2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫——積雪對大氣環(huán)境的影響研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題干后的括號內(nèi)）1.與裸露土壤或深色地表相比，積雪覆蓋顯著改變了地表的能量平衡，其主要原因是積雪具有較低的（）。A.熱導(dǎo)率B.吸收率C.反射率D.熱慣性2.積雪對近地面氣溫的影響通常表現(xiàn)為（）。A.白天顯著升溫，夜間顯著降溫B.白天和夜間均使近地面氣溫升高C.白天使近地面氣溫降低，夜間使近地面氣溫升高D.白天和夜間均使近地面氣溫降低3.在積雪覆蓋地區(qū)，近地面的風(fēng)速通常比無積雪地區(qū)（）。A.顯著增大B.顯著減小C.基本不變D.先增大后減小4.積雪作為一種污染物載體，其融化過程可能導(dǎo)致（）。A.近地面空氣中某些污染物濃度瞬時升高B.近地面空氣中某些污染物濃度持續(xù)降低C.地表以下土壤中的污染物迅速揮發(fā)D.水體中營養(yǎng)物質(zhì)含量顯著減少5.能夠有效監(jiān)測大范圍積雪蓋度和積雪深度的遙感技術(shù)主要是（）。A.激光雷達(dá)B.雷達(dá)高度計C.衛(wèi)星光學(xué)遙感D.航空輻射計6.積雪的融化是影響區(qū)域水文循環(huán)的關(guān)鍵過程，它主要增加了（）。A.地表蒸發(fā)量B.土壤含水量C.地下徑流D.大氣降水量7.通常情況下，積雪發(fā)生融化需要滿足的基本條件是（）。A.積雪表面溫度低于0℃，且日照強烈B.積雪表面溫度高于0℃，且無風(fēng)C.積雪表面溫度高于0℃，且有持續(xù)的能源輸入D.積雪內(nèi)部溫度低于0℃，且降水持續(xù)8.雪崩的發(fā)生與積雪層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定密切相關(guān)，這通常涉及到（）。A.積雪層濕滑B.積雪層密度過大C.積雪層溫度梯度劇變D.積雪層厚度過薄9.地表積雪覆蓋對大氣污染物擴散的主要影響是（）。A.增強了污染物垂直擴散B.削弱了污染物水平擴散C.加快了污染物化學(xué)轉(zhuǎn)化D.提高了污染物在大氣中的停留時間10.在數(shù)值模式中，模擬積雪對地表過程的影響通常需要考慮的參數(shù)包括（）。A.積雪反照率、積雪熱導(dǎo)率、積雪含水量B.積雪溫度、積雪厚度、積雪開始日期C.積雪反照率、地表粗糙度、土壤濕度D.積雪密度、積雪融化潛熱、積雪對氣溶膠的吸附系數(shù)二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題干橫線上）1.積雪的反照率通常比裸露地表的高得多，這意味著積雪對太陽短波輻射具有更強的________能力。2.由于積雪覆蓋降低了地表對太陽輻射的吸收，地表能量平衡中感熱通量會相對________（填“增加”或“減少”）。3.積雪的熱慣性較大，意味著其溫度變化相對________（填“快”或“慢”），有助于緩沖近地面氣溫的劇烈波動。4.當(dāng)大氣中水汽含量足夠且溫度條件滿足時，降雪會形成，這改變了大氣柱的________（填“濕”或“干”）度。5.雪水通常呈________（填“酸性”或“堿性”）溶液，其融化過程可能對局部地表水質(zhì)產(chǎn)生影響。6.在大氣邊界層模型中，積雪覆蓋通常會增加地表參數(shù)化方案中的________（填“粗糙度長度”或“零平面位移高度”）。7.遙感監(jiān)測積雪通常依賴于積雪與下墊面在________（填“可見光”或“紅外”）波段的反射率差異。8.積雪融化過程中釋放的感熱和潛熱會改變近地面的________（填“湍流”或“層結(jié)”）狀況。9.冬季城市地區(qū)的“城市熱島”效應(yīng)對周邊自然地表的積雪________（填“融化”或“積累”）可能產(chǎn)生一定影響。10.研究積雪對大氣化學(xué)的影響，需要關(guān)注雪一氣界面之間的________（填“物理吸附”或“化學(xué)反應(yīng)”）過程。三、名詞解釋（每題4分，共16分）1.反照率效應(yīng)2.或ographicprecipitation3.雪一氣界面過程4.積雪蓋度四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述積雪覆蓋如何影響近地面的熱量交換過程。2.簡述積雪對大氣邊界層物理過程（如風(fēng)速、溫度廊線）的主要影響機制。3.簡述積雪作為污染物載體，其在環(huán)境中的潛在風(fēng)險。4.簡述遙感技術(shù)在監(jiān)測積雪方面的主要應(yīng)用及其基本原理。5.簡述積雪融化對下游河流徑流產(chǎn)生影響的兩個主要途徑。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述氣候變化背景下，積雪變化（增多或減少）可能對區(qū)域乃至全球氣候系統(tǒng)產(chǎn)生的潛在反饋效應(yīng)。2.論述在研究積雪對大氣環(huán)境的影響時，需要綜合運用哪些不同類型的研究方法，并說明各自的作用。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.A5.C6.B7.C8.C9.B10.A二、填空題1.反射2.減少3.慢4.濕5.酸性6.粗糙度長度7.可見光8.層結(jié)9.融化10.物理吸附三、名詞解釋1.反照率效應(yīng)：指地表覆蓋類型（如積雪具有高反照率）改變導(dǎo)致地表對太陽輻射吸收率發(fā)生變化，進(jìn)而影響地表能量平衡和附近大氣環(huán)境的過程。積雪覆蓋反射更多太陽輻射，吸收較少，導(dǎo)致地表增溫緩慢或降低，并向大氣釋放長波輻射增多。2.或ographicprecipitation：指濕潤氣流遇到山地等高地阻擋時，被迫上升冷卻，水汽凝結(jié)形成的降水。積雪覆蓋的山地可能改變局地氣流狀況，影響降水分布，但“或ographicprecipitation”本身是地形抬升導(dǎo)致降水的通用術(shù)語。3.雪一氣界面過程：指發(fā)生在積雪表面與大氣之間的物理和化學(xué)相互作用的總稱。包括物理過程（如太陽輻射在表面的吸收與反射、熱量交換、水分交換、污染物在表面的吸附與解吸）以及化學(xué)過程（如氣體在雪表面的化學(xué)反應(yīng)、雪塵混合物中的化學(xué)轉(zhuǎn)化等）。4.積雪蓋度：指一定區(qū)域內(nèi)被積雪覆蓋的面積比例或百分比。是描述積雪分布狀況的重要指標(biāo)，常用遙感方法監(jiān)測，對地表能量平衡、水文過程和大氣環(huán)流有重要影響。四、簡答題1.簡述積雪覆蓋如何影響近地面的熱量交換過程。*積雪覆蓋顯著增加了地表反照率，反射大部分太陽短波輻射，導(dǎo)致到達(dá)地表的凈短波輻射減少，從而抑制了地表因吸收太陽輻射而升溫的過程。*積雪的導(dǎo)熱率低，形成一層熱絕緣層，減少了地表熱量向大氣的長波輻射損失，同時減緩了土壤內(nèi)部熱量的向上傳導(dǎo)，使得近地面層溫度相對較低，尤其在夜間和冬季。*積雪覆蓋增加了地表的熱慣性，意味著地表溫度變化相對緩慢，有助于穩(wěn)定近地面氣溫，減少日較差和年較差。*積雪融化需要吸收大量的潛熱（融化潛熱），這個過程會消耗地表附近空氣中的熱量，進(jìn)一步降低近地面溫度。2.簡述積雪對大氣邊界層物理過程（如風(fēng)速、溫度廊線）的主要影響機制。*積雪覆蓋顯著增加了地表粗糙度。地表粗糙度會阻礙近地面氣流的運動，使得風(fēng)速在近地面迅速減小。風(fēng)速隨高度的變化（風(fēng)速廊線）也會受到粗糙度的影響，通常在較近地表的高度達(dá)到零風(fēng)速或接近零風(fēng)速，即所謂的“粗糙度影響層”。*積雪表面的反照率較高，反射的太陽輻射可能被大氣吸收，加熱大氣，尤其在低層，可能導(dǎo)致近地面溫度略高于無積雪的同緯度地區(qū)，形成弱的溫度逆溫層。*積雪的熱慣性大，使得近地面氣溫變化滯后于日照變化，可能形成獨特的溫度日變化特征，影響溫度廊線的形態(tài)。*積雪表面通常較光滑，對流交換較弱，進(jìn)一步限制了近地面與高層大氣的熱量和動量交換。3.簡述積雪作為污染物載體，其在環(huán)境中的潛在風(fēng)險。*積雪可以吸附或吸收大氣中的氣態(tài)污染物（如SO?、NOx、氨氣、揮發(fā)性有機物等）和顆粒物（如PM2.5、黑碳、粉塵等），將其儲存于雪層中。*在積雪積累和存儲期間，污染物可能發(fā)生物理吸附-解吸平衡或簡單的物理隔離。*當(dāng)積雪發(fā)生融化時，儲存的污染物可能被釋放出來，隨融水遷移。這可能導(dǎo)致：*融水徑流中污染物濃度瞬時升高，污染下游地表水和土壤，影響水生生態(tài)系統(tǒng)。*污染物隨融水下滲，污染地下水。*污染物在局部地表積累，對土壤生態(tài)系統(tǒng)和人類健康（如接觸雪地）構(gòu)成潛在風(fēng)險。*雪塵混合物（雪中包含的沙塵）不僅是顆粒物污染，其攜帶的元素（如重金屬）也可能對環(huán)境產(chǎn)生影響。4.簡述遙感技術(shù)在監(jiān)測積雪方面的主要應(yīng)用及其基本原理。*主要應(yīng)用：遙感技術(shù)是監(jiān)測大范圍、動態(tài)變化積雪（覆蓋范圍、面積、雪深、雪水當(dāng)量、積雪類型等）的主要手段。廣泛應(yīng)用于天氣預(yù)報、水資源管理、災(zāi)害監(jiān)測（如雪災(zāi)、雪崩）、氣候變化研究等領(lǐng)域。*基本原理：主要基于不同地表（裸地、植被、水體、積雪）對太陽輻射的反射特性差異。*積雪在可見光波段（尤其是短波紅光和近紅外波段）具有很高的反射率，而在微波波段（如被動微波輻射計或主動微波雷達(dá)）具有特定的后向散射特性。*通過衛(wèi)星或航空平臺搭載的傳感器（如光學(xué)相機、多光譜/高光譜傳感器、熱紅外傳感器、合成孔徑雷達(dá)SAR、微波輻射計）接收地表反射或發(fā)射的電磁波信號。*利用積雪與下墊面在特定波段的反射率（光學(xué)遙感）或后向散射/發(fā)射特性（微波遙感）的差異，通過圖像處理和算法（如閾值分割法、光譜植被指數(shù)法、雷達(dá)反演模型）提取積雪信息，繪制積雪分布圖，估算積雪參數(shù)。5.簡述積雪融化對下游河流徑流產(chǎn)生影響的兩個主要途徑。*增加地表徑流：積雪融化直接轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，如果融化速度超過下滲能力或土壤涵養(yǎng)能力，多余的水分將形成地表徑流匯入河流，導(dǎo)致河流徑流量顯著增加，尤其在春融期。這是積雪融化對徑流最主要的直接影響。*改變下滲和壤中流：積雪覆蓋隔絕了地表蒸發(fā)和部分下滲。積雪融化后，裸露的地表重新開始蒸發(fā)，同時土壤開始吸收降水和融水。融水首先會補充土壤缺水，當(dāng)土壤飽和后，部分融水以壤中流（interflow）形式緩慢匯入河流，雖然不如地表徑流迅速，但也是河流基流的重要組成部分，改變了河流水量的組成和過程。五、論述題1.論述氣候變化背景下，積雪變化（增多或減少）可能對區(qū)域乃至全球氣候系統(tǒng)產(chǎn)生的潛在反饋效應(yīng)。*積雪減少的反饋：全球變暖導(dǎo)致氣溫升高，北方和高海拔地區(qū)積雪開始融化提前、融化期延長、雪線上升，甚至出現(xiàn)無雪年。這導(dǎo)致：*地表反照率降低（“暗化效應(yīng)”），吸收更多太陽輻射，進(jìn)一步加劇變暖，形成正反饋。*融化的積雪增加了地表濕潤度，可能影響局地降水模式。*積雪作為淡水的重要儲存庫減少，影響區(qū)域水資源和下游水文過程。*對大氣化學(xué)過程產(chǎn)生影響，如釋放更多儲存的污染物或改變氣溶膠的沉降通量。*通過改變地表性質(zhì)影響局地至區(qū)域尺度的大氣環(huán)流（如影響行星波活動）。*積雪增多的反饋（特定區(qū)域或時期）：在某些極端事件下，如強厄爾尼諾現(xiàn)象后，部分地區(qū)可能經(jīng)歷異常強降雪和積雪。這導(dǎo)致：*地表反照率升高，反射更多太陽輻射，可能減緩局地變暖，形成負(fù)反饋。*大量融水可能引發(fā)洪水，改變水文循環(huán)，并可能伴隨污染物釋放。*可能對區(qū)域氣候產(chǎn)生復(fù)雜影響，如改變局地降水和溫度格局。*區(qū)域到全球的影響：積雪的變化通過改變地表能量平衡直接影響大氣溫度和環(huán)流。例如，北半球積雪變化對亞洲季風(fēng)、北美高壓系統(tǒng)有顯著影響，進(jìn)而可能波及全球氣候系統(tǒng)。積雪覆蓋變化也改變了地表與大氣之間的水汽交換，影響大氣濕度分布和降水。2.論述在研究積雪對大氣環(huán)境的影響時，需要綜合運用哪些不同類型的研究方法，并說明各自的作用。*觀測方法：*地面觀測：在積雪地區(qū)設(shè)立自動氣象站、水文站、雪深測量點、雪采樣點等，進(jìn)行定點、連續(xù)、高精度的數(shù)據(jù)觀測。作用是獲取“真實驗證數(shù)據(jù)”，用于驗證模型、分析積雪影響的具體量級和過程細(xì)節(jié)（如氣溫、風(fēng)速、降水、積雪物理參數(shù)、融雪徑流、雪中污染物濃度等）。是所有研究和模型的基礎(chǔ)。*遙感觀測：利用衛(wèi)星（如MODIS、VIIRS、SRTM等）和航空平臺獲取大范圍、動態(tài)的積雪參數(shù)（覆蓋范圍、雪深、雪水當(dāng)量、積雪類型等）數(shù)據(jù)。作用是彌補地面觀測的時空局限性，實現(xiàn)對大范圍積雪變化的監(jiān)測和制圖，為模型提供初始場和邊界條件，支持氣候變化研究。*模型方法：*陸面過程模型（LandSurfaceModel,LSM）：模擬積雪的相變（凍結(jié)/融化）、能量平衡、水分循環(huán)等過程，并將結(jié)果輸入到大氣模型中。作用是定量模擬積雪對地表能量和水分通量的影響，為區(qū)域氣候模擬提供關(guān)鍵的陸面參數(shù)化方案。*區(qū)域氣候模型（RegionalClimateModel,RCM）：包含詳細(xì)的陸面過程模塊，能夠模擬積雪對區(qū)域尺度大氣環(huán)流、溫度、降水等的影響。作用是研究積雪變化的氣候反饋機制，預(yù)測未來氣候變化背景下區(qū)域積雪格局和氣候響應(yīng)。*空氣質(zhì)量模型（AirQualityModel）：包含雪一氣界面過程模塊，模擬污染物在積雪表面的吸附、解吸以及雪融后污染物的遷移轉(zhuǎn)化。作用是評估積雪對空氣質(zhì)量的影響，預(yù)測雪季大氣污染狀況。*