2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——大氣科學(xué)與風(fēng)電資源開發(fā)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項不是影響近地面風(fēng)速的主要因素？A.大氣層結(jié)穩(wěn)定性B.地表粗糙度C.地形效應(yīng)D.大氣絕對濕度2.在風(fēng)能資源評估中，風(fēng)能密度是指？A.單位時間通過單位面積的風(fēng)的動能B.風(fēng)速的立方C.風(fēng)速與空氣密度的乘積D.風(fēng)速與空氣溫度的比值3.鋒面過境時，通常不會出現(xiàn)哪種天氣現(xiàn)象？A.氣溫驟降B.氣壓升高C.風(fēng)向突變D.強降水4.大氣中的水汽達到飽和狀態(tài)時，其對應(yīng)的溫度稱為？A.沸點B.臨界溫度C.露點D.冰點5.對于風(fēng)電場選址而言，以下哪種地形通常不利于風(fēng)資源開發(fā)？A.開闊平原B.山谷地形C.海岸線附近D.順風(fēng)坡6.風(fēng)速風(fēng)向玫瑰圖主要用于？A.繪制天氣系統(tǒng)發(fā)展軌跡B.分析某地風(fēng)資源統(tǒng)計特征C.預(yù)報未來24小時天氣變化D.評估大氣污染擴散條件7.大氣邊界層的高度通常與什么因素相關(guān)？A.大氣環(huán)流類型B.地表溫度C.季節(jié)變化D.以上所有8.下列哪種大氣現(xiàn)象對風(fēng)電場葉片造成的主要威脅？A.大霧B.霜凍C.雷擊D.沙塵暴9.氣壓梯度力是形成風(fēng)的主要原因，它的大小與什么成正比？A.氣壓差B.地球自轉(zhuǎn)角速度C.空氣密度D.以上都與氣壓梯度力大小成正比10.利用天氣圖分析鋒面系統(tǒng)時，暖鋒過境后，氣溫通常會？A.持續(xù)下降B.持續(xù)上升C.短時劇降后回升D.保持不變二、填空題（每空1分，共15分）1.風(fēng)能資源的形成主要基于大氣的________和________過程。2.大氣干絕熱遞減率是指干空氣在絕熱過程中，溫度隨高度每增加1攝氏度，溫度大約上升________。3.風(fēng)電場運行中，低空風(fēng)切變是指風(fēng)速隨________的垂直變化。4.影響風(fēng)資源評估精度的因素包括氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量、________和地形復(fù)雜度。5.氣旋過境時，中心氣壓________，盛行________風(fēng)。6.大氣中的水汽凝結(jié)需要滿足兩個條件：達到飽和狀態(tài)和存在________。7.風(fēng)玫瑰圖中的實線通常表示________，虛線表示________。8.風(fēng)電場選址氣象評估需要考慮的有利條件包括充足的風(fēng)資源、安全的________條件和穩(wěn)定的________條件。9.大氣污染物垂直擴散能力在________層結(jié)條件下最強。10.雷暴天氣對風(fēng)電場的主要危害包括雷電擊擊、強風(fēng)和________。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述地表粗糙度對近地面風(fēng)速的影響。2.簡述大氣濕度對風(fēng)能密度的影響。3.簡述風(fēng)電場選址過程中，氣象條件評估需要考慮的主要因素。4.簡述溫度層結(jié)不穩(wěn)定對風(fēng)能資源的影響。四、計算題（每題10分，共20分）1.某地測得地面氣壓為1013hPa，500hPa高度上的氣壓為533hPa。假設(shè)該氣柱為干空氣，計算從地面到500hPa的平均氣壓高度梯度（單位：hPa/km）。(提示：可忽略地球曲率影響)2.已知某風(fēng)電場測得10米高度處的風(fēng)速為15m/s，若地表粗糙度為中等，根據(jù)風(fēng)廊線理論（冪律公式），估算50米高度處的風(fēng)速（冪指數(shù)取0.15）。五、綜合分析題（15分）假設(shè)你需要為某地擬建一個風(fēng)電場項目進行氣象條件評估。請結(jié)合你所學(xué)的大氣科學(xué)知識，分析該項目可能面臨的主要氣象風(fēng)險（至少列舉四種），并簡述針對這些風(fēng)險應(yīng)采取的氣象服務(wù)保障措施。試卷答案一、選擇題1.D2.A3.B4.C5.B6.B7.B8.C9.D10.B二、填空題1.水汽蒸發(fā)水汽凝結(jié)（或潛熱釋放）2.13.高度4.氣象站間距（或觀測資料代表性）5.降低逆（或偏）6.水汽凝結(jié)核（或凝華核）7.實測風(fēng)速風(fēng)向虛擬風(fēng)速風(fēng)向（或統(tǒng)計分析結(jié)果）8.極端天氣（或氣象災(zāi)害）風(fēng)資源穩(wěn)定性（或風(fēng)能可利用性）9.不穩(wěn)定（或絕對不穩(wěn)定）10.大風(fēng)（或強降水）三、簡答題1.解析思路：地表粗糙度影響近地面空氣的湍流交換。粗糙地表（如森林、城市）會阻礙空氣流動，增加空氣摩擦，導(dǎo)致近地面風(fēng)速減?。还饣乇恚ㄈ玳_闊水面、草地）摩擦阻力小，近地面風(fēng)速相對較大。風(fēng)速隨高度增加，粗糙度的影響逐漸減弱。2.解析思路：風(fēng)能密度計算公式為E=0.5*ρ*v^3，其中ρ為空氣密度，v為風(fēng)速?？諝饷芏圈阎饕軠囟群蜌鈮河绊?。溫度降低，空氣密度增大；氣壓降低（海拔升高），空氣密度減小。在一定風(fēng)速范圍內(nèi)，空氣密度越大，風(fēng)能密度越高。因此，低溫和高海拔地區(qū)雖然風(fēng)速可能不大，但空氣密度大，風(fēng)能密度也可能較高。3.解析思路：風(fēng)電場選址氣象評估需考慮：①風(fēng)資源豐富度：年/季/月平均風(fēng)速、風(fēng)功率密度、可利用小時數(shù)等；②風(fēng)資源穩(wěn)定性：風(fēng)速風(fēng)向的變率、靜風(fēng)率等；③極端天氣風(fēng)險：雷暴、冰凍、大風(fēng)、低空風(fēng)切變等發(fā)生頻率和強度；④大氣能見度：影響直升機巡檢和遠(yuǎn)處觀測；⑤氣象觀測條件：選址地及周邊氣象站點的觀測代表性。4.解析思路：溫度層結(jié)不穩(wěn)定（如逆溫層消失）有利于大氣垂直混合，空氣對流旺盛，常伴隨湍流增強。湍流增強會導(dǎo)致近地面風(fēng)速增大且波動加劇，尤其低空風(fēng)切變可能增大，這使得風(fēng)能資源不僅強度可能增加，但穩(wěn)定性（可利用性）和發(fā)電功率的平穩(wěn)性可能下降。因此，不穩(wěn)定層結(jié)對發(fā)電量有正面也有負(fù)面效應(yīng)，需綜合評估。四、計算題1.解析思路：氣壓高度梯度是指單位水平距離上的氣壓差。計算平均梯度時，可用地面氣壓與500hPa氣壓之差除以高度差（500km）。注意單位統(tǒng)一，1hPa/km即百帕每公里。計算：ΔP=1013hPa-533hPa=480hPa；Δz=500hPa≈500km。平均氣壓高度梯度≈480hPa/500km=0.96hPa/km。2.解析思路：風(fēng)廊線理論描述風(fēng)速隨高度變化的規(guī)律，冪律公式為u(z)=u(z0)*(z/z0)^α，其中u(z)是高度z處風(fēng)速，u(z0)是參考高度z0處風(fēng)速，α是風(fēng)廊線指數(shù)。已知z0=10m,u(z0)=15m/s,z=50m,α=0.15，代入公式求解。計算：u(50m)=15m/s*(50m/10m)^0.15=15m/s*(5)^0.15≈15m/s*1.174=17.61m/s。約等于17.6m/s。五、綜合分析題解析思路：本題考察綜合應(yīng)用氣象知識分析實際工程問題的能力。首先，要識別風(fēng)電場運行可能遇到的主要氣象威脅，這些威脅應(yīng)來自大氣現(xiàn)象或氣象要素的極端變化。其次，針對每種風(fēng)險，要提出具體的氣象服務(wù)措施，措施應(yīng)具有針對性和可行性。需要結(jié)合大氣科學(xué)原理進行闡述。答案要點：可能面臨的主要氣象風(fēng)險：1.雷暴天氣：可能導(dǎo)致風(fēng)電場設(shè)備（葉片、塔筒、電氣系統(tǒng)）遭受雷擊損壞，威脅人員安全，并可能引發(fā)火災(zāi)。2.強風(fēng)及低空風(fēng)切變：可能導(dǎo)致葉片疲勞損壞、超速旋轉(zhuǎn)、塔筒基礎(chǔ)受力過大，甚至停機；低空風(fēng)切變對風(fēng)機啟動和變槳控制不利。3.冰凍/覆冰：葉片和塔筒覆冰會增加重量，改變氣動外形，導(dǎo)致氣動性能下降、載荷增加，嚴(yán)重時可能引發(fā)結(jié)構(gòu)破壞。4.極端低溫：可能導(dǎo)致設(shè)備材料性能變化、潤滑系統(tǒng)失效、電池性能下降、啟動困難等。5.沙塵暴：可能磨損葉片表面，影響空氣動力學(xué)性能，堵塞設(shè)備散熱通道，甚至導(dǎo)致停機。6.大霧/低能見度：影響直升機巡檢、無人機觀測和運維人員安全，可能導(dǎo)致需要降低出力或停機。氣象服務(wù)保障措施：1.雷暴風(fēng)險評估與預(yù)警：開展項目所在區(qū)域的雷電活動規(guī)律分析，建立雷電風(fēng)險評估模型。提供高精度、短臨的雷暴預(yù)警信息，及時發(fā)布雷電預(yù)警等級，指導(dǎo)風(fēng)機采取防雷接地措施，必要時建議停機。2.風(fēng)能功率預(yù)測與風(fēng)情預(yù)警：利用數(shù)值模式、機器學(xué)習(xí)等方法提供高分辨率、長時效的風(fēng)能功率預(yù)測。提供包含風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)切變等參數(shù)的精細(xì)化風(fēng)情預(yù)警，用于發(fā)電量預(yù)測、設(shè)備狀態(tài)評估和運行決策。3.覆冰監(jiān)測與預(yù)警：部署覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)（如紅外、超聲波），結(jié)合氣象要素（溫度、濕度、降水）預(yù)測模型，提供覆冰預(yù)警，指導(dǎo)機組運行方式調(diào)整（如變槳、停機）或啟動融冰裝置。4.極端溫度預(yù)警：提供極端低溫預(yù)警，關(guān)注對設(shè)備性能的影響