2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫——大氣科學(xué)與海洋環(huán)境相互作用研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填入括號內(nèi)）1.以下哪一項不是大氣科學(xué)與海洋環(huán)境相互作用的主要能量交換形式？A.輻射交換B.感熱通量C.潛熱通量D.海洋內(nèi)部熱傳導(dǎo)2.厄爾尼諾現(xiàn)象主要表現(xiàn)為？A.熱帶太平洋中東部海表溫度異常偏冷B.熱帶太平洋中東部海表溫度異常偏暖C.熱帶大西洋海表溫度異常偏暖D.北太平洋海表溫度異常偏冷3.能夠顯著影響海氣相互作用中水汽通量的主要氣象因素是？A.海表鹽度B.大氣穩(wěn)定度C.海洋深度D.海洋環(huán)流模式4.全球變暖背景下，海洋吸收了大量的額外熱量，這主要導(dǎo)致？A.海洋蒸發(fā)顯著增加B.海洋酸化加劇C.海洋上涌活動減弱D.海平面上升（主要機制）5.信風(fēng)帶的形成與以下哪一因素密切相關(guān)？A.赤道低氣壓帶B.赤道附近的海陸熱力差異C.極地高氣壓帶D.熱帶輻合帶6.在氣候模式中，模擬海洋與大氣的相互作用，最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)之一是？A.精確模擬云的微物理過程B.準確參數(shù)化海洋上層混合層的發(fā)展C.完美再現(xiàn)全球火山噴發(fā)的影響D.高精度模擬陸地生態(tài)系統(tǒng)變化7.印度洋偶極子（IPO）現(xiàn)象的主要影響區(qū)域是？A.北大西洋B.北太平洋C.南半球印度洋D.南半球太平洋8.以下哪種觀測技術(shù)主要用于大范圍、高頻率地獲取海表溫度（SST）信息？A.海洋浮標B.阿爾戈浮標（Argo）C.衛(wèi)星被動微波遙感D.海底深潛器9.季風(fēng)環(huán)流的形成，顯著受控于？A.海陸熱力性質(zhì)差異B.全球平均海平面高度C.地球自轉(zhuǎn)偏向力D.太陽活動周期10.溫躍層的存在對海氣相互作用的主要影響是？A.削弱了海氣之間的感熱交換B.削弱了海氣之間的潛熱交換C.阻礙了水汽在大氣中的垂直運動D.促進了海洋深層水的上行二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填入橫線內(nèi)）1.大氣中的水汽主要來源于____________的蒸發(fā)和蒸散。2.海洋通過____________過程向大氣釋放熱量，通過____________過程吸收熱量。3.____________是連接海洋和大氣之間能量、水汽和動量交換的關(guān)鍵區(qū)域。4.厄爾尼諾現(xiàn)象通常與全球范圍內(nèi)的異常____________和____________有關(guān)。5.大氣中的溫帶鋒面通常與海洋上的____________相伴生。6.風(fēng)應(yīng)力是驅(qū)動海洋表面____________的主要動力。7.海洋熱鹽環(huán)流（如AMOC）對全球氣候系統(tǒng)具有深遠影響，它將熱帶的____________和水汽輸送到高緯度地區(qū)。8.衛(wèi)星遙感在獲取海洋參數(shù)方面具有獨特優(yōu)勢，例如，利用微波輻射計可以反演____________。9.____________是熱帶太平洋海氣相互作用研究的核心課題。10.氣候模式中模擬海氣耦合通常需要考慮____________、____________和____________等多種物理過程。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請給出簡潔、準確的定義）1.海氣熱量平衡2.潛熱通量3.厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）4.海洋鋒面5.海氣相互作用四、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述影響海表凈輻射的主要因素。2.解釋感熱通量和潛熱通量在海洋邊界層中的差異。3.簡述觀測海氣相互作用常用的大氣探測手段及其主要獲取的信息。4.說明人類活動可能通過哪些途徑影響海氣相互作用過程。五、論述題（每題10分，共30分。請結(jié)合所學(xué)知識，深入分析和闡述下列問題）1.詳細闡述ENSO現(xiàn)象的機制及其對全球氣候格局的主要影響。2.分析海洋上層混合層對海氣熱量交換的重要性，并討論其受哪些因素影響。3.結(jié)合一個具體的氣候現(xiàn)象或?qū)嵗撌龊庀嗷プ饔迷谔鞖夂蜌夂蝾A(yù)測中的重要性。---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.D5.B6.B7.C8.C9.A10.A二、填空題1.海洋2.輻射、蒸發(fā)3.海洋邊界層4.降水、極端天氣5.海洋鋒面6.漂流（或表面海流）7.溫暖水體8.海面溫度（或SST）9.厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）10.輻射交換、動量交換、水分交換三、名詞解釋1.海氣熱量平衡：指在一個時間段內(nèi)，到達海洋表面的凈輻射、海洋向外輻射的長波輻射、感熱通量和潛熱通量等能量項的收支狀況。它是描述海洋與大氣能量交換狀態(tài)的基本概念。2.潛熱通量：指由于大氣與海洋（或地表）之間的溫度差異，導(dǎo)致水汽蒸發(fā)進入大氣層，隨后在大氣中凝結(jié)（或降落）時釋放的潛熱所形成的垂直熱量通量。它是海氣能量交換的重要方式之一。3.厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）：指發(fā)生在熱帶太平洋海氣系統(tǒng)的一種自然變率現(xiàn)象。其特征是海表溫度的異常變化（厄爾尼諾）和赤道太平洋大氣環(huán)流（特別是沃克環(huán)流）的異常變化（南方濤動）之間存在著密切的、近乎反相的耦合關(guān)系。4.海洋鋒面：指海洋中性質(zhì)（如溫度、鹽度）發(fā)生劇烈變化的狹窄過渡帶。海洋鋒面是重要的海洋動力學(xué)結(jié)構(gòu)，也是大氣污染物和營養(yǎng)物質(zhì)向上混合的重要區(qū)域，并常與天氣系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展聯(lián)系緊密。5.海氣相互作用：指大氣和海洋作為相互聯(lián)系的整體，在物理、化學(xué)和生物過程中進行的能量、動量、物質(zhì)（水汽、氣體等）的交換和相互影響。四、簡答題1.簡述影響海表凈輻射的主要因素。*解析思路：海表凈輻射是到達海面的短波輻射（主要是太陽輻射）和長波輻射（主要是大氣向下輻射）之差。影響因素主要圍繞這兩部分輻射的來源和路徑。*答案要點：*到達海面的太陽短波輻射強度：受太陽高度角（隨緯度和季節(jié)變化）、大氣透明度（受云量、氣溶膠、水汽等影響）的影響。*海面對短波輻射的吸收和反射：受海面狀況（如波高、平滑度）和海色（受色素濃度影響）的影響。*海面向大氣發(fā)射的長波輻射：受海面溫度的影響（溫度越高，發(fā)射越多）。*大氣向下長波輻射：受大氣中的云量和溫室氣體濃度的影響。*（次要因素）海洋自身的光學(xué)特性、天空狀況等。2.解釋感熱通量和潛熱通量在海洋邊界層中的差異。*解析思路：感熱和潛熱都是海氣熱量交換的方式，但傳遞的介質(zhì)和物理過程不同。感熱傳遞的是顯熱，潛熱傳遞的是伴隨水相變化（蒸發(fā)和凝結(jié)）的潛熱。*答案要點：*感熱通量：指由于海面與大氣之間的溫度差異，導(dǎo)致熱量通過大氣分子運動（傳導(dǎo)和對流）從較熱的一方傳遞到較冷的一方的速率。它直接依賴于海表溫度和氣溫的差值，以及海氣之間的湍流交換能力（受風(fēng)速等影響）。在晴朗無風(fēng)或微風(fēng)條件下，感熱通量通常較小；風(fēng)速增大時，湍流交換增強，感熱通量也增大。*潛熱通量：指水汽蒸發(fā)進入大氣層時吸收的熱量，或大氣中水汽凝結(jié)（降水）時釋放的熱量，以垂直通量的形式交換。它不僅依賴于海表溫度（蒸發(fā)是吸熱過程），還與大氣濕度（水汽壓差）和大氣穩(wěn)定度（影響云的形成和降水）密切相關(guān)。通常情況下，在適宜的氣象條件下，潛熱通量比感熱通量要大得多，尤其是在熱帶和副熱帶海洋上空。3.簡述觀測海氣相互作用常用的大氣探測手段及其主要獲取的信息。*解析思路：考察大氣探測技術(shù)在獲取描述海氣相互作用所需大氣參數(shù)方面的應(yīng)用。需要列舉幾種常用手段，并說明它們測量的核心大氣變量。*答案要點：*探空（如Radiosonde）：通過氣球攜帶探空儀升空，自動測量并記錄大氣溫度、氣壓、濕度等垂直分布廓線信息。這些數(shù)據(jù)對于理解海洋上空大氣層結(jié)構(gòu)、溫濕梯度以及大氣對海面的響應(yīng)至關(guān)重要。*氣象雷達（如測風(fēng)雷達、降水雷達）：通過發(fā)射和接收電磁波探測大氣中的風(fēng)場（水平風(fēng)速風(fēng)向）和降水粒子（類型、強度、落速等）。海洋邊界層風(fēng)場是驅(qū)動海浪、混合層和發(fā)展海流的關(guān)鍵因素；降水直接影響海表蒸發(fā)和徑流。*氣象衛(wèi)星（如GeostationarySatellites）：提供大范圍、高頻次的大氣圖像（云圖、紅外/可見光溫度場、水汽分布等）?？捎糜诒O(jiān)測天氣系統(tǒng)（如鋒面、氣旋）的演變及其與海洋的相互作用，以及估算海表溫度、海冰等海洋參數(shù)。*地基遙感（如激光雷達）：用于探測大氣垂直profile的風(fēng)場、水汽含量、氣溶膠濃度等?？捎糜谔囟▍^(qū)域（如海岸帶、島嶼）對海氣過程進行高分辨率觀測。4.說明人類活動可能通過哪些途徑影響海氣相互作用過程。*解析思路：考察對人類活動影響氣候和海氣系統(tǒng)路徑的理解。主要從溫室氣體排放、土地利用變化、污染排放等方面思考。*答案要點：*溫室氣體排放增加：導(dǎo)致大氣保溫能力增強（溫室效應(yīng)），引起全球變暖。這導(dǎo)致海洋變暖、海冰融化、水汽含量增加、大氣環(huán)流調(diào)整，進而改變海氣能量交換通量、海洋環(huán)流模式以及極端天氣事件頻率和強度。*土地利用變化：如城市擴張、森林砍伐、濕地改變等，會改變地表反照率、蒸散發(fā)特性，影響局地乃至區(qū)域的熱量和水分收支，進而影響近地層大氣環(huán)流和海陸相互作用。*大氣污染物排放：如氣溶膠，一方面可能直接影響輻射平衡（吸收或反射），另一方面可能通過改變云的微物理過程間接影響降水和能量交換。黑碳沉降到海洋表面還可能影響海表溫度和生物生產(chǎn)力。*海洋工程活動：如大型人工島礁建設(shè)、海底管道鋪設(shè)等，可能改變局部海流模式、海床地形，進而影響海洋混合和物質(zhì)輸運，間接影響海氣相互作用。五、論述題1.詳細闡述ENSO現(xiàn)象的機制及其對全球氣候格局的主要影響。*解析思路：ENSO是海氣相互作用研究的核心，需要闡述其物理機制（暖位相、冷位相的反饋過程）以及其對全球天氣氣候的遠程強迫效應(yīng)。*答案要點：*機制：*暖位相（厄爾尼諾）：熱帶太平洋中東部海表異常增溫。初始擾動（如東太平洋風(fēng)場異常減弱）導(dǎo)致海面變暖，增強海氣相互作用（更多蒸發(fā)），大氣對流活躍，產(chǎn)生更多云層和水汽，導(dǎo)致下沉氣流發(fā)展，進一步抑制東太平洋風(fēng)場，形成正反饋，最終形成厄爾尼諾狀態(tài)。這涉及到東太平洋暖水向東擴散到西太平洋。*冷位相（拉尼娜）：熱帶太平洋中東部海表異常冷卻。通常由厄爾尼諾后的大氣響應(yīng)（如信風(fēng)增強）或東太平洋深對流活動異常導(dǎo)致。增強的信風(fēng)導(dǎo)致海面冷卻和混合加深，大氣對流減弱，形成負反饋，進一步加劇冷卻，形成拉尼娜狀態(tài)。西太平洋暖水向東回流。*海氣耦合振蕩：ENSO本質(zhì)上是一個海氣耦合振蕩模式，通過海洋溫躍層的調(diào)整和大氣遙相關(guān)型來維持和傳播。*主要影響：*區(qū)域氣候：導(dǎo)致赤道中東太平洋降水顯著增加或減少；印度尼西亞、澳大利亞東部、南美西部等地出現(xiàn)異常干旱或洪澇。*全球氣候：通過大氣遙相關(guān)（如“ENSO模態(tài)”）影響全球大部分地區(qū)的氣溫和降水模式。例如，厄爾尼諾年通常導(dǎo)致北美北部、歐洲西部、非洲西北部等地偏暖，而澳大利亞、東南亞等地偏旱；拉尼娜年則相反。*極端天氣事件：可能增加或減少全球某些區(qū)域極端高溫、低溫、干旱、洪澇等事件的發(fā)生頻率和強度。2.分析海洋上層混合層對海氣熱量交換的重要性，并討論其受哪些因素影響。*解析思路：混合層是海洋與大氣直接接觸的關(guān)鍵區(qū)域，其特性直接影響能量交換效率。需要闡述混合層的作用，并列出影響其深度的因素。*答案要點：*重要性：*熱量交換界面：混合層直接暴露于大氣之下，是感熱和潛熱交換的主要發(fā)生區(qū)域。其溫度決定了海表溫度（SST），SST是影響海氣能量平衡的關(guān)鍵參數(shù)。*熱量儲存與輸送：混合層對太陽輻射有較強的吸收能力，儲存了海洋表面層的大部分熱量。混合層的發(fā)展和混合過程（垂直混合）將表層熱量向深層輸送，調(diào)節(jié)海氣系統(tǒng)的熱量收支。*影響大氣邊界層：混合層的溫度和濕度特性直接影響近海面大氣的溫度、濕度、穩(wěn)定度以及邊界層高度和大氣環(huán)流。*影響因素：*風(fēng)應(yīng)力：風(fēng)對海面的摩擦作用是驅(qū)動混合層混合的最主要動力。風(fēng)速越大，混合越強，混合層深度越大。*表面熱通量：太陽輻射加熱和大氣輻射冷卻直接影響海表溫度，改變海氣溫差，從而影響感熱通量的大小，進而影響混合層。強太陽輻射導(dǎo)致混合層增厚，強冷卻則導(dǎo)致混合層變薄。*海流和潮汐：水動力擾動可以增強混合，尤其是在近岸和特定海流系統(tǒng)中。*內(nèi)波和溫躍層：溫躍層上下的密度差異會影響混合的效率。內(nèi)波活動可以注入能量，促進混合。*大氣波動（噴沫）：大氣波浪破碎將表層水體卷入，也是混合層混合的重要機制。*生物活動：如浮游植物的光合作用和呼吸作用，以及生物泵過程，也會通過改變海水密度和層化狀況來影響混合層。3.結(jié)合一個具體的氣候現(xiàn)象或?qū)嵗?，論述海氣相互作用在天氣和氣候預(yù)測中的重要性。*解析思路：選擇一個具體的例子（如強厄爾尼諾年、特定鋒面過境、某次極端天氣事件），分析其中海氣相互作用的關(guān)鍵作用，以及如何利用這種相互作用進行預(yù)測。*答案要點：*實例選擇：以強厄爾尼諾年為例。*海氣相互作用的關(guān)鍵作用：