2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——熱帶氣旋發(fā)展及路徑預(yù)測研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種天氣系統(tǒng)通常被認(rèn)為是熱帶氣旋形成的“溫床”？A.冷鋒B.熱帶輻合帶(ITCZ)C.副熱帶高壓D.季風(fēng)槽2.熱帶氣旋發(fā)展過程中，其中心附近最大風(fēng)速半徑通常出現(xiàn)在哪個階段？A.初生階段B.發(fā)展增強(qiáng)階段C.衰亡階段D.以上都不是3.以下哪個因素對熱帶氣旋的加強(qiáng)具有顯著的抑制作用？A.海水表面溫度較高B.環(huán)境風(fēng)垂直切變較小C.地面摩擦力較小D.大氣層結(jié)不穩(wěn)定4.熱帶氣旋的“眼”通常具有什么特征？A.氣壓最低、風(fēng)力最大B.氣壓最高、風(fēng)力最大C.氣壓最低、風(fēng)力最小D.氣壓最高、風(fēng)力最小5.影響熱帶氣旋路徑轉(zhuǎn)向的“引導(dǎo)氣流”通常是指什么？A.熱帶輻合帶內(nèi)的氣流B.副熱帶高壓的邊緣氣流C.地轉(zhuǎn)氣流D.摩擦力產(chǎn)生的氣流6.以下哪種觀測手段對于獲取熱帶氣旋內(nèi)部精細(xì)結(jié)構(gòu)信息尤為重要？A.氣象衛(wèi)星紅外云圖B.遙感探空C.地面氣象站D.極軌衛(wèi)星可見光云圖7.熱帶氣旋路徑預(yù)測中，“引導(dǎo)氣流”描述的是哪個尺度的氣流特征？A.小尺度B.中尺度C.大尺度D.局地尺度8.數(shù)值天氣預(yù)報模式在熱帶氣旋路徑預(yù)測中扮演的角色主要是？A.直接預(yù)報臺風(fēng)路徑和強(qiáng)度B.提供高分辨率的環(huán)境場分析C.獨(dú)立替代統(tǒng)計預(yù)測方法D.僅用于預(yù)報臺風(fēng)降水9.統(tǒng)計預(yù)報方法通常依賴于哪些數(shù)據(jù)？A.數(shù)值模式輸出B.實際觀測資料和歷史統(tǒng)計規(guī)律C.人工智能算法D.地球物理場數(shù)據(jù)10.熱帶氣旋過境后，其留下的“氣旋后槽”通常會導(dǎo)致什么天氣現(xiàn)象？A.持續(xù)晴朗高溫B.短時強(qiáng)降水和雷暴C.持續(xù)陰雨和降溫D.地面風(fēng)力再次達(dá)到峰值二、填空題（每空1分，共10分）1.熱帶氣旋按中心附近最大風(fēng)力分為______、______、______、______、______五個等級。2.熱帶氣旋發(fā)展的三個主要階段依次是______、______和______。3.環(huán)境垂直風(fēng)切變的大小是影響熱帶氣旋發(fā)展的重要因子，通常______有利于其發(fā)展，而______則對其發(fā)展不利。4.熱帶氣旋路徑預(yù)測的不確定性主要來源于對______和______的預(yù)報誤差。5.衛(wèi)星云圖是監(jiān)測熱帶氣旋______、______和______的重要工具。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述熱帶氣旋發(fā)展的三個主要階段及其主要特征。2.解釋什么是“環(huán)境垂直風(fēng)切變”，并說明其對熱帶氣旋發(fā)展的具體影響機(jī)制。3.列舉影響熱帶氣旋路徑的主要環(huán)境因子，并簡述其作用。4.簡述熱帶氣旋生命史中“眼壁替換”現(xiàn)象的基本過程及其意義。四、論述題（每題10分，共20分）1.結(jié)合影響熱帶氣旋發(fā)展的主要環(huán)境因子，論述一個典型的強(qiáng)熱帶氣旋是如何形成和增強(qiáng)的。2.談?wù)勀銓Ξ?dāng)前熱帶氣旋路徑預(yù)測技術(shù)的主要方法及其局限性的理解。---試卷答案一、選擇題1.B2.B3.D4.C5.B6.A7.C8.B9.B10.C二、填空題1.熱帶低壓，熱帶風(fēng)暴，強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，臺風(fēng)，強(qiáng)臺風(fēng)2.初生階段，發(fā)展增強(qiáng)階段，衰亡階段3.較小，較大4.環(huán)境場（尤其是引導(dǎo)氣流），初始擾動5.位置，強(qiáng)度，動態(tài)變化三、簡答題1.初生階段：從熱帶擾動發(fā)展形成熱帶低壓，氣旋性環(huán)流初步建立，云團(tuán)組織松散，對流活動較弱，中心風(fēng)力小于17.2m/s。發(fā)展增強(qiáng)階段：氣旋性環(huán)流加強(qiáng)，云團(tuán)組織變得密集，對流活動旺盛并出現(xiàn)螺旋雨帶，中心風(fēng)力達(dá)到熱帶風(fēng)暴級別（17.2-24.4m/s）并繼續(xù)增強(qiáng)。衰亡階段：氣旋性環(huán)流減弱，云系組織松散，對流活動減弱或消失，中心風(fēng)力減弱至熱帶低壓以下或消失。2.環(huán)境垂直風(fēng)切變：指在垂直方向上，風(fēng)向和/或風(fēng)速的變化率。其對熱帶氣旋發(fā)展的影響機(jī)制是：較小的垂直風(fēng)切變有利于垂直方向上的暖濕空氣輻合上升，有利于對流組織和釋放，提供正反饋，促進(jìn)熱帶氣旋發(fā)展；較大的垂直風(fēng)切變則會割裂氣旋內(nèi)部的垂直環(huán)流，阻礙暖濕空氣的持續(xù)供應(yīng)和能量釋放，從而抑制甚至摧毀熱帶氣旋的發(fā)展。3.主要環(huán)境因子及作用：*海溫：提供熱帶氣旋發(fā)展所需的能量。海溫越高（通常需≥26.5°C且持續(xù)一定深度），能量供應(yīng)越充足，越有利于發(fā)展。*環(huán)境濕度：影響對流潛熱釋放效率。高空濕度大，對流更旺盛，有利于發(fā)展。*環(huán)境垂直風(fēng)切變：如簡答1所述，小有利于發(fā)展，大不利于發(fā)展。*高層流出：強(qiáng)勁的高空流出有利于維持低空輻合，提供正反饋，有利于增強(qiáng)。*副熱帶高壓：其位置、強(qiáng)度和脊線形態(tài)決定了熱帶氣旋的“引導(dǎo)氣流”方向，是影響路徑的關(guān)鍵因子。高壓脊前部的偏南氣流引導(dǎo)向西北，高壓脊后部的偏北氣流引導(dǎo)向東北。*科里奧利參數(shù)：決定了氣旋性環(huán)流的建立，是形成熱帶氣旋的必要條件，其大小影響氣旋移動速度和方向。4.眼壁替換：指在熱帶氣旋增強(qiáng)過程中，原有的眼壁被新的、更強(qiáng)勁的眼壁所取代的現(xiàn)象。過程大致為：隨著氣旋增強(qiáng)，原有的眼壁的對流組織被強(qiáng)烈輻散帶走，同時眼壁外圈的對流單體向內(nèi)發(fā)展，并最終連接起來形成一個新的、更完整、更緊湊的眼壁，而舊眼壁中心則逐漸填塞并“消失”。其意義在于，眼壁替換通常伴隨著熱帶氣旋強(qiáng)度的快速、劇烈增強(qiáng)（ExtratropicalTransition），新眼壁形成后，氣旋通常達(dá)到其強(qiáng)度巔峰。四、論述題1.一個典型的強(qiáng)熱帶氣旋的形成和增強(qiáng)，通常首先需要一個具備初始擾動（如熱帶波、東風(fēng)波）的暖濕環(huán)境。當(dāng)這個擾動移入海溫持續(xù)高于26.5°C且深度足夠（至少達(dá)50米）、高空濕度適宜的區(qū)域時，便具備了發(fā)展的基礎(chǔ)。在此條件下，科里奧利力促使擾動中的氣流開始輻合旋轉(zhuǎn)，形成初始的氣旋性環(huán)流（熱帶低壓）。隨后，若環(huán)境垂直風(fēng)切變較小，高層輻散良好，地面摩擦力相對較小，暖濕空氣能有效地在垂直方向上輻合上升并釋放潛熱，這便提供了熱帶氣旋發(fā)展所需的正反饋能量。隨著能量的不斷積累，氣旋性環(huán)流和中心低氣壓不斷加深加強(qiáng)，對流活動日益旺盛，螺旋云帶向中心密集wrapping，中心最大風(fēng)力逐漸增強(qiáng)，依次達(dá)到熱帶風(fēng)暴、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴、臺風(fēng)等級。在此增強(qiáng)過程中，副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度起著重要的“引導(dǎo)者”作用，決定了氣旋的移動路徑。同時，氣旋內(nèi)部可能出現(xiàn)眼壁形成和替換，通常伴隨著強(qiáng)度的快速躍升。整個發(fā)展過程是海溫、濕度、風(fēng)切變、輻合輻散、科里奧利參數(shù)等多種環(huán)境因子綜合作用的結(jié)果。2.當(dāng)前熱帶氣旋路徑預(yù)測技術(shù)主要包括統(tǒng)計模型和數(shù)值模式兩類。數(shù)值模式通過求解大氣運(yùn)動的基本方程組，模擬熱帶氣旋在大氣環(huán)境中的運(yùn)動和演變。常用的模式有基于流體力學(xué)的大氣動力學(xué)模式（如WRF、GRAPES等），也有專門針對臺風(fēng)的統(tǒng)計動力學(xué)模式。數(shù)值模式能提供較為細(xì)致的時空結(jié)構(gòu)和物理量場信息，是現(xiàn)代預(yù)報的主要手段，但其精度受初始場準(zhǔn)確性和模式本身物理方案、分辨率限制，且對中小尺度過程的模擬仍有挑戰(zhàn)。統(tǒng)計預(yù)報方法則主要基于歷史觀測和預(yù)報資料，利用統(tǒng)計回歸、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)建立預(yù)報因子（如環(huán)境場參數(shù)、歷史路徑特征等）與預(yù)報量（未來路徑和強(qiáng)度）之間的統(tǒng)計關(guān)系。這類方法計算簡單、快速，能較好地反映某些平均統(tǒng)計規(guī)律，尤其適用于提供集合預(yù)報或概率預(yù)報，但其物理意義解