器測(cè)量大氣中水汽垂直通量和感熱通量的微氣象技術(shù)，基于三維渦度（水平風(fēng)速、垂直風(fēng)速、水汽濃度）脈動(dòng)的相關(guān)關(guān)系。四、簡(jiǎn)答題1.大氣湍流產(chǎn)生的兩種主要機(jī)制是：機(jī)械強(qiáng)迫機(jī)制（如地表不均勻性引起的氣流擾動(dòng)、山地對(duì)氣流的摩擦和抬升）；熱力對(duì)流機(jī)制（如地表受熱不均導(dǎo)致的大氣垂直運(yùn)動(dòng)和混合）。2.全球變暖導(dǎo)致地表溫度升高，地表與大氣之間的溫差增大，加劇了近地面的感熱輸送。同時(shí)，大氣溫度垂直梯度減小，抑制了對(duì)流發(fā)展，但可能增強(qiáng)了對(duì)流性不穩(wěn)定。這些因素綜合作用，通常導(dǎo)致混合層（邊界層）的深度增加。3.感熱通量是地表熱量通過(guò)大氣湍流輸送到大氣中的速率，直接反映地表與大氣之間的熱量交換強(qiáng)度，受地表溫度和大氣溫度差驅(qū)動(dòng)。潛熱通量是地表水分蒸發(fā)或大氣中水汽凝結(jié)釋放/吸收的熱量通過(guò)大氣湍流輸送的速率，與大氣濕度梯度和地表水分蒸發(fā)/蒸騰過(guò)程密切相關(guān)。感熱通量改變地表溫度，潛熱通量則通過(guò)相變伴隨的潛熱釋放/吸收影響大氣溫度和濕度。4.大氣湍流現(xiàn)象極其復(fù)雜，難以用數(shù)學(xué)方程精確描述和求解。湍流參數(shù)化方案是為了在大型氣候模式或數(shù)值模擬中，簡(jiǎn)化處理網(wǎng)格尺度內(nèi)無(wú)法直接分辨的湍流過(guò)程，通過(guò)數(shù)學(xué)公式或統(tǒng)計(jì)關(guān)系來(lái)估算湍流引起的動(dòng)量、熱量、水汽等物理量的垂直通量等參數(shù)，從而將局地湍流效應(yīng)嵌套到模式的大尺度模擬框架中。五、論述題大氣湍流在調(diào)節(jié)地表能量平衡和影響氣候變化之間存在復(fù)雜的相互作用。一方面，大氣湍流（主要是感熱和潛熱通量）直接將地表吸收的太陽(yáng)輻射能量（顯熱和潛熱）輸送至大氣層，是地表能量進(jìn)入大氣的最主要途徑之一，從而調(diào)節(jié)地表溫度。例如，白天晴天時(shí)，地表受熱，通過(guò)感熱通量將熱量傳遞給近地面大氣；同時(shí)，地表水分蒸發(fā)通過(guò)潛熱通量將大量熱量帶入大氣，兩者共同作用降低地表溫度，加熱大氣。這種能量輸送過(guò)程構(gòu)成了地表能量平衡。另一方面，大氣湍流對(duì)氣候變化產(chǎn)生響應(yīng)。全球變暖導(dǎo)致地表溫度升高，通常增強(qiáng)近地面湍流活動(dòng)，進(jìn)而增大感熱和潛熱通量，加速地表熱量向大氣的輸送，可能導(dǎo)致地表進(jìn)一步增溫，形成正反饋。同時(shí)，增暖也可能導(dǎo)致邊界層加深，改變大氣環(huán)流模式，進(jìn)而影響區(qū)域乃至全球的能量分布和水分循環(huán)。此外，大氣湍流過(guò)程對(duì)云的形成、發(fā)展和降水效率有重要影響，云水的變化又通過(guò)輻射過(guò)程顯著反作用于氣候系統(tǒng)。反過(guò)來(lái)