中⼭⼤学环境⽓象学期末考试题⽬
第⼀章绪论
1、⾃然环境指环绕在我们周围各种⾃然因素的总和。
2、⼈类环境由⼤⽓圈、⽔圈、岩⽯圈和⽣物圈所共同组成的。
3、⼤⽓环境是指⽣物赖以⽣存的空⽓的物理、化学和⽣物学特性。⼤⽓环境和⼈类⽣存密切相关,⼤⽓环境的每⼀个因素⼏乎都可影响到⼈类。
4、⼤⽓污染----当⼤⽓中有了本不属于⼤⽓成分的物质,或某种⼤⽓成分的浓度⼤⼤超过了正常值,就表明出现了⼤⽓污染。
5、环境⽓象学是⼀门新兴交叉学科。对环境⽓象学研究对象和内容还有不同的认识。
⽓象学界认为环境⽓象学是研究与⼈类⽣活息息相关的⼤⽓现象及其变化规律的科学,与环境⽓象学相关的⽓象业务称之为环境⽓象业务。
环境学界认为环境⽓象学是研究⽓象对环境的影响,环境科学与⼯程中的⽓象学问题,⽓象在⼈类活动尺度上对空⽓、⽔和⽣态的影响。
6、环境⽓象学定义为研究与⼈类环境有关⽓象问题的科学。涉及⽓象学、⽓候学、⼤⽓物理学、⼤⽓化学、地理学、⽣态学、⽣物学、农学、林学、⽔利学、⼯程学、流⾏病学、环境卫⽣学、社会学、经济学、法学、民俗学、家政学等等。
7、环境⽓象学与环境、⽓象相关学科的联系与区别
环境⽓象学研究与⼈类环境(⼈类⽣活环境)好坏密切相关的各种环境、⽓象因素和问题。我国古⽼的风⽔,可理解为最早的环境⽓象学。
⼤⽓环境学⼤体上等于⼤⽓化学加污染⽓象学。⽓象学主要是研究影响天⽓、⽓候的要素(温、湿、压和风等)和现象(云、能见度、降⽔等)的变化规律,并不研究⼤⽓组分(如SO2、O3、⽓溶胶等)的变化规律。
污染⽓象学是研究空⽓污染和⽓象学的相互关系,核⼼问题是研究污染物在⼤⽓中的湍流扩散,⽽⼤⽓环境学则研究⼤⽓中污染物和⾮污染物的物理、化学和⽣物过程。污染⽓象学⽐⼤⽓环境学的研究内容要专门且深⼊,⽐⼤⽓环境学的研究范围要⼩。
8、环境⽓象学研究进展
环境⽓象学与⼈们的⽣产⽣活戚戚相关, 研究⾯⾮常⼴:
城市环境⽓象研究(北京、上海、兰州等),
城市环境⽓象研究(珠江三⾓洲、长江三⾓洲、京津冀等);
不同下垫⾯环境⽓象研究(⼭区、沿海、⼽壁、草原、沙漠、极地等),
居住⼩区环境⽓象研究,
城市环境⽓象服务研究(环境空⽓质量(指数预报、⼤⽓灰霾预测预警,
环境⽓象风险、环境⽓象灾害与健康影响、⼤⽓环境应急系统研究等)。
第⼆章环境⽓象学基础
1、⼤⽓污染尺度:
分局地,区域,全球尺度。
2、⼤⽓污染类型:
分煤烟型⼤⽓污染、光化学烟雾型⼤⽓污染、室内空⽓污染、城市复合型⼤⽓污染和全球性⼤⽓污染。
⼤⽓污染过程:
包括污染源排放、⼤⽓输送扩散、污染受体(⼈或物)影响。
全球十大污染城市
4、污染与⽓象关系:
在不同的⽓象条件下,污染物的输送、扩散规律不相同,⼤⽓污染程度不同。
5、影响空⽓污染物散布的⽓象因⼦主要有:
⼤⽓边界层,风和湍流,⽓温与⼤⽓稳定度,辐射与云,天⽓形势,地形和下垫⾯的⾮均匀性产⽣的局地环流。
6、⼤⽓边界层内,风、温度的垂直分布,特别是风的垂直切变、逆温层的厚度和强度、边界层或混合层厚度的演变特征等对⼤⽓污染物的输送和扩散起着主导作⽤,是空⽓污染预报的关键问题之⼀。
7、⽓温的垂直分布决定了⼤⽓层结的垂直稳定度,直接影响湍流活动的强弱, ⽀配空⽓污染物的散布。
8、近地⾯的⽓温垂直分布有三种情况:
递减--⽓温随⾼度递减,这种情况⼀般出现在晴朗的⽩天风不太⼤时。
逆温--⽓温随⾼度递增,这种现象⼀般出现在少云、⽆风的夜间。
等温--⽓温随⾼度基本不变, 这种情况常出现于多云天或阴天。
9、⼀般情况下,在低⽓压控制时,空⽓有上升运动,云量较多,如果风速稍⼤,⼤⽓多为中性或不稳定状态,有利于污染物的扩散。
在⾼⽓压控制下,⼀般天⽓晴朗,风较⼩,并伴有空⽓的下沉运动,往往在⼏百⽶到2千⽶的⾼度上形成下沉逆温,抑制湍流的向上发展,夜间有利于形成辐射逆温,不利于污染物的扩散,容易造成地⾯污染。
10、⼈居环境
是指⼈类聚居⽣活的地⽅。⼈类聚居环境泛指⼈类集聚或居住的⽣存环境,有时特指建筑、城市、风景园林等⼈为建成的环境。
11、⼈居环境科学的理论框架
⼈居环境的核⼼是“⼈”,⼈居环境科学以满⾜⼈类居住需要为⽬的。了解掌握⼈类聚居发⽣、发展客观规律,可更好地建设符合⼈类理想的聚居环境。分“五⼤前提、五⼤系统、五⼤层次、五⼤原则”。
12、⼈居环境系统
⼈居环境系统包括⾃然系统、⼈类系统、社会系统、居住系统、⽀撑系统五⼤系统。13、风⽔学⼗⼤基本原则
1). 整体系统原则、2).因地制宜原则、3). 依⼭傍⽔原则、4). 观形察势原则、5). 地质检验原则、6). ⽔质分析原则、7). 坐北朝南原则、8). 适中居中原则、9). 顺乘⽣⽓原则、10). 改造风⽔原则
第三章城市⽓象
1、城市下垫⾯特征
城市区别于乡村的主要特点是①下垫⾯粗糙,建筑物和⼈⼝密集,⼯业集中②城市⼈⼝密集,⼯业发达,交通繁忙,造成城市空⽓污染排放具有多源、多样性和密集型的特点。
2、城市边界层⽀配因⼦和物理机制
1)由于下垫⾯性质的改变,改变了⾃然的辐射平衡。例如,⼤⾯积的⽔泥和砖⽯替代了乡间平坦地⾯上的植被,改变了辐射状况;
2)城市建筑物成为⽓流流动的障碍物,改变风和湍流特性,汽车交通⼜构成为流动的局地扰动源;
3)由湿润下垫⾯改变成⼲燥地⾯,从⽽改变了原来的⽔汽平衡;
4)城市向⼤⽓层不断释放热量、⽔蒸⽓和污染物。
3、城市风场特性
①减⼩平均风速
②降低风速梯度
③使风向摆动增⼤
4、城市热岛效应(Urbanheatislandeffect)是指城市中的⽓温明显⾼于外围郊区的现象。
5、城市热岛在近地⾯温度图上,郊区⽓温变化很⼩,⽽城区则是⼀个⾼温区,就象突出海⾯的岛屿,由于这种岛屿代表⾼温的城市区域,所以就被形象地称为城市热岛。
7、城市⽓象灾害
城市⽓象灾害的种类繁多, 对城市损害⽐较严重的主要有暴⾬洪涝、热带⽓旋(台风)、⼲旱、⾼温、龙卷风、冰雪、⼤雾、雷电等灾害
8、城市风-----在晴朗平稳的天⽓下可形成从周围农村吹向城市的局地风。
9、城市作⽤------减⼩平均风速,降低风速梯度,市区上空的平均风速⼤难约⽐乡间上空的风速⼩30—40%左右城市的存在会使来流弯曲,使风向摆动增⼤,改变⽅向可达±30°。
10、污染物浓度⽇变化:⼀是⽓象条件⽇变化,⼆是⼈为活动⽇变化
11、雾是悬浮在近地⾯层⼤⽓中⼤量微细⽔滴的可见集合体。⽬标物⽔平能见度降低到1km 以内称为雾。⽬标物⽔平能见度在1-10km,称为轻雾。⽬标物⽔平能见度降低到200⽶以内,称为浓雾。
12、如果⽔平能见度⼩于10km时,将这种⾮⽔成物组成的⽓溶胶系统造成的视程障碍称为霾。
13、空⽓中的烟尘、硫酸等粒⼦也能使⼤⽓混浊,视野模糊并导致能见度恶化。
14、霾天⽓时逆温层是接地的,且⾮常深厚;有雾时低层的中性层结。
15、雷电是积云强烈发展阶段产⽣的闪电鸣雷现象,⽓象上称之为雷暴。
16、闪电分正闪电与负闪电。它可在云内、云间、云地之间产⽣。云地闪对⼈类的危害最⼤。
17、⼤城市上空的闪电往往⽐乡村地区更频繁。⽓温较⾼和空⽓中的污染物较多这两种因素不仅增加云量,还会增加城市的雷电。
18、复杂的天⽓变化,公众和单位防雷意识的淡薄、防雷设施不规范是造成雷击事故的三⼤原因。
19、城市发展对风的影响:
存在城市风,城市⾼层建筑阻挡作⽤形成街道风、
峡⾕效应、城市急流,以及城市汽车风等
20、城市发展对⼤⽓环境的影响:
通风能⼒下降、热岛强度增加、能见度降低、氧⽓缺乏等
21、我国城市化特点:
城市化速度快,都市沿交通线集中化加强。
珠江三⾓洲、长江三⾓洲、京津唐地区为我国三⼤城市。
第四章环境⽓象与健康
1、⼈们⽣活在不同的地理环境条件下,受着不同⽔⼟性质、⽓候类型,以及由⽔⼟和⽓候⽽形成的⽣活习惯等的影响⽽形成了不同的体质。
2、⽓象病是指与⽓象变化有关的疾病。
天⽓与⽓候是变化最多、最快、最显著的⾃然现象。它们的变化常常引起疾病的发⽣。环境⽓象因素引起的疾病⼤多具有季节性。
3、天⽓、⽓候对⼈体健康的影响有直接和间接原因:
直接原因是天⽓、⽓候的异常⽽产⽣的疾病;
间接原因则为⽓候变化导致空⽓、⽔源的污染和⾷物的短缺以及细菌、病毒的产⽣⽽影响健康。
4、⽓象因素对⼈们健康的影响的⽅式有
对⼈体的影响、
对⼈类⽣存环境的破坏
对致病因⼦载体的作⽤对致病因⼦的作⽤。
5、⽓象要素引起疾病类型:
⼀类是与⽓象要素直接有关的疾病,例如中暑、冻伤、⽓象官能症、⾼⼭病等;
另⼀类是⽓象要素间接引起或诱发加重的疾病,例如流⾏性感冒、慢性⽀⽓管炎、⽀⽓管哮喘、⼼肌梗塞、关节炎、风湿病、⽪肤病、⾼⾎压等。
6、利⽤⽓象指数可提⾼健康⽔平和⽣活质量。
7、⽬前⽓象部门制作的城市环境⽓象预报有⼏⼤类:
包括⽓象与⽣活、⽓象与健康、⽓象与交通、⽓象与商业、⽓象与公共事业、⽓象与旅游、⽓象与建筑、⽓象与农业等。
8、常⽤与⼈们的健康密切相关的指数主要有:
空⽓污染⽓象条件指数、紫外线强度指数、⼈体舒适度、体感温度、晨练指数、登⼭指数、着装指数、
空⽓⼲湿指数、医疗⽓象指数等。
9、“舒适度”就是在不特意采取任何防寒保暖或防暑降温措施的前提下,⼈们在⾃然环境中是否感觉舒适及其达到怎样⼀种程度的具体描述。
舒适度预报分为极冷、寒冷、偏凉、舒适、偏热、闷热、极热七个等级,分别表⽰⼈体对外界⾃然环境可能产⽣的各种⽣理感受。
10、体感温度就是考虑了空⽓的温度、湿度、风速以及天空云量和服装颜⾊等因素综合影响后,⼈体所实际感受到的温度。
11、中暑的发⽣不仅和⽓温有关,还与湿度、风速、劳动强度、⾼温环境曝晒时间、体质强弱、营养状况及⽔盐供给和健康情况等有关。
中暑的诱发因素是复杂的,但最主要的诱因还是⽓温。
12、⼤⽓污染对健康的影响
⼈类活动排出的污染物扩散到⼤⽓中,当这种污染物浓度超过⼤⽓⾃净能⼒时便构成⼤⽓污染,直接或间接地影响⼈体健康。例如引起感官的和⽣理机能的不适反应,产⽣亚临床的和病理的改变,出现临床体征或存在潜在的遗传效应,发⽣急、慢性中毒或死亡等。
13、⼤⽓污染对健康影响,取决于⼤⽓中有害物质的种类、性质、浓度和持续时间,也取决于⼈体敏感性。
14、城市⼤⽓污染是慢性⽀⽓管炎、肺⽓肿和⽀⽓管哮喘等疾病的直接原因或诱因。⼤⽓污
染严重的地区,呼吸道疾病总死亡率和发病率都⾼于轻污染区。慢性⽀⽓管炎症状随⼤⽓污染程度增⾼⽽加重。
15、影响⼤⽓污染物散布的⽓象因⼦主要有:风、湍流、⼤⽓稳定度、太阳辐射、云、降⽔、天⽓形势、混合层⾼度及⼤⽓运动的尺度等。
第五章城市环境⽓象预报
1、城市环境⽓象预报是传统⽓象服务-天⽓预报的重要补充和深化。是⽓象科技服务于社会的进⼀步体现。
⾃2001年6⽉5⽇起,47个环境保护重点城市发布空⽓质量预报。
2、⼴东省⽓象局城市环境⽓象预报内容:
污染⽓象条件、空⽓质量预报、⼈体舒适度、紫外线预报、负离⼦浓度、中暑指数、霉变指数、穿⾐指数、⾬伞晨练郊游指数、城市⽕险等。
3、主要预报技术⽅法有:
污染潜势预报(扩散条件预报)、统计预报模式(城市空⽓污染预测系统(简称CAPPS),分类统计⽅法、神经⽹络⽅法、门限⾃回归⽅法)、数值扩散模式(⾼斯模式、K模式、model3等)、集成预报等。
4、⽓象部门开展城市环境⽓象预报指数主要项⽬有:
⼤⽓清洁度预报、⼈体舒适度指数预报、紫外线强度预报、⾬伞指数预报、城市⽕险指教预报,花粉指数预报、啤酒指数预报、中暑指数预报、夏季空调指数预报、霉变指数预报、⽓象条件与健康和疾病预报、城市交通天⽓条件预报、城市雾的预报、城区强降⽔沥涝灾害预报、城区滑坡(泥⽯流)预报、旅游⽓象等特种⽓象预报。
⽓象部门和环保部门联合开展空⽓质量预报。
5、城市环境⽓象灾害:
⾼温灾害,城市洪灾,城市风灾,酸⾬,酸雾,光化学烟雾等灾害。
6、⽬前我国城市特别是⼤城市及周边地区灾害性天⽓监测能⼒相对较弱,不能满⾜⼩尺度监测预警需求,软件系统的相对滞后和探测产品的集成度不⾼。
7、预警信号分为:
台风、暴⾬、⾼温、寒潮低温、⼤雾、雷⾬⼤风、⼤风、沙尘暴、冰雹、降雪和道路结冰预警信号等。
8、⽬前我国⼀些城市已经或正在建⽴城市环境⽓象监测系统。
需要⼤⼒加强⼤、中城市及周边区域的综合探测系统硬件建设,需要加强城市⽓象数值预报模式的应⽤研究,提⾼城市⽓象预报服务准确率
第六章城市烟雾
1、酿成伦敦烟雾事件主要的凶⼿有两个:
冬季取暖燃煤和⼯业排放的烟雾是元凶,
逆温层现象是帮凶
2、50年代以来,光化学烟雾事件在美国其他城市和世界各地也相继出现,
如⽇本、加拿⼤、意⼤利、澳⼤利亚等国的⼀些⼤城市都发⽣过。1974年,中国的兰州化⼯区也出现过光化学烟雾。但因为光化学烟雾最早出现在洛杉矶,所以⼜称洛杉矶型烟雾。
3、灰霾现象成为城市主要⽓候和⽓象灾害之⼀。
珠江三⾓洲⼤⽓灰霾严重,显⽰出空⽓污染形势严峻。
珠江三⾓洲普遍存在光化学烟雾形成的细粒⼦污染。
4、亚洲棕⾊云
1995~1999年科学家在印度洋上空发现厚约3公⾥、⾯积约900万平⽅公⾥的棕⾊污染尘霾笼罩在印度洋、南亚、东南亚和中国南部上空,形象地称其为亚洲棕⾊云。
5、烟雾警报包括两个或三个阶段,较常见的是三个阶段:
第⼀阶段开始发布健康建议警报,同时要求采取⾃愿⾏动来减少排放,
第⼆阶段采取强制性的污染控制措施,
第三阶段要求采取更严格的措施。
6、我国重点城市空⽓质量预报(烟雾预报),也叫空⽓污染指数预报,包括空⽓污染指数、⾸要污染物、环境空⽓质量等级预报,考虑的污染物为⼆氧化硫、⼆氧化氮和可吸⼊颗粒物PM10的浓度,没有考虑O3浓度。