2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——?dú)庀笮l(wèi)星技術(shù)在航空氣象中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在括號內(nèi)）1.在航空氣象應(yīng)用中，地球靜止氣象衛(wèi)星的主要優(yōu)勢在于（）。A.提供全球范圍內(nèi)的高時間分辨率觀測B.能夠觀測到地球表面的任何區(qū)域C.能夠提供高精度的風(fēng)場反演結(jié)果D.運(yùn)行在接近極地軌道，覆蓋范圍廣2.氣象衛(wèi)星上用于測量地球表面或大氣紅外輻射亮溫的傳感器主要工作在（）。A.可見光波段B.微波波段C.紅外波段D.超聲波波段3.以下哪種氣象衛(wèi)星資料對于監(jiān)測高空急流和大型天氣系統(tǒng)的發(fā)展演變尤為關(guān)鍵？（）A.低分辨率的全天候紅外云圖B.高分辨率的可見光云圖C.微波輻射計(jì)獲取的水汽圖像D.氣象雷達(dá)探測的局地風(fēng)場4.利用氣象衛(wèi)星紅外云頂亮溫數(shù)據(jù)進(jìn)行云分類時，通常認(rèn)為亮溫值越低，對應(yīng)的云層（）。A.越厚B.越冷，可能含水量越大C.越薄D.越接近地面5.在航空氣象中，利用氣象衛(wèi)星資料估算大氣可降水量，主要依據(jù)的是哪種傳感器的探測原理？（）A.可見光相機(jī)B.紅外輻射計(jì)C.微波輻射計(jì)或散射計(jì)D.高頻雷達(dá)6.氣象衛(wèi)星上的散射計(jì)通過測量什么來反演大氣水汽含量或風(fēng)場？（）A.大氣分子的紅外吸收B.降水粒子對微波的散射信號C.云層對可見光的反射D.地面溫度的輻射7.對于航空器在航線上的結(jié)冰風(fēng)險預(yù)報，氣象衛(wèi)星資料的主要應(yīng)用價值在于（）。A.直接測量飛機(jī)機(jī)翼表面的結(jié)冰厚度B.提供大范圍的冰晶濃度和過冷水汽信息C.精確測量航線上的風(fēng)切變強(qiáng)度D.實(shí)時監(jiān)測飛機(jī)發(fā)動機(jī)的排氣溫度8.衛(wèi)星云頂亮溫（TBB）值受多種因素影響，其中最主要的是（）。A.云的含水量B.云的厚度C.云的粒子尺度D.大氣中的水汽含量9.將氣象衛(wèi)星觀測到的輻射亮度轉(zhuǎn)換為地面實(shí)際氣象要素（如溫度、水汽）的過程稱為（）。A.輻射校正B.大氣校正C.成像處理D.數(shù)據(jù)反演10.與傳統(tǒng)地面氣象觀測相比，氣象衛(wèi)星觀測的主要優(yōu)勢之一是（）。A.觀測站點(diǎn)分布均勻B.能夠提供連續(xù)的、大范圍的空間覆蓋C.觀測數(shù)據(jù)精度更高D.受地面地形影響較小二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填寫在橫線上）1.地球靜止氣象衛(wèi)星通常采用_______技術(shù)來接收和發(fā)送氣象信息。2.氣象衛(wèi)星遙感的主要物理基礎(chǔ)是_______和_______。3.衛(wèi)星紅外云圖上，白色或亮白色的區(qū)域通常代表_______，而深藍(lán)色或黑色區(qū)域通常代表_______。4.微波輻射計(jì)可以全天候探測云，其探測原理是基于大氣對_______的吸收和發(fā)射特性。5.氣象衛(wèi)星資料在機(jī)場航空氣象服務(wù)中，可用于監(jiān)測_______、跑道結(jié)冰、低空風(fēng)切變等。6.衛(wèi)星風(fēng)場反演的主要方法包括_______法和_______法。7.衛(wèi)星遙感資料在航空氣象應(yīng)用中，其精度受大氣_______、傳感器_______和數(shù)據(jù)處理方法等多種因素影響。8.利用氣象衛(wèi)星云圖進(jìn)行航路天氣預(yù)報時，需要關(guān)注云的_______、_______、移動方向和速度等特征。9._______是目前全球???最主要的地球靜止氣象衛(wèi)星系統(tǒng)之一，為航空氣象提供重要的監(jiān)測信息。10.為了提高氣象衛(wèi)星資料的可用性，需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行_______和_______。三、名詞解釋（每題3分，共12分。請給出簡潔、準(zhǔn)確的定義）1.衛(wèi)星云頂亮溫（TBB）2.大氣可降水量反演3.氣象衛(wèi)星輻射定標(biāo)4.卷云判別算法四、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述氣象衛(wèi)星資料在提供航路天氣預(yù)報方面的主要作用。2.比較可見光云圖和紅外云圖在航空氣象應(yīng)用中的主要區(qū)別。3.簡述氣象衛(wèi)星資料在機(jī)場氣象觀測中至少三個方面的應(yīng)用。4.提出兩種利用氣象衛(wèi)星資料進(jìn)行風(fēng)場反演的方法，并簡述其基本原理。五、論述題（10分。請結(jié)合具體衛(wèi)星產(chǎn)品和應(yīng)用場景，論述氣象衛(wèi)星技術(shù)在解決某一具體航空氣象問題中的價值。）例如，可以論述氣象衛(wèi)星資料在監(jiān)測和預(yù)警航線上潛在的結(jié)冰條件方面的應(yīng)用價值，包括利用哪些類型的衛(wèi)星資料、關(guān)注哪些關(guān)鍵參數(shù)、分析哪些特征、以及如何輔助飛行員決策或空管服務(wù)。試卷答案一、選擇題1.A2.C3.C4.B5.C6.B7.B8.B9.D10.B二、填空題1.雷達(dá)2.電磁輻射；大氣輻射傳輸3.高云；低云（或晴空）4.微波5.航路天氣（或云、霧、降水）6.風(fēng)場相關(guān)法；差分干涉雷達(dá)（DID）（或Doppler雷達(dá)）7.透過率；性能8.類型；性質(zhì)（或強(qiáng)度）9.GOES10.校正；處理三、名詞解釋1.衛(wèi)星云頂亮溫（TBB）：指從衛(wèi)星傳感器接收到云頂反射或發(fā)射的紅外輻射亮度，經(jīng)過定標(biāo)后轉(zhuǎn)換得到的溫度值，是表征云層特征的重要參數(shù)。2.大氣可降水量反演：指利用氣象衛(wèi)星（如微波輻射計(jì)或散射計(jì)）探測到的微波信號，通過一定的算法或模型，反演計(jì)算出大氣柱內(nèi)總水汽含量的過程。3.氣象衛(wèi)星輻射定標(biāo)：指將衛(wèi)星傳感器接收到的原始輻射信號（電壓或數(shù)字量）通過與已知物理量（如地物溫度、黑體輻射等）進(jìn)行對比或利用模型算法，將其轉(zhuǎn)換為具有物理意義的單位（如溫度、輻射亮度等）的過程。4.卷云判別算法：指利用衛(wèi)星云圖（特別是紅外云圖）上卷云具有獨(dú)特的亮溫特征（通常較暖）以及其他物理特性（如亮度梯度、紋理等），通過設(shè)定閾值或采用模式識別等方法，自動識別和區(qū)分卷云的技術(shù)。四、簡答題1.簡述氣象衛(wèi)星資料在提供航路天氣預(yù)報方面的主要作用。解析思路：答出衛(wèi)星資料能提供大范圍、連續(xù)監(jiān)測；答出能觀測到傳統(tǒng)方法難以覆蓋的區(qū)域（如高空、海上）；答出能監(jiān)測天氣系統(tǒng)（如云、風(fēng)、溫、濕、降水）的生消演變，為預(yù)報提供依據(jù)。例如：可提供大范圍、連續(xù)的云圖和水汽圖像，實(shí)時監(jiān)測天氣系統(tǒng)的移動和發(fā)展，彌補(bǔ)地面觀測的時空局限性，為航路天氣預(yù)報提供關(guān)鍵信息支撐。2.比較可見光云圖和紅外云圖在航空氣象應(yīng)用中的主要區(qū)別。解析思路：從工作原理（亮溫vs反射率）、觀測條件（白天vs全天）、信息內(nèi)容（云頂形態(tài)/性質(zhì)vs云頂溫度/高度）、應(yīng)用側(cè)重（識別云底/地表vs識別云頂高度/厚度）等方面比較。例如：可見光云圖依賴陽光反射，主要顯示云的形態(tài)和覆蓋范圍，白天使用，能反映地表狀況；紅外云圖依據(jù)云頂發(fā)射的紅外輻射，亮溫與云頂高度和溫度相關(guān)，可全天觀測，主要用于判斷云層類型和高度。3.簡述氣象衛(wèi)星資料在機(jī)場氣象觀測中至少三個方面的應(yīng)用。解析思路：列舉機(jī)場運(yùn)行密切相關(guān)的氣象要素，并說明衛(wèi)星如何提供信息。例如：可監(jiān)測機(jī)場及周邊區(qū)域的云層覆蓋、霧的形成與消散、跑道結(jié)冰的風(fēng)險（通過溫度或水汽圖像判斷）、低空風(fēng)場變化（輔助了解起降天氣）、以及監(jiān)測惡劣天氣（如冰雹、雷暴）接近機(jī)場的情況。4.提出兩種利用氣象衛(wèi)星資料進(jìn)行風(fēng)場反演的方法，并簡述其基本原理。解析思路：列出兩種主流或代表性方法，并簡述其核心原理。例如：方法一，風(fēng)場相關(guān)法：利用連續(xù)時次衛(wèi)星云圖上特征云體（如小團(tuán)塊）的空間位移，通過計(jì)算其位移矢量來估算風(fēng)場。方法二，差分干涉雷達(dá)（DID）（或Doppler雷達(dá)，若考慮未來或特定衛(wèi)星）：利用衛(wèi)星上搭載的DID系統(tǒng)發(fā)射的微波信號與大氣分子或降水粒子相互作用產(chǎn)生的相位差變化，通過處理相位信息來直接反演風(fēng)場分量。五、論述題（以下提供一個論述方向和思路，非唯一標(biāo)準(zhǔn)答案）論述氣象衛(wèi)星資料在監(jiān)測和預(yù)警航線上潛在的結(jié)冰條件方面的應(yīng)用價值。解析思路：1.引出結(jié)冰對航空安全的危害性。2.說明衛(wèi)星資料如何提供結(jié)冰相關(guān)的物理前提：利用紅外云圖識別高空云層（特別是卷云、高層云、冰晶云），因?yàn)檫@些云層是結(jié)冰的主要發(fā)生環(huán)境；利用微波水汽圖像或輻射計(jì)亮溫估算大氣可降水量，高水汽含量通常伴隨結(jié)冰條件；利用紅外云圖或微波輻射計(jì)估算高空溫度，識別低于0℃的低溫區(qū)域。3.闡述具體應(yīng)用：飛行員通