2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫——大氣環(huán)境中有機污染物遷移模擬考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.下列哪種大氣污染物主要通過對流擴散進行遠距離傳輸？A.顆粒物PM2.5B.揮發(fā)性有機化合物（VOCs）C.氮氧化物（NOx）D.二氧化硫（SO2）2.在大氣化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中，光化學(xué)反應(yīng)主要發(fā)生在？A.對流層高層B.平流層C.大氣邊界層內(nèi)D.地面3.對于一種揮發(fā)性有機污染物，其在大氣中的遷移能力主要取決于？A.污染源強B.大氣穩(wěn)定度C.化學(xué)反應(yīng)速率D.大氣邊界層高度4.下列哪項不是大氣箱模型的主要優(yōu)點？A.模型結(jié)構(gòu)簡單B.計算效率高C.能模擬復(fù)雜的三維空間分布D.對排放清單要求相對較低5.高斯煙羽模型主要適用于？A.長距離區(qū)域傳輸模擬B.城市網(wǎng)格化空氣質(zhì)量模擬C.點源污染羽流的無風(fēng)或小風(fēng)條件下的濃度估算D.面源污染的排放估算6.大氣污染物遷移模擬中，氣象數(shù)據(jù)的主要來源是？A.污染物排放清單B.地面氣象站觀測C.氣象再分析數(shù)據(jù)D.污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)7.評價大氣污染物遷移模擬結(jié)果準(zhǔn)確性的常用方法不包括？A.擬合優(yōu)度檢驗（如R2）B.污染物濃度時空分布對比C.相對誤差分析D.源解析結(jié)果的經(jīng)濟效益評估8.下列哪種參數(shù)對數(shù)值空氣質(zhì)量模型的模擬結(jié)果影響最為顯著？A.污染物排放高度B.污染物反應(yīng)速率常數(shù)C.模擬區(qū)域網(wǎng)格分辨率D.氣象場插值方法9.影響大氣邊界層高度的主要因素是？A.污染源類型B.地表粗糙度C.大氣污染物濃度D.污染物化學(xué)性質(zhì)10.對于大氣中持久性有機污染物（POPs），其長距離遷移的主要驅(qū)動力是？A.化學(xué)反應(yīng)B.干沉降C.光解D.全球性環(huán)流系統(tǒng)二、填空題（每空2分，共20分）1.大氣污染物遷移的主要物理過程包括________、________和________。2.大氣化學(xué)反應(yīng)過程主要包括________、________和光化學(xué)反應(yīng)。3.選擇大氣污染物遷移模擬模型時，需要考慮模型的________、________和________。4.大氣邊界層的高度通常在白天和夜晚存在差異，白天邊界層高度一般________，夜晚則可能________。5.污染物排放清單是大氣污染物遷移模擬的重要輸入，通常包含污染物的________、________、________和________等信息。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述大氣污染物干濕沉降的主要機制及其對污染物濃度的影響。2.簡述箱模型的基本原理及其適用于模擬哪些類型的問題。3.簡述選擇大氣污染物遷移模擬氣象數(shù)據(jù)時應(yīng)考慮的主要因素。4.簡述大氣污染物遷移模擬中可能存在的主要不確定性來源。四、計算題（6分）假設(shè)某城市地處開闊地帶，大氣邊界層高度為1000米。在城市中心有一個點源排放揮發(fā)性有機物（VOCs），排放速率為10kg/h。根據(jù)高斯煙羽模型，在穩(wěn)定度為C類天氣條件下，距離污染源水平方向2公里處的VOCs濃度是多少？（假設(shè)垂直擴散參數(shù)A=30米，水平擴散參數(shù)B=200米）五、論述題（18分）論述在大氣環(huán)境中進行有機污染物遷移模擬時，如何選擇合適的模擬模型？請結(jié)合不同模型的優(yōu)缺點和適用條件進行分析，并說明選擇模型時需要考慮的關(guān)鍵因素。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.D4.C5.C6.B7.D8.C9.B10.D二、填空題1.對流擴散，平流輸送，干濕沉降2.化學(xué)反應(yīng)，物理吸附，光化學(xué)反應(yīng)3.模型原理，適用范圍，計算效率4.增高，降低/消失5.污染物種類，排放源強，排放方式，排放高度三、簡答題1.干沉降是指大氣污染物通過重力沉降、干濕吸附等非降水過程從大氣中轉(zhuǎn)移到地表或水面的過程。濕沉降是指大氣污染物被降水（雨、雪、雹等）捕獲并帶到地面的過程。干濕沉降可以去除大氣中的污染物，降低近地面的污染物濃度，對改善空氣質(zhì)量有重要作用。2.箱模型是一種集總式模型，將整個研究區(qū)域視為一個完全混合的“箱子”，假設(shè)箱內(nèi)污染物濃度均勻。其基本原理是基于質(zhì)量守恒定律，通過計算區(qū)域內(nèi)污染物的源、匯、傳輸和轉(zhuǎn)化過程來估算平均濃度。箱模型結(jié)構(gòu)簡單，計算效率高，適用于模擬污染物在區(qū)域或全球尺度上的平均濃度變化、污染物的轉(zhuǎn)化速率、排放清單不確定性分析等問題，但無法模擬污染物濃度的空間分布。3.選擇大氣污染物遷移模擬氣象數(shù)據(jù)時應(yīng)考慮的主要因素包括：氣象數(shù)據(jù)的時空分辨率和覆蓋范圍，能夠滿足模擬區(qū)域和模擬時段的要求；氣象數(shù)據(jù)的精度和可靠性，選擇質(zhì)量較好、經(jīng)過驗證的氣象數(shù)據(jù)；氣象數(shù)據(jù)與污染物遷移過程的匹配性，例如，模擬需要小時尺度的氣象數(shù)據(jù)來捕捉污染事件的動態(tài)變化；氣象數(shù)據(jù)應(yīng)能反映當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境特征，如地形影響等。4.大氣污染物遷移模擬中可能存在的主要不確定性來源包括：模型結(jié)構(gòu)不確定性，即模型對物理化學(xué)過程的簡化假設(shè)可能忽略重要因素；參數(shù)化方案不確定性，即模型參數(shù)的取值往往基于經(jīng)驗或?qū)嶒?，存在一定誤差；輸入數(shù)據(jù)不確定性，包括排放清單的準(zhǔn)確性、氣象數(shù)據(jù)的精度、地形數(shù)據(jù)的精確性等；計算方法不確定性，如數(shù)值格網(wǎng)劃分、求解方法等也可能引入誤差。四、計算題根據(jù)高斯煙羽模型公式：C(x,y,z)=(Q/(2πυz*σy))*exp[-y2/(2σy2)]*exp[-(z-H)2/(2σz2)]其中：Q=污染物排放速率=10kg/hx=水平距離=2000my=水平方向距離=2000mz=垂直距離=0m(假設(shè)地面濃度)H=污染源高度(題目未給出，通常假設(shè)為0或排放高度，此處假設(shè)為0)υ=水平風(fēng)速(題目未給出，假設(shè)已知)σy=水平擴散參數(shù)=200mσz=垂直擴散參數(shù)=30m(題目給出A=30m，通常A<σz，此處按A=σz處理，或題目有特定約定)代入公式：C(2000,0,0)=(10/(2πυ*30*200))*exp[-20002/(2*2002)]*exp[0/(2*302)]=(10/(12000πυ))*exp[-4000000/80000]*exp[0]=(10/(12000πυ))*exp[-50]*1=(1/(1200πυ))*exp[-50]由于題目未給出風(fēng)速υ，無法計算出具體的數(shù)值結(jié)果，但給出了計算過程和所需參數(shù)。若假設(shè)υ為某具體值，例如υ=2m/s，則可以計算出具體濃度。此處按上述過程給出解析。五、論述題選擇大氣污染物遷移模擬模型是一個綜合性的決策過程，需要根據(jù)具體的研究目標(biāo)和問題背景，權(quán)衡不同模型的優(yōu)缺點和適用條件。主要考慮因素包括：模擬目的、研究區(qū)域尺度、污染物類型、氣象條件、數(shù)據(jù)可用性等。1.箱模型：優(yōu)點是簡單、快速、計算成本低，適用于估算區(qū)域或全球平均濃度、評估排放源的影響、分析污染物轉(zhuǎn)化速率等。缺點是無法模擬空間分布、忽略了區(qū)域傳輸和地形影響。適用于研究尺度較大、對空間細節(jié)要求不高的問題，如全球臭氧預(yù)算、區(qū)域污染物總量控制效果評估等。2.高斯煙羽模型：優(yōu)點是簡單、易于理解和應(yīng)用，適用于模擬點源污染羽流的擴散，尤其是在無風(fēng)或小風(fēng)條件下。缺點是假設(shè)條件多（如高斯分布、水平均勻流場、地面平坦等），無法模擬復(fù)雜地形和氣象條件的影響，只能提供近地面濃度估算。適用于城市或工業(yè)區(qū)近地面點源污染的初步評估和預(yù)警。3.數(shù)值空氣質(zhì)量模型（如WRF-Chem,CMAQ等）：優(yōu)點是能夠模擬復(fù)雜的三維空間結(jié)構(gòu)和氣象場，考慮多種物理化學(xué)過程和污染源類型，可以模擬長距離傳輸、區(qū)域污染、城市內(nèi)污染等復(fù)雜問題。缺點是模型復(fù)雜、計算量大、需要大量數(shù)據(jù)輸入（氣象、排放、地形等），對用戶的專業(yè)知識要求高。適用于精細化空氣質(zhì)量模擬、污染溯源、政策評估等研究。選擇模型時需要考慮的關(guān)鍵因素包括：1.研究目標(biāo)：明確模擬目的是估算濃度、進行源解析、評估控制措施效果還是研究污染物轉(zhuǎn)化等。2.研究區(qū)域尺度：區(qū)域尺度決定了所需的模型分辨率和復(fù)雜程度。大尺度問題可能箱模型或簡化數(shù)值模型即可，小尺度（如城市）則需要高分辨率數(shù)值模型。3.污染物類型和過程：不同污染物具有不同的物理化學(xué)性質(zhì)和遷移轉(zhuǎn)化過程，需要選擇能夠合理模擬這些過程的模型。例如，模擬VOCs的光化學(xué)轉(zhuǎn)化需要選擇包含化學(xué)機制