2025年大學《大氣科學》專業(yè)題庫——大氣層中的亞熱帶高原氣象研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪個地區(qū)通常不被認為是典型的亞熱帶高原區(qū)域？A.喜馬拉雅山脈中段B.青藏高原大部C.安第斯山脈中段D.東非高原2.亞熱帶高原季風環(huán)流建立和發(fā)展的主要驅(qū)動力是？A.海陸熱力性質(zhì)差異B.高原與周邊低緯度地區(qū)的巨大熱力差異C.地形抬升作用D.季節(jié)性行星波的頻繁活動3.亞熱帶高原地區(qū)常出現(xiàn)的“夜雨”現(xiàn)象，其主要成因是？A.白天對流旺盛，降水持續(xù)夜間減弱B.地形背風坡下沉氣流形成晴朗夜空，水汽凝結(jié)C.季風槽過境導致的連續(xù)性降水D.高原上空逆溫層穩(wěn)定，水汽積聚夜間釋放4.導致亞熱帶高原地區(qū)出現(xiàn)熱力阻塞現(xiàn)象的主要因素是？A.西風帶急流長時間穩(wěn)定維持在該區(qū)域上空B.高原自身強大的熱源或冷源，改變局地動力平衡C.強大的季風系統(tǒng)與行星波的疊加D.地形障礙物引起的局地繞流氣流5.亞熱帶高原對區(qū)域水循環(huán)最主要的貢獻是？A.制造大量水汽，為周邊地區(qū)提供降水B.作為強大的熱源，增加區(qū)域大氣濕度C.增強大氣對流活動，導致局地強降水D.作為水汽匯，對周邊水汽輸送產(chǎn)生阻擋作用6.在亞熱帶高原氣象研究中，衛(wèi)星遙感主要優(yōu)勢在于？A.獲取高時間分辨率的地表溫度場B.直接測量高空風場和氣壓場C.精確測量大氣水汽含量和云微物理參數(shù)D.長期連續(xù)觀測特定區(qū)域的氣象要素變化7.與中緯度山地相比，亞熱帶高原氣候年較差和日較差通常？A.年較差和日較差都更大B.年較差和日較差都更小C.年較差更大，日較差更小D.年較差更小，日較差更大8.“焚風”現(xiàn)象在亞熱帶高原地區(qū)的典型表現(xiàn)是？A.山谷風環(huán)流加強B.山口附近氣溫顯著升高，相對濕度降低C.雷暴活動頻繁D.降水過程伴隨強烈的降溫9.亞熱帶高原季風環(huán)流對全球氣候系統(tǒng)的影響之一是？A.顯著增強北半球副熱帶高壓帶B.削弱了熱帶印度洋季風的強度C.是亞洲夏季風的重要成員，影響東亞和東南亞氣候D.導致全球同緯度地區(qū)氣溫普遍升高10.當前亞熱帶高原氣象研究面臨的主要挑戰(zhàn)之一是？A.缺乏對該區(qū)域高空大氣運動的長期連續(xù)觀測資料B.難以將局地過程與全球尺度氣候變率有效連接C.數(shù)值模式對高原復雜地形和局地熱力過程的模擬能力仍有限D(zhuǎn).高原地區(qū)自動化氣象站密度過低二、填空題1.亞熱帶高原地區(qū)的季風環(huán)流通常具有明顯的______和______特征。2.高原熱力過程，特別是白天強烈的______，是許多高原天氣現(xiàn)象的重要能量來源。3.影響亞熱帶高原區(qū)域氣候的關(guān)鍵大氣環(huán)流因素包括季風、______和行星波活動。4.亞熱帶高原地區(qū)的降水分布常呈現(xiàn)顯著的______特征，干濕季分明。5.利用衛(wèi)星遙感技術(shù)可以反演亞熱帶高原地區(qū)的______、______等關(guān)鍵氣象要素。6.數(shù)值模擬是研究亞熱帶高原氣象過程的重要工具，但其模擬結(jié)果受______和______的影響顯著。7.高原地區(qū)的地形不僅影響局部環(huán)流，也能顯著改變______的分布和強度。三、名詞解釋1.亞熱帶高原季風指數(shù)2.熱力阻塞3.高原焚風4.地氣相互作用四、簡答題1.簡述亞熱帶高原季風環(huán)流與周圍區(qū)域（如大陸季風、海洋季風）的主要區(qū)別。2.分析地形因子對亞熱帶高原地區(qū)降水分布的影響機制。3.簡述亞熱帶高原熱源/熱匯變化可能對區(qū)域氣候產(chǎn)生的影響。4.簡要說明大氣行星波活動對亞熱帶高原天氣過程的影響。五、論述題1.結(jié)合大氣熱力學原理，論述亞熱帶高原地區(qū)白天和夜間熱量平衡的主要差異及其對近地面天氣現(xiàn)象的影響。2.探討亞熱帶高原在全球水循環(huán)和氣候變率中可能扮演的角色，并分析當前研究存在的不足和未來研究方向。試卷答案--------------------------------------------------一、選擇題1.B解析思路：青藏高原海拔極高（平均4000米以上），是典型的高原；安第斯山脈是南美洲西部一條巨大的年輕褶皺山系，其中段海拔也較高，是典型的高原；東非高原是非洲東部的一片古老地塊，海拔也較高，是典型的高原。喜馬拉雅山脈中段雖然海拔很高，但其更常被歸類為高海拔山地，而非典型的“亞熱帶高原”（通常亞熱帶高原指海拔相對沒那么極端、但處于亞熱帶緯度的高地）。2.B解析思路：亞熱帶高原地區(qū)通常海拔較高，氣溫相對低緯度同緯度地區(qū)偏低，形成熱力低值區(qū)。與低緯海洋或大陸相比，存在巨大的熱力差異，這種差異是驅(qū)動空氣從周邊流向高原，形成局地環(huán)流（類似季風環(huán)流）的主要動力。3.A解析思路：許多亞熱帶高原地區(qū)位于季風氣候區(qū)，白天受熱強烈，地面氣壓低，空氣上升，對流旺盛，易形成午后雷陣雨。到了夜晚，地面冷卻快，氣溫低，空氣下沉，天空云層消散，天氣轉(zhuǎn)晴，降水也隨之停止或顯著減少，形成“夜雨”。4.B解析思路：熱力阻塞是指由于高原自身強大的熱力性質(zhì)（如巨大的熱源或冷源）導致其上空大氣動力場發(fā)生異常，使得高低空氣流難以正常交換，高壓系統(tǒng)長時間維持或低壓系統(tǒng)難以建立和東移。這是阻塞高壓的一種特殊類型。5.A解析思路：亞熱帶高原地區(qū)通常水汽含量相對豐富（得益于附近洋面水汽輸送和地形抬升作用），其上升運動活躍，是重要的降水源地，為周邊地區(qū)（特別是下游地區(qū)）輸送了大量水汽，對區(qū)域乃至更大范圍的水循環(huán)格局有重要貢獻。6.D解析思路：衛(wèi)星遙感的主要優(yōu)勢在于能夠從宏觀尺度、大范圍、長時間序列上觀測地球表面和大氣狀態(tài)，尤其對于偏遠、地面觀測稀疏的亞熱帶高原地區(qū)，能夠提供連續(xù)、均勻覆蓋的觀測數(shù)據(jù)，彌補地面站網(wǎng)的不足。7.D解析思路：亞熱帶高原地區(qū)海拔高，離赤道近，全年獲得太陽輻射較多，但受地形抬升冷卻和云層覆蓋影響，地表和近地面氣溫變化相對平緩，導致氣溫年較差較小。同時，由于海拔高，氣壓低，晝夜溫差受地面熱容量和大氣透明度等因素影響，往往比同緯度的低海拔地區(qū)更大。8.B解析思路：焚風是指空氣流經(jīng)山地時，被迫沿山坡爬升，絕熱冷卻，到達山脊后高度降低，絕熱增溫，使得山口附近的氣溫顯著高于山麓，同時相對濕度降低，天氣干燥。9.C解析思路：亞熱帶高原季風（常指夏季風分量）是亞洲季風環(huán)流系統(tǒng)的重要組成部分，其季風風向、強度和降水分布深刻影響著中國南方、東南亞以及印度大部分地區(qū)的天氣和氣候。10.C解析思路：盡管已有較多觀測，但亞熱帶高原地形復雜，尺度精細，將其復雜的動力熱力過程完全嵌套在大尺度模式中仍然具有挑戰(zhàn)性，模擬能力的精度和可靠性仍是研究前沿面臨的問題。其他選項也是挑戰(zhàn)，但模擬能力有限是當前數(shù)值研究的關(guān)鍵難點。--------------------------------------------------二、填空題1.季節(jié)性變化顯著持續(xù)性解析思路：亞熱帶高原季風通常有明顯的季節(jié)轉(zhuǎn)換期，且在活躍期維持時間較長，風力較強。2.輻射加熱解析思路：白天太陽輻射是高原最主要的能量來源，強烈的輻射加熱導致地面和低層大氣溫度升高，產(chǎn)生熱力對流。3.西風帶解析思路：西風帶的活動會為高原地區(qū)帶來不同水汽和能量的大氣波動，與季風系統(tǒng)相互作用，影響高原天氣。4.經(jīng)向帶狀(或緯向帶狀)解析思路：受季風環(huán)流和地形共同影響，亞熱帶高原降水常沿特定的經(jīng)向或緯向帶狀分布。5.地表溫度大氣水汽含量(或水汽分布)解析思路：衛(wèi)星遙感是獲取大范圍地表溫度和大氣水汽含量信息的重要手段。6.模式物理方案模式分辨率(或模式參數(shù)化方案)解析思路：模式的模擬效果很大程度上取決于對物理過程（如輻射、對流、邊界層等）的參數(shù)化描述以及網(wǎng)格的精細程度。7.大氣環(huán)流(或天氣系統(tǒng))解析思路：地形能夠引導、阻擋或改變大氣環(huán)流路徑和強度，進而影響天氣系統(tǒng)的生成、發(fā)展和消亡。三、名詞解釋1.亞熱帶高原季風指數(shù)：通常指用于量化亞熱帶高原地區(qū)季風強度或活動狀態(tài)的一個綜合指數(shù)，其構(gòu)建方式可能基于風場、水汽通量、降水等指標，用于表征季風季節(jié)的演變和年際變化。解析思路：此題考察對季風監(jiān)測指標的理解，指數(shù)是量化抽象現(xiàn)象的常用工具。2.熱力阻塞：指由于高原自身顯著的冷熱源特性，導致其上空大氣垂直運動受到抑制，形成穩(wěn)定的高壓系統(tǒng)，阻礙高低空空氣交換，使得天氣系統(tǒng)（如鋒面、低壓）難以東移或發(fā)展，導致持續(xù)性干旱或異常天氣。解析思路：此題考察對阻塞現(xiàn)象成因和機制的理解，特別是與高原熱力聯(lián)系。3.高原焚風：指空氣流經(jīng)亞熱帶高原山脈時，被迫沿山坡爬升冷卻，越過山脊后下沉增溫，導致山口或背風坡出現(xiàn)氣溫顯著升高、相對濕度降低、天氣干燥的現(xiàn)象。解析思路：此題考察對焚風基本過程和地理特征（山口/背風坡）的掌握。4.地氣相互作用：指地球表面（包括陸地、海洋、冰雪、植被等）與大氣層之間通過能量、水汽、動量等多種形式的交換和反饋過程。在亞熱帶高原，地形、植被、冰川等表面的特性對局地乃至區(qū)域氣候有顯著影響，反之，大氣也影響地表狀態(tài)。解析思路：此題考察對地表與大氣相互聯(lián)系基本概念的理解。四、簡答題1.亞熱帶高原季風環(huán)流與周圍區(qū)域（如大陸季風、海洋季風）的主要區(qū)別在于：*動力機制更強：高原季風不僅受海陸熱力差異驅(qū)動，更顯著地受到高原自身巨大熱力差異（高海拔、氣溫低）的驅(qū)動，以及復雜地形的強迫作用。*季風系統(tǒng)更復雜：高原季風往往疊加有強烈的山地谷風、山風系統(tǒng)，且與西風帶活動、行星波等高空系統(tǒng)有更復雜的相互作用。*空間尺度不同：高原季風的影響范圍和強度可能局限于高原及周邊地區(qū)，與影響范圍更廣的大陸季風或海洋季風有所區(qū)別。*氣候特征獨特：受海拔和地形影響，高原季風區(qū)的降水、氣溫、風等氣候要素的垂直和水平分布具有獨特性，例如降水垂直帶明顯，“夜雨”現(xiàn)象等。解析思路：此題要求對比分析，抓住高原季風的獨特性在于其強烈的自身熱力驅(qū)動、復雜的地形影響以及與其他系統(tǒng)的交互。2.分析地形因子對亞熱帶高原地區(qū)降水分布的影響機制：*迎風坡降水：盛行風從海洋或大湖吹向高原時，空氣被迫爬升于迎風坡，絕熱冷卻，水汽凝結(jié)，易形成地形抬升雨，導致迎風坡降水豐富。*背風坡（焚風區(qū)）降水稀少：空氣越過山頂后沿背風坡下沉，絕熱增溫，相對濕度降低，抑制對流和云的形成，導致背風坡降水顯著減少，形成干熱區(qū)。*山谷地形：狹長的山谷可能加強山谷風環(huán)流，引導或阻滯水汽輸送，影響局部降水。地形狹管效應對氣流速度和方向也有改變。*海拔高度：降水通常隨海拔升高而增加，直到達到最大降水帶（云帶），之后隨海拔進一步升高而減少。高原內(nèi)部的抬升地形（如高山）會進一步增加局部降水。解析思路：此題考察地形對降水的基本影響機制，重點闡述迎風坡抬升和背風坡焚風效應。3.簡述亞熱帶高原熱源/熱匯變化可能對區(qū)域氣候產(chǎn)生的影響：*熱源增強（如森林砍伐、裸地擴大）：可能導致高原近地面氣溫升高，增強局地對流活動，改變局地環(huán)流模式（如可能抑制某些天氣系統(tǒng)的過境），增加局地降水潛力，但也可能導致區(qū)域能量平衡改變和水汽循環(huán)調(diào)整。*熱源減弱（如冰川融化、植被恢復）：可能導致高原氣溫降低，減弱局地對流，影響局地環(huán)流穩(wěn)定性，改變降水分布，并對下游區(qū)域的氣候產(chǎn)生反饋影響（如水汽輸送能力變化）。*熱匯變化（如積雪/冰蓋變化）：積雪/冰蓋具有反照率效應和熱容量效應。融化（熱匯減弱）使反照率降低、吸收更多太陽輻射，進一步增溫；積雪/冰蓋存在時（熱匯增強），則對氣溫有抑制作用。這些變化通過影響局地能量平衡和蒸發(fā)，進而影響降水和大氣環(huán)流。解析思路：此題要求分析熱力變化（增溫或降溫）通過哪些途徑影響局地和區(qū)域氣候。4.簡要說明大氣行星波活動對亞熱帶高原天氣過程的影響：*引導天氣系統(tǒng)：行星波（尤其是長波）是長距離輸送能量和水汽的重要載體，它們的活動路徑和強度變化，會影響攜帶其上的溫壓系統(tǒng)（如槽、脊）的東移速度和路徑，進而影響其與亞熱帶高原的相遇，決定高原地區(qū)的天氣類型（晴、雨、穩(wěn)定等）。*激發(fā)局地擾動：行星波與高原復雜地形相互作用，可能激發(fā)或調(diào)制局地尺度的波動，影響高原上空環(huán)流場的調(diào)整和天氣現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展。*季節(jié)性變化：行星波的活躍程度和活動中心位置存在明顯的季節(jié)變化，這導致其與亞熱帶高原的相互作用也具有季節(jié)性，是造成高原季風年際和年代際變化的重要外部因子之一。解析思路：此題考察行星波作為大氣尺度波動對區(qū)域天氣（特別是與地形相互作用）的作用。五、論述題1.結(jié)合大氣熱力學原理，論述亞熱帶高原地區(qū)白天和夜間熱量平衡的主要差異及其對近地面天氣現(xiàn)象的影響。亞熱帶高原地區(qū)由于海拔高，大氣密度小，地表性質(zhì)復雜多樣，其日變化顯著，白天和夜間的熱量平衡差異巨大。*白天熱量平衡：太陽輻射是主要能量輸入。地表吸收部分輻射加熱，大氣通過感熱和潛熱過程從中獲得熱量。白天大氣層結(jié)不穩(wěn)定，對流活動旺盛，強烈的感熱和潛熱通量向上輸送，導致近地面氣溫快速升高。地面熱量不僅用于自身升溫，也通過傳導加熱淺層大氣。輻射加熱、地面加熱和感熱通量共同貢獻于白天的正凈熱量平衡，支撐著強烈的對流活動。*夜間熱量平衡：太陽輻射消失，能量輸入為零。地表開始通過輻射、傳導向大氣釋放熱量（感熱通量仍存在但通常較?。?，同時大氣自身也因輻射冷卻而損失熱量。夜間大氣層結(jié)通常較穩(wěn)定，對流活動微弱或消失。熱量損失主要通過長波輻射和感熱通量實現(xiàn)。如果地表降溫迅速且輻射冷卻強烈，近地面氣溫可能降至露點以下，導致水汽凝結(jié)，形成輻射霧或輻射霜。夜間凈熱量平衡為負，地表和近地面大氣逐漸冷卻。*對天氣現(xiàn)象的影響：白天的強烈熱量收支和大氣不穩(wěn)定是亞熱帶高原午后雷陣雨、陣性大風等強對流天氣的主要觸發(fā)機制。夜間的輻射冷卻和大氣穩(wěn)定則導致晴朗夜空的“夜雨”現(xiàn)象，或形成霧、霜等天氣。這種顯著的熱量日變化是高原近地面天氣現(xiàn)象年較差和日較差差異巨大的重要原因。解析思路：此題要求結(jié)合熱力學原理（輻射、感熱、潛熱），詳細對比白天的能量輸入（太陽輻射為主）和熱量輸出（感熱、潛熱、輻射冷卻），以及夜間的能量輸入（接近零）和熱量輸出（感熱、輻射冷卻），并闡述這種差異如何驅(qū)動大氣狀態(tài)（不穩(wěn)定/穩(wěn)定）的變化，進而影響具體的天氣現(xiàn)象。2.探討亞熱帶高原在全球水循環(huán)和氣候變率中可能扮演的角色，并分析當前研究存在的不足和未來研究方向。亞熱帶高原在全球水循環(huán)和氣候變率中扮演著復雜而重要的角色。*在全球水循環(huán)中的角色：*水汽匯與源地：高原地區(qū)強烈的上升運動能有效抬升水汽，形成云和降水。部分水汽通過升華直接進入大氣，部分則通過降水匯入地表水系。同時，作為季風的重要發(fā)源地或通道，高原也向周邊地區(qū)輸送大量水汽，是區(qū)域乃至全球水循環(huán)的關(guān)鍵節(jié)點。*降水調(diào)節(jié)器：高原的降水不僅滿足自身需求，還深刻影響著下游區(qū)域的氣候，如亞洲夏季風降水。其降水格局的變化（如強度、頻率）會直接影響區(qū)域水汽收支。*冰雪圈：許多亞熱帶高原（如青藏高原）擁有廣闊的冰川和積雪。冰川作為固體水庫，在季節(jié)和氣候變化中緩慢釋放或吸收水分。冰雪的反照率效應也顯著影響地表能量平衡和水汽蒸發(fā)。*在氣候變率中的角色：*局地氣候塑造者：高原的熱力特性和地形強迫顯著改變了局地大氣環(huán)流，影響著區(qū)域降水、氣溫、風等氣候要素的分布。*氣候變率的放大器/指示器：高原地表對氣候變化敏感（如冰川退縮、凍土融化、植被變化），這些變化通過地氣相互作用反饋到大氣環(huán)流，可能放大區(qū)域氣