2025年大學《海洋技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋自然災(zāi)害監(jiān)測與預警技術(shù)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在題干后的括號內(nèi)）1.以下哪種海洋災(zāi)害主要是由海底地震引發(fā)，并以破壞性巨浪為特征？()A.颶風B.海冰封凍C.赤潮爆發(fā)D.海嘯2.用于實時監(jiān)測海面高度變化的衛(wèi)星遙感技術(shù)主要是？()A.海洋雷達高度計B.海洋紅外掃描儀C.海洋紫外成像儀D.海洋微波輻射計3.在海洋災(zāi)害監(jiān)測中，ADCP（聲學多普勒流速剖面儀）主要用于探測？()A.海表溫度B.水下聲學環(huán)境C.水下當前流速和深度D.海洋生物密度4.構(gòu)成海洋災(zāi)害預警系統(tǒng)核心部分的是？()A.海洋觀測平臺B.數(shù)據(jù)處理與模型分析C.岸基雷達站D.預警信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)5.以下哪項技術(shù)不屬于傳統(tǒng)意義上的海洋物理參數(shù)監(jiān)測技術(shù)？()A.岸基驗潮儀B.衛(wèi)星測高C.超聲波測波儀D.海洋浮標6.針對風暴潮災(zāi)害，數(shù)值模型的主要作用是？()A.直接測量風浪B.實時發(fā)布預警信息C.模擬風暴移動路徑和引起的海面變化D.評估災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失7.能夠提供大范圍、長時間序列海洋環(huán)境參數(shù)信息的手段是？()A.船舶調(diào)查B.岸基定點觀測C.海洋衛(wèi)星遙感D.單點海底觀測8.赤潮對海洋環(huán)境的主要危害之一是？()A.導致海平面快速上升B.引發(fā)劇烈的海嘯C.產(chǎn)生有害藻華，破壞海洋生態(tài)平衡D.使海水鹽度急劇降低9.海洋自然災(zāi)害監(jiān)測預警系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)融合技術(shù)的目的是？()A.增加數(shù)據(jù)采集頻率B.統(tǒng)一所有傳感器的格式C.整合來自不同來源和類型的數(shù)據(jù)，提高信息準確性和完整性D.壓縮數(shù)據(jù)存儲空間10.全球海平面上升主要是由以下哪個因素驅(qū)動的長期變化？()A.季節(jié)性風場變化B.太陽活動周期C.地球自轉(zhuǎn)速度變化D.冰川融化和海水熱膨脹二、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述海嘯與風暴潮在成因和災(zāi)害特征上的主要區(qū)別。2.概述衛(wèi)星遙感技術(shù)在海洋災(zāi)害監(jiān)測中可以獲取的主要參數(shù)及其應(yīng)用。3.闡述建立海洋災(zāi)害預警模型需要考慮的關(guān)鍵因素。4.簡述浮標觀測系統(tǒng)在海洋環(huán)境監(jiān)測中的主要作用和局限性。5.說明海洋災(zāi)害監(jiān)測預警信息發(fā)布的重要性及其主要渠道。6.簡述人工智能技術(shù)在提升海洋災(zāi)害監(jiān)測預警能力方面可能的應(yīng)用方向。三、論述題（每題10分，共40分）1.論述建立綜合性的海洋自然災(zāi)害監(jiān)測預警系統(tǒng)的必要性和主要構(gòu)成要素。2.分析當前海洋災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)（如遙感、水聲、觀測平臺等）面臨的共同挑戰(zhàn)，并提出可能的解決方案。3.選擇一種具體的海洋自然災(zāi)害（如臺風、海嘯或有害藻華），詳細描述其監(jiān)測預警的技術(shù)流程和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。4.探討大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實現(xiàn)智能化、立體化海洋災(zāi)害監(jiān)測預警網(wǎng)絡(luò)中的潛力與前景。四、計算題（10分）假設(shè)某海域使用DART（Deep-oceanAssessmentandReportingofTsunamis）浮標進行海嘯預警。該浮標記錄到海面位移信號，在短時間內(nèi)（例如T=0s時平靜，T=5s時開始上升，T=10s時達到峰值2米，T=15s時開始下降）。請簡述分析此信號判斷是否為海嘯及可能強度的基本步驟（無需進行具體數(shù)學計算，但需說明分析思路和涉及的因素）。試卷答案一、選擇題1.D*解析：海嘯是由海底地震、火山爆發(fā)或海底滑坡等引發(fā)的具有超大能量傳播的海浪，破壞性極強。選項A颶風是熱帶氣旋，B海冰封凍是物理現(xiàn)象，C赤潮是有害藻華，均非由海底地震引發(fā)的主要災(zāi)害。2.A*解析：海洋雷達高度計通過測量衛(wèi)星到海面的距離，能夠精確獲取海面高度變化信息，是監(jiān)測海面波動（包括風暴潮、海嘯等）的重要手段。選項B、C、D分別是紅外、紫外、微波遙感，主要獲取溫度、濃度、輻射等信息。3.C*解析：ADCP利用聲學多普勒原理，向水下發(fā)射聲波并接收反射回來的聲波，通過分析回波的多普勒頻移來計算水體的流速和方位，可剖面測量。選項A是衛(wèi)星或浮標測量的參數(shù)，B是聲學設(shè)備工作環(huán)境，D是生物調(diào)查手段。4.B*解析：數(shù)據(jù)處理與模型分析是預警系統(tǒng)的核心，它將多源監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入模型，進行計算、分析、預測，生成預警信息。選項A是數(shù)據(jù)來源，C是另一個監(jiān)測手段，D是信息傳播途徑。5.D*解析：超聲波測波儀通常是岸基或平臺設(shè)備，專門測量海浪要素，屬于物理參數(shù)監(jiān)測。選項A、B、C均能直接或間接測量海洋物理參數(shù)（溫度、高度、流速/波浪）。6.C*解析：風暴潮數(shù)值模型通過模擬大氣過程（風場）與海洋動力相互作用，預測海面抬升高度、增水范圍和演變過程，為預警提供依據(jù)。選項A是測量手段，B是預警行為，D是災(zāi)害評估。7.C*解析：海洋衛(wèi)星遙感覆蓋范圍廣、時間連續(xù)，能持續(xù)獲取大范圍的海洋環(huán)境信息。選項A、B、D都是范圍較小或時間不連續(xù)的觀測方式。8.C*解析：赤潮是特定海洋生物（藻類或細菌）過度增殖，會消耗水中氧氣，產(chǎn)生毒素，毒害海洋生物，破壞生態(tài)平衡。選項A、B、D描述的是其他類型海洋現(xiàn)象或災(zāi)害。9.C*解析：數(shù)據(jù)融合技術(shù)旨在綜合處理來自不同傳感器、不同平臺、不同時間獲取的異構(gòu)數(shù)據(jù)，消除冗余，填補空白，提高對海洋現(xiàn)象整體認知的準確性和可靠性。10.D*解析：全球海平面上升主要是由于全球變暖導致冰川融水增加和海水受熱膨脹共同作用的結(jié)果。選項A、B、C都是引起短期或局部海洋現(xiàn)象的因素。二、簡答題1.答：海嘯由海底地殼運動等引起，是水下擾動產(chǎn)生長波長、長周期的巨浪，傳播速度快，破壞范圍廣。風暴潮由熱帶氣旋或溫帶氣旋帶來的大風和低氣壓系統(tǒng)引起，是海面受風應(yīng)力作用產(chǎn)生增水現(xiàn)象，波長較短，周期相對較短，傳播速度較慢，主要危害近岸低洼地區(qū)。兩者成因、波速、波長、災(zāi)害特征顯著不同。2.答：衛(wèi)星遙感可監(jiān)測海洋環(huán)境多種參數(shù)：海面高度（測高衛(wèi)星）、海面溫度（紅外/微波輻射計）、海表風場（散射計）、海色/葉綠素濃度（光學成像儀，用于赤潮等監(jiān)測）、海流（雷達高度計、合成孔徑雷達）、海浪（雷達高度計、衛(wèi)星雷達）、海面蒸發(fā)（微波輻射計）、海冰（雷達/光學成像）等。這些參數(shù)為分析海洋環(huán)境狀態(tài)、識別異常現(xiàn)象、預測災(zāi)害發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3.答：建立預警模型需考慮：①災(zāi)害物理機理：準確理解災(zāi)害發(fā)生發(fā)展的基本規(guī)律。②數(shù)據(jù)輸入：多源、高質(zhì)量、時效性強的監(jiān)測數(shù)據(jù)。③模型選擇：根據(jù)災(zāi)害類型和特點選擇合適的數(shù)值模型或統(tǒng)計模型。④模型驗證：使用歷史數(shù)據(jù)檢驗和修正模型精度。⑤計算效率：模型運行速度需滿足預警時效要求。⑥不確定性分析：評估模型預測結(jié)果的不確定性。⑦集成多物理場耦合：考慮大氣、海洋、地球物理等多圈層相互作用。4.答：作用：浮標是部署在海上移動平臺，可實時測量水體溫度、鹽度、流速、波浪、海流、氣壓、輻射等參數(shù)，是獲取海洋垂直或空間剖面環(huán)境數(shù)據(jù)的重要手段。局限性：通常覆蓋范圍有限，易受海況影響導致設(shè)備損壞，布設(shè)和維護成本較高，數(shù)據(jù)通常是點或小區(qū)域信息，難以提供大范圍連續(xù)覆蓋。5.答：重要性：及時、準確、有效地發(fā)布預警信息是減輕海洋自然災(zāi)害損失的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能為政府決策、防災(zāi)避險、應(yīng)急救援提供科學依據(jù)。主要渠道包括：官方氣象/海洋部門發(fā)布的權(quán)威預警信息（電視、廣播、網(wǎng)站、手機短信）、政府應(yīng)急管理部門的通報、沿海社區(qū)和媒體的信息傳播、特定行業(yè)的專業(yè)預警系統(tǒng)等。6.答：人工智能可應(yīng)用于：①智能識別與分類：利用機器學習自動識別遙感影像或監(jiān)測數(shù)據(jù)中的災(zāi)害特征（如風暴眼、海嘯波、赤潮區(qū)域）。②智能預測與預警：基于深度學習建立更精準的災(zāi)害演變模型和預警模型。③智能數(shù)據(jù)融合與處理：自動融合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，提高信息處理效率和質(zhì)量。④智能決策支持：根據(jù)災(zāi)害預測結(jié)果和資源分布，智能規(guī)劃應(yīng)急響應(yīng)方案。三、論述題1.答：必要性：海洋自然災(zāi)害突發(fā)性強、破壞性大，需要快速、準確、全面地獲取信息并轉(zhuǎn)化為有效預警，僅靠單一技術(shù)或部門難以應(yīng)對。綜合性系統(tǒng)可整合多源監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全方位覆蓋、立體化觀測，提高災(zāi)害識別和預報的準確性和時效性，實現(xiàn)跨部門協(xié)同預警和資源優(yōu)化配置，最大限度減輕災(zāi)害損失。主要構(gòu)成要素：①多平臺、多手段的海洋災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)（衛(wèi)星遙感、水聲、浮標、岸基觀測等）；②高性能的數(shù)據(jù)接收與處理中心；③先進的海洋災(zāi)害預警模型庫；④高效可靠的預警信息發(fā)布系統(tǒng)；⑤跨部門信息共享與協(xié)同機制；⑥應(yīng)急響應(yīng)支持平臺。2.答：共同挑戰(zhàn)：①監(jiān)測覆蓋與分辨率不足：現(xiàn)有監(jiān)測手段難以實現(xiàn)全球、高頻、高分辨率的連續(xù)覆蓋，特別是深海和偏遠海域。②數(shù)據(jù)融合與共享困難：多源數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、標準不一，數(shù)據(jù)共享壁壘高，影響綜合分析能力。③模型精度與時效性有限：復雜海洋過程模擬難度大，模型精度有待提高，計算效率需滿足預警需求。④預警信息傳遞“最后一公里”問題：如何確保預警信息準確、及時地傳遞給所有潛在受影響人群。⑤缺乏長期連續(xù)觀測數(shù)據(jù)：影響對災(zāi)害發(fā)生規(guī)律和趨勢的深入研究。解決方案：發(fā)展更高分辨率、更廣覆蓋的遙感技術(shù)（如高光譜、雷達干涉）；研發(fā)小型化、智能化、低成本的觀測設(shè)備（如智能浮標、水下機器人）；建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和共享平臺；改進數(shù)值模型，發(fā)展數(shù)據(jù)同化技術(shù)；優(yōu)化預警信息發(fā)布渠道，利用移動通信、社交媒體等；加強國際合作，共建共享全球觀測網(wǎng)絡(luò)。3.答：以臺風為例：監(jiān)測：利用衛(wèi)星遙感（跟蹤臺風路徑、強度變化、云圖結(jié)構(gòu)）、雷達（監(jiān)測降雨、風場）、船舶/浮標（實測環(huán)境參數(shù)）、岸基觀測（風壓、浪況）進行全方位監(jiān)測。預警：分析臺風路徑預報模型（結(jié)合動力學和統(tǒng)計方法），預測其未來移動方向、強度變化和登陸/影響時間；建立風雨浪預報模型，預測影響區(qū)域的風速、雨量、海浪高度；評估可能受影響的區(qū)域和程度；將預報結(jié)果轉(zhuǎn)化為預警級別（如藍、黃、橙、紅）并通過官方渠道發(fā)布。關(guān)鍵環(huán)節(jié)：實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取與傳輸、高精度路徑與強度預報模型的運行、預報結(jié)果的可視化與評估、預警信息的規(guī)范發(fā)布與傳播。4.答：潛力：大數(shù)據(jù)技術(shù)可處理分析海量的、多源異構(gòu)的海洋監(jiān)測數(shù)據(jù)（遙感、傳感器、模型輸出等），發(fā)現(xiàn)隱藏的災(zāi)害前兆信息和模式，提高預測精度。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)海洋觀測設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)遠程監(jiān)控、自組網(wǎng)、故障診斷，降低運維成本，提高監(jiān)測的自動化和實時性。前景：構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的智能化、立體化海洋災(zāi)害監(jiān)測預警網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)從“人找信息”到“信息找人”的轉(zhuǎn)變；發(fā)展基于大數(shù)據(jù)的智能預警算法和決策支持系統(tǒng)；利用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對重點區(qū)域、關(guān)鍵節(jié)點的精細化、自動化監(jiān)測；推動海洋災(zāi)害監(jiān)測預警向精準化、智能化、服務(wù)化方向發(fā)展。四、計算題答：分析步驟：①信號特征識別：判斷記錄到的海面位移信號是否具有海嘯典型的長周期、大振幅特征。②時間序列分析：分析信號上升、峰值、下降時間，判斷其變化速率和持續(xù)時間是否符合