2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——火山噴發(fā)對(duì)大氣氣候的影響考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種類(lèi)型的火山噴發(fā)主要產(chǎn)生大量的熔巖流，而火山灰較少？(A)爆炸式噴發(fā)(B)溢流式噴發(fā)(C)持續(xù)式噴發(fā)(D)水熱爆炸式噴發(fā)2.火山噴發(fā)物中，能夠在大氣平流層中形成持久性硫酸鹽氣溶膠層的主要成分是？(A)火山灰顆粒(B)水蒸氣(C)二氧化碳(D)二氧化硫3.火山噴發(fā)產(chǎn)生的硫酸鹽氣溶膠主要通過(guò)哪種機(jī)制導(dǎo)致地球表面短期內(nèi)降溫？(A)增強(qiáng)了地球?qū)μ?yáng)輻射的吸收(B)增強(qiáng)了地球?qū)t外輻射的吸收(C)增強(qiáng)了地球?qū)μ?yáng)輻射的反射(D)增強(qiáng)了地球?qū)t外輻射的發(fā)射4.以下哪項(xiàng)不是火山噴發(fā)對(duì)大氣環(huán)流可能產(chǎn)生的影響？(A)改變平流層溫度結(jié)構(gòu)(B)削弱極地渦旋(C)顯著增強(qiáng)赤道信風(fēng)(D)導(dǎo)致對(duì)流層中緯度地區(qū)溫度普遍升高5.被廣泛認(rèn)為是導(dǎo)致18世紀(jì)末至19世紀(jì)初全球異常寒冷時(shí)期的主要自然因素是？(A)工業(yè)革命初期溫室氣體排放增加(B)太陽(yáng)活動(dòng)進(jìn)入蒙德極小期(C)1783年拉托亞火山和格什克火山連續(xù)噴發(fā)(D)重大海嘯事件6.火山噴發(fā)物中的火山灰顆粒對(duì)大氣的影響主要不包括？(A)降低大氣能見(jiàn)度(B)通過(guò)吸濕增長(zhǎng)增大云滴尺度，進(jìn)而影響云的輻射特性(C)直接產(chǎn)生顯著的輻射強(qiáng)迫(D)攜帶化學(xué)物質(zhì)，可能改變?cè)频奈⑽锢磉^(guò)程7.在火山噴發(fā)影響的討論中，"斯特拉托硫酸鹽氣溶膠層"（SAL）通常指？(A)近地面因火山灰沉降形成的覆蓋層(B)平流層中因火山SO?氧化形成的硫酸鹽氣溶膠層(C)地下熔巖與水相互作用產(chǎn)生的熱液蝕變層(D)火山口附近因爆炸形成的破碎巖石圈8.下列哪項(xiàng)過(guò)程與火山噴發(fā)后平流層臭氧濃度的暫時(shí)性下降有關(guān)？(A)火山灰的散射作用增強(qiáng)紫外線(B)火山羽流中攜帶的活性氯、氟化合物破壞臭氧(C)噴發(fā)產(chǎn)生的二氧化碳加速平流層冷卻，促進(jìn)臭氧生成(D)噴發(fā)導(dǎo)致平流層水汽含量增加，催化臭氧破壞9.火山噴發(fā)影響的時(shí)空尺度通常表現(xiàn)為？(A)極短（分鐘至小時(shí)），僅限于噴發(fā)地點(diǎn)(B)短中期（數(shù)月至數(shù)年），具有全球性(C)長(zhǎng)期（數(shù)十年至數(shù)百年），主要影響區(qū)域氣候(D)超長(zhǎng)期（千年以上），是地質(zhì)演化的主要驅(qū)動(dòng)力10.將火山噴發(fā)視為一種氣候強(qiáng)迫因子時(shí)，主要考慮的是其改變了大氣中的什么成分？(A)氮?dú)?B)氧氣(C)溫室氣體（如CO?）(D)氣溶膠（如硫酸鹽）二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.火山噴發(fā)物根據(jù)其主要成分和形態(tài)，可分為_(kāi)_______和________兩類(lèi)。2.火山噴發(fā)后，二氧化硫（SO?）在大氣中經(jīng)過(guò)氧化和水汽作用，主要轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______，形成平流層硫酸鹽氣溶膠。3.火山噴發(fā)對(duì)氣候產(chǎn)生降溫效應(yīng)的主要原因是平流層硫酸鹽氣溶膠具有強(qiáng)烈的________輻射特性。4.評(píng)估火山噴發(fā)氣候影響強(qiáng)度的常用指標(biāo)是________，它表示單位面積、單位時(shí)間輸入大氣的火山物質(zhì)所引起的輻射強(qiáng)迫變化。5.火山噴發(fā)對(duì)區(qū)域降水的影響表現(xiàn)出一定的________性，不同地區(qū)可能遭遇增雨或干旱。6.除了硫酸鹽氣溶膠，火山噴發(fā)還可能釋放出二氧化碳（CO?），它會(huì)作為一種________而長(zhǎng)期影響氣候系統(tǒng)。7.歷史上對(duì)火山氣候影響研究貢獻(xiàn)最大的事件之一是1815年坦博拉火山噴發(fā)，它導(dǎo)致了全球性的________現(xiàn)象。8.火山噴發(fā)物在大氣中的沉降速度受粒子大小、形狀、密度的共同影響，通?；鹕交业某两邓俣萠_______（快/慢）。9.理解火山噴發(fā)對(duì)氣候的影響，需要綜合分析火山活動(dòng)特征、大氣傳輸模型模擬結(jié)果以及________數(shù)據(jù)。10.火山噴發(fā)與其他氣候強(qiáng)迫因子（如太陽(yáng)黑子活動(dòng)、溫室氣體）對(duì)氣候系統(tǒng)的凈效應(yīng)，可以通過(guò)________來(lái)研究和預(yù)測(cè)。三、名詞解釋?zhuān)款}3分，共15分。請(qǐng)給出簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確的定義）1.火山冬天（VolcanicWinter）2.輻射強(qiáng)迫（RadiativeForcing）3.斯特拉托硫酸鹽氣溶膠層（SAL）4.火山物質(zhì)輸運(yùn)（VolcanicMaterialTransport）5.火山噴發(fā)指數(shù)（VEI）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述硫酸鹽氣溶膠導(dǎo)致全球降溫的兩種主要輻射機(jī)制。2.簡(jiǎn)述影響火山噴發(fā)氣候影響強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。3.簡(jiǎn)述火山灰在大氣中可能經(jīng)歷的幾種主要轉(zhuǎn)化過(guò)程。4.簡(jiǎn)述火山噴發(fā)對(duì)平流層臭氧層可能產(chǎn)生的直接影響。五、論述題（10分。請(qǐng)結(jié)合具體機(jī)制和實(shí)例，深入闡述你的觀點(diǎn)）論述火山噴發(fā)如何通過(guò)改變大氣成分和結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)全球氣候系統(tǒng)產(chǎn)生復(fù)雜的影響，并分析其主要的影響路徑和潛在的不確定性。試卷答案一、選擇題1.B解析思路：溢流式噴發(fā)特點(diǎn)是熔巖流動(dòng)性好，流動(dòng)距離遠(yuǎn)，伴隨的爆炸作用較弱，因此產(chǎn)生的火山灰相對(duì)較少。2.D解析思路：火山噴發(fā)的二氧化硫在大氣平流層中與水汽、氧氣等反應(yīng)，主要生成硫酸鹽氣溶膠，這些氣溶膠能持久懸浮在平流層，形成硫酸鹽氣溶膠層。3.C解析思路：硫酸鹽氣溶膠對(duì)短波太陽(yáng)輻射有強(qiáng)烈的反射作用，將部分太陽(yáng)輻射反射回太空，導(dǎo)致到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射減少，從而引起全球溫度短期下降。4.C解析思路：火山噴發(fā)主要影響平流層溫度和環(huán)流，對(duì)低層大氣環(huán)流（如信風(fēng)）的影響通常是間接或復(fù)雜的，不會(huì)導(dǎo)致顯著增強(qiáng)。A、B、D均為火山噴發(fā)可能的影響。5.C解析思路：1783年拉托亞和格什克火山連續(xù)劇烈噴發(fā)，釋放了巨量火山氣體和灰燼，被廣泛認(rèn)為是導(dǎo)致1816年“無(wú)夏之年”及隨后數(shù)年全球異常寒冷的主要原因。6.C解析思路：火山灰的主要影響是物理性的（降低能見(jiàn)度、影響云的微物理過(guò)程）和局地性的。雖然能吸收/散射部分輻射，但其直接產(chǎn)生的輻射強(qiáng)迫通常遠(yuǎn)小于硫酸鹽氣溶膠，不被視為主要的直接輻射強(qiáng)迫因子。7.B解析思路：SAL特指火山噴發(fā)將大量SO?等物質(zhì)輸送至平流層，經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成的持續(xù)存在的硫酸鹽氣溶膠層。8.B解析思路：火山羽流中攜帶的火山玻璃、礦物以及釋放的氯化物、氟化物等活性物質(zhì)，可以在平流層中參與化學(xué)反應(yīng)，催化破壞平流層臭氧。9.B解析思路：中等強(qiáng)度的火山噴發(fā)（如VEI4-5）能將大量SO?輸送至平流層，形成SAL，其導(dǎo)致的全球降溫效應(yīng)通常持續(xù)1-3年，具有明顯的全球性。10.D解析思路：將火山噴發(fā)視為氣候強(qiáng)迫因子，主要是考慮其向大氣中注入的痕量氣體（如SO?形成SAL）和固體顆粒物，這些物質(zhì)改變了大氣的輻射特性或化學(xué)成分，從而影響氣候系統(tǒng)。二、填空題1.固體物質(zhì)，氣體解析思路：火山噴發(fā)物按物態(tài)可分為噴出的氣體（主要是水蒸氣、二氧化硫、二氧化碳等）和落地的固體物質(zhì)（火山灰、火山礫、熔巖碎塊等）。2.硫酸鹽解析思路：大氣中的SO?在平流層氧化劑（如臭氧、羥基自由基）作用下，最終轉(zhuǎn)化為硫酸鹽形態(tài)，主要存在于氣溶膠或氣溶膠核心上。3.對(duì)太陽(yáng)輻射的反射（或反照率）解析思路：硫酸鹽氣溶膠是強(qiáng)反射體，對(duì)太陽(yáng)短波輻射具有很高的反射率，將部分陽(yáng)光反射回空間，導(dǎo)致地表獲得能量減少。4.火山強(qiáng)迫（VolcanicForcing）解析思路：火山強(qiáng)迫是氣象和氣候?qū)W中用于量化火山噴發(fā)對(duì)氣候系統(tǒng)影響程度的指標(biāo)，單位通常為瓦特每平方米（W/m2）。5.區(qū)域性解析思路：火山噴發(fā)對(duì)降水的影響并非全球均勻一致，而是表現(xiàn)出明顯的地域差異，受大氣環(huán)流模式、地形等因素調(diào)制。6.溫室氣體解析思路：雖然火山噴發(fā)的CO?貢獻(xiàn)量遠(yuǎn)小于人類(lèi)活動(dòng)，但CO?本身就是一種溫室氣體，其在大氣中具有較長(zhǎng)壽命，長(zhǎng)期來(lái)看會(huì)對(duì)溫室效應(yīng)產(chǎn)生累積貢獻(xiàn)。7.火山冬天解析思路：1816年因坦博拉火山噴發(fā)導(dǎo)致全球顯著降溫的年份，成為氣候?qū)W中“火山冬天”的經(jīng)典案例。8.慢解析思路：火山灰顆粒通常較輕，在大氣中懸浮時(shí)間較長(zhǎng)，主要靠擴(kuò)散輸送；而較重的物質(zhì)沉降速度相對(duì)較快。9.觀測(cè)解析思路：研究火山噴發(fā)影響需要理論模型和觀測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合。觀測(cè)數(shù)據(jù)（如溫度、氣溶膠濃度、冰芯記錄等）是驗(yàn)證模型模擬結(jié)果、認(rèn)識(shí)真實(shí)氣候響應(yīng)的基礎(chǔ)。10.氣候模型模擬（或全球氣候模型，GCMs）解析思路：由于火山噴發(fā)事件具有隨機(jī)性、強(qiáng)度差異大，且影響復(fù)雜，通常通過(guò)運(yùn)行包含火山噴發(fā)機(jī)制的全球氣候模型（GCMs）來(lái)進(jìn)行研究和預(yù)測(cè)其可能產(chǎn)生的氣候效應(yīng)。三、名詞解釋1.火山冬天：指因大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)向平流層注入大量硫酸鹽氣溶膠，導(dǎo)致全球平均溫度短期內(nèi)顯著下降的現(xiàn)象。2.輻射強(qiáng)迫：指單位面積、單位時(shí)間由于大氣成分（如溫室氣體、氣溶膠）的變化，而引起的地球輻射收支的凈變化率，是衡量某項(xiàng)因素對(duì)氣候系統(tǒng)影響程度的物理量。3.斯特拉托硫酸鹽氣溶膠層：指火山噴發(fā)物（主要是SO?）被輸送至平流層，并在那里氧化、水化形成的持續(xù)存在或準(zhǔn)持續(xù)的硫酸鹽氣溶膠層。4.火山物質(zhì)輸運(yùn)：指火山噴發(fā)產(chǎn)生的氣體、顆粒物等物質(zhì)，從火山口通過(guò)火山柱、卷云等向上輸送，并在大氣中擴(kuò)散、平流，最終到達(dá)不同高度和地域的過(guò)程。5.火山噴發(fā)指數(shù)：一個(gè)用于量化火山噴發(fā)強(qiáng)度和規(guī)模的定標(biāo)指數(shù)，基于噴發(fā)物的類(lèi)型、火山柱高度、噴發(fā)持續(xù)時(shí)間、噴發(fā)量等參數(shù)綜合評(píng)定，分為0-8共9個(gè)等級(jí)。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述硫酸鹽氣溶膠導(dǎo)致全球降溫的兩種主要輻射機(jī)制。解析思路：回答需包含直接效應(yīng)和間接效應(yīng)。直接效應(yīng)是氣溶膠對(duì)太陽(yáng)短波輻射的反射作用增強(qiáng)，如同給地球蓋上了一層遮陽(yáng)傘，減少了到達(dá)地面的太陽(yáng)能量。間接效應(yīng)主要包括云反照率效應(yīng)（氣溶膠作為云凝結(jié)核，使得云滴更大、更亮，增加云的反照率，反射更多太陽(yáng)輻射）和云壽命效應(yīng)（氣溶膠影響云的降水效率，可能導(dǎo)致云壽命延長(zhǎng)，進(jìn)一步增加反射）。2.簡(jiǎn)述影響火山噴發(fā)氣候影響強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。解析思路：需從噴發(fā)本身和大氣環(huán)流兩個(gè)層面考慮。噴發(fā)本身因素包括噴發(fā)強(qiáng)度（通常用VEI衡量）、噴發(fā)類(lèi)型（爆炸式噴發(fā)通常強(qiáng)度更大）、噴發(fā)高度（越高越容易進(jìn)入平流層）、噴發(fā)物質(zhì)成分（SO?含量高的噴發(fā)影響更強(qiáng)）。大氣環(huán)流因素包括噴發(fā)發(fā)生時(shí)的背景大氣環(huán)流狀況（如是否有利于物質(zhì)向平流層高層輸送和全球擴(kuò)散）。3.簡(jiǎn)述火山灰在大氣中可能經(jīng)歷的幾種主要轉(zhuǎn)化過(guò)程。解析思路：火山灰在大氣中會(huì)經(jīng)歷物理過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)。物理過(guò)程包括沉降（受重力、空氣阻力影響）、擴(kuò)散（混合到大氣中）、被雨雪洗滌（濕沉降）?；瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程包括與大氣中的水、氧氣、酸性氣體等發(fā)生反應(yīng)，可能改變其化學(xué)成分、形態(tài)或溶解度，也可能成為后續(xù)硫酸鹽氣溶膠的核心顆粒。4.簡(jiǎn)述火山噴發(fā)對(duì)平流層臭氧層可能產(chǎn)生的直接影響。解析思路：主要回答火山噴發(fā)物中非硫酸鹽成分的影響?；鹕接鹆髦袛y帶的火山玻璃、礦物以及釋放的活性氯化物、氟化物等，可以在平流層中通過(guò)催化反應(yīng)（如氯催化循環(huán)）破壞臭氧分子，導(dǎo)致平流層臭氧濃度暫時(shí)性下降。這種影響通常是局地和暫時(shí)的，且可能被火山噴發(fā)導(dǎo)致的平流層溫度變化（如SO?形成的冷卻效應(yīng)可能促進(jìn)某些臭氧生成反應(yīng)）所調(diào)制。五、論述題論述火山噴發(fā)如何通過(guò)改變大氣成分和結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)全球氣候系統(tǒng)產(chǎn)生復(fù)雜的影響，并分析其主要的影響路徑和潛在的不確定性。解析思路：火山噴發(fā)對(duì)全球氣候系統(tǒng)的影響主要通過(guò)改變大氣成分（特別是引入硫酸鹽氣溶膠和CO?）和影響大氣結(jié)構(gòu)（如平流層溫度）來(lái)實(shí)現(xiàn)。主要影響路徑如下：1.通過(guò)引入硫酸鹽氣溶膠（主要路徑）：火山噴發(fā)將SO?等物質(zhì)輸送到平流層，SO?氧化形成硫酸鹽氣溶膠層（SAL）。SAL通過(guò)增強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)短波輻射的反射（直接效應(yīng)）和改變?cè)频奈⑽锢硖匦裕ㄩg接效應(yīng)，如增加云反照率、延長(zhǎng)云壽命），導(dǎo)致全球平均溫度短期下降，即“火山冬天”現(xiàn)象。這種影響具有全球性，但對(duì)不同區(qū)域的影響程度和時(shí)間有差異。2.通過(guò)改變平流層化學(xué)和溫度結(jié)構(gòu)：SAL的形成會(huì)改變平流層的輻射平衡，導(dǎo)致平流層降溫。平流層溫度的變化會(huì)影響大氣環(huán)流，特別是平流層準(zhǔn)兩極渦旋的強(qiáng)度和位置，進(jìn)而可能對(duì)對(duì)流層低層環(huán)流（如極地渦旋、季風(fēng)環(huán)流）產(chǎn)生遙相關(guān)型的影響，改變區(qū)域降水和溫度分布。3.通過(guò)釋放CO?等溫室氣體：火山噴發(fā)也釋放CO?，雖然其總量遠(yuǎn)小于人類(lèi)活動(dòng)，且大部分在短期內(nèi)沉降，但仍有部分進(jìn)入大氣圈長(zhǎng)期存在，作為溫室氣體對(duì)溫室效應(yīng)有微弱的累積貢獻(xiàn)，但其氣候效應(yīng)通常小于