2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——?dú)庀笥^測技術(shù)在疫情監(jiān)測中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述溫度和相對(duì)濕度對(duì)空氣傳播型病毒（如COVID-19）的傳播效率可能產(chǎn)生的主要影響機(jī)制。2.比較自動(dòng)氣象站（AWS）和氣象衛(wèi)星在獲取大范圍、長時(shí)間序列氣象數(shù)據(jù)以支持區(qū)域疫情監(jiān)測方面的主要優(yōu)缺點(diǎn)。3.簡要說明風(fēng)廓線雷達(dá)數(shù)據(jù)在評(píng)估城市區(qū)域空氣擴(kuò)散條件、預(yù)測病毒氣溶膠可能擴(kuò)散范圍方面的應(yīng)用原理。4.描述利用氣象觀測數(shù)據(jù)評(píng)估高溫高濕天氣對(duì)人群聚集場所（如車站、商場）內(nèi)病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)增高的可能分析方法。二、論述題（每題10分，共30分）1.論述多源數(shù)據(jù)融合（包括氣象觀測數(shù)據(jù)、病例時(shí)空分布數(shù)據(jù)、人口流動(dòng)數(shù)據(jù)等）在提高疫情監(jiān)測預(yù)警精度方面的潛力與主要挑戰(zhàn)。2.結(jié)合具體氣象要素（至少列舉三種），論述其在不同階段（如疫情爆發(fā)初期、蔓延期、穩(wěn)定期）可能為疫情防控決策提供哪些信息支持。3.闡述當(dāng)前利用氣象觀測技術(shù)進(jìn)行疫情監(jiān)測面臨的主要技術(shù)局限性，并提出至少兩種可能的改進(jìn)思路或未來研究方向。三、案例分析題（每題15分，共30分）1.某城市在夏季出現(xiàn)多起聚集性疫情，疫情爆發(fā)地點(diǎn)主要集中在長時(shí)間人群密集且通風(fēng)不良的室內(nèi)場所。假設(shè)你手頭擁有該城市近期連續(xù)一周的詳細(xì)氣象觀測數(shù)據(jù)（包括逐小時(shí)溫度、濕度、風(fēng)速風(fēng)向、CO2濃度等）和每日新增病例數(shù)據(jù)。請(qǐng)描述你將如何利用這些氣象數(shù)據(jù)來分析氣象條件是否可能加劇了此次疫情的傳播風(fēng)險(xiǎn)，并簡述分析步驟和可能得出的結(jié)論。2.假設(shè)某地區(qū)計(jì)劃利用氣象觀測技術(shù)建立一套針對(duì)流感季的早期預(yù)警系統(tǒng)。請(qǐng)論述在該系統(tǒng)中，除了溫度、濕度等傳統(tǒng)氣象要素外，你認(rèn)為還應(yīng)考慮納入哪些氣象或非氣象數(shù)據(jù)，并說明選擇這些數(shù)據(jù)的原因及其在預(yù)警中的作用。試卷答案一、簡答題1.答案：溫度影響病毒存活和復(fù)制：低溫可能減緩病毒活性，但極端高溫可能導(dǎo)致病毒蛋白變性失活；適宜溫度有利于病毒傳播。相對(duì)濕度影響病毒氣溶膠的物理特性：高濕度可能增加氣溶膠的穩(wěn)定性，延長懸浮時(shí)間，利于遠(yuǎn)距離傳播；低濕度可能使氣溶膠更容易沉降。濕度還影響人的呼吸道黏膜，可能影響病毒入侵。解析思路：考察對(duì)基礎(chǔ)氣象要素與病毒生物學(xué)特性相互作用的理解。需從病毒本身的生存條件、氣溶膠物理行為以及環(huán)境對(duì)人體影響三個(gè)層面進(jìn)行闡述。2.答案：AWS優(yōu)點(diǎn)：時(shí)空分辨率高，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可直接部署于監(jiān)測點(diǎn)附近，成本相對(duì)較低。缺點(diǎn)：覆蓋范圍有限，易受局部地形和環(huán)境影響，難以獲取大范圍、連續(xù)的時(shí)空格點(diǎn)數(shù)據(jù)。衛(wèi)星優(yōu)點(diǎn)：覆蓋范圍廣，可提供大范圍、連續(xù)的時(shí)空格點(diǎn)數(shù)據(jù)，觀測時(shí)效性好。缺點(diǎn)：空間分辨率相對(duì)較低，數(shù)據(jù)獲取需要特定傳感器和接收設(shè)備，易受云層遮擋影響，數(shù)據(jù)精度和定量化分析相對(duì)復(fù)雜。解析思路：考察對(duì)不同觀測手段特性及其適用性的比較能力。需明確各自在空間覆蓋、時(shí)間頻率、數(shù)據(jù)質(zhì)量和成本效益上的差異。3.答案：風(fēng)廓線雷達(dá)通過發(fā)射和接收微波信號(hào)，探測不同高度的風(fēng)速和風(fēng)向信息，構(gòu)建出垂直風(fēng)切變廓線。垂直風(fēng)切變是衡量大氣層結(jié)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，高垂直風(fēng)切變有利于大氣湍流發(fā)展，使大氣混合層高度增加，有助于污染物（包括病毒氣溶膠）的垂直擴(kuò)散和稀釋；低垂直風(fēng)切變則表明大氣層結(jié)穩(wěn)定，不利于垂直擴(kuò)散。因此，通過分析風(fēng)廓線雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取的垂直風(fēng)切變信息，可以評(píng)估地面以上不同高度空氣的混合和交換能力，進(jìn)而判斷病毒氣溶膠在大氣中垂直擴(kuò)散的條件，為評(píng)估下風(fēng)向傳播風(fēng)險(xiǎn)提供依據(jù)。解析思路：考察對(duì)特定氣象觀測儀器原理及其在特定應(yīng)用場景中物理意義的理解。需解釋風(fēng)廓線雷達(dá)如何工作，其測量結(jié)果（垂直風(fēng)切變）代表什么大氣物理量，以及該物理量如何影響污染物擴(kuò)散。4.答案：分析方法可包括：監(jiān)測高溫高濕時(shí)段的持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度和空間分布；結(jié)合建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)際風(fēng)速數(shù)據(jù)，計(jì)算室內(nèi)換氣次數(shù)或評(píng)估通風(fēng)效果；利用溫濕度數(shù)據(jù)估算人群呼吸產(chǎn)生的室內(nèi)CO2濃度，結(jié)合CO2濃度閾值判斷空氣污染和傳播風(fēng)險(xiǎn)；基于擴(kuò)散模型，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)模擬高溫高濕條件下室內(nèi)或人群密集外區(qū)域病毒氣溶膠的濃度分布和傳播范圍。通過綜合這些分析結(jié)果，可評(píng)估人群在高溫高濕環(huán)境下活動(dòng)時(shí)的病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。解析思路：考察將氣象要素與實(shí)際場景結(jié)合進(jìn)行分析的能力。需提出具體的分析步驟和可以結(jié)合使用的其他數(shù)據(jù)或模型，說明如何將氣象條件轉(zhuǎn)化為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)。二、論述題1.答案：潛力：多源數(shù)據(jù)融合能夠整合不同來源信息的優(yōu)勢，克服單一數(shù)據(jù)源的局限性，提供更全面、更準(zhǔn)確的疫情信息。例如，將氣象數(shù)據(jù)（如空氣擴(kuò)散條件）與病例時(shí)空分布數(shù)據(jù)結(jié)合，可以更精準(zhǔn)地識(shí)別疫情熱點(diǎn)區(qū)域和傳播風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；結(jié)合人口流動(dòng)數(shù)據(jù)，可以更有效地追蹤疫情傳播路徑和預(yù)測未來擴(kuò)散趨勢。這有助于建立更精細(xì)化的疫情監(jiān)測預(yù)警模型，提高預(yù)警的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，為防控決策提供更有力的科學(xué)支撐。挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)融合面臨數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊、數(shù)據(jù)隱私和安全問題、融合算法復(fù)雜度高等挑戰(zhàn)。不同來源數(shù)據(jù)的時(shí)空分辨率、精度可能存在差異，如何有效融合并消除誤差是一大難題。此外，如何從海量融合數(shù)據(jù)中提取有意義的疫情信息，建立可靠的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，并確保數(shù)據(jù)使用的合規(guī)性和倫理安全，也是需要解決的重要問題。解析思路：考察對(duì)跨學(xué)科數(shù)據(jù)整合技術(shù)和其應(yīng)用前景、困難的理解與綜合分析能力。需先闡述融合的巨大價(jià)值（多維度信息優(yōu)勢、提高精度和時(shí)效性），再深入分析可能遇到的技術(shù)、數(shù)據(jù)、算法和倫理等層面的具體挑戰(zhàn)。2.答案：溫度：高溫可能降低人群活動(dòng)意愿，減少聚集，理論上降低傳播風(fēng)險(xiǎn)；但極端高溫可能導(dǎo)致人群在空調(diào)封閉環(huán)境下活動(dòng)增多，若通風(fēng)不良則風(fēng)險(xiǎn)增加。同時(shí)，高溫可能影響病毒自身穩(wěn)定性。相對(duì)濕度：高濕度可能利于氣溶膠傳播，增加風(fēng)險(xiǎn)；低濕度則可能不利于病毒存活和氣溶膠穩(wěn)定。風(fēng)速風(fēng)向：大風(fēng)有利于空氣擴(kuò)散，降低地面濃度，降低風(fēng)險(xiǎn)；靜風(fēng)或小風(fēng)則不利于擴(kuò)散，增加下風(fēng)向傳播風(fēng)險(xiǎn)。降水：降雨和濕霧可能沖刷和濕潤地面及物體表面，減少接觸傳播媒介，降低風(fēng)險(xiǎn)。在疫情不同階段，這些氣象因素的作用可能不同。例如，在爆發(fā)初期，空氣擴(kuò)散條件（風(fēng)速風(fēng)向、濕度）可能成為判斷外環(huán)境傳播風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵；在蔓延期，高溫高濕天氣可能加劇室內(nèi)傳播風(fēng)險(xiǎn)；在穩(wěn)定期，氣象條件可能更多用于預(yù)測疫情反彈風(fēng)險(xiǎn)或評(píng)估防控措施效果。解析思路：考察將具體氣象要素與疫情傳播過程及不同階段需求進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析的能力。需分別論述每種要素對(duì)傳播風(fēng)險(xiǎn)的正向或負(fù)向影響，并結(jié)合疫情發(fā)展不同階段，說明這些因素可能扮演的不同角色。3.答案：主要局限性：①氣象觀測數(shù)據(jù)本身的時(shí)空分辨率和精度限制，難以完全捕捉局部精細(xì)的傳播條件；②氣象因素對(duì)病毒傳播的影響復(fù)雜且存在滯后性，單一氣象模型難以精確量化；③氣象數(shù)據(jù)與疫情數(shù)據(jù)融合分析技術(shù)尚不成熟，模型預(yù)測精度有待提高；④氣象條件只是影響疫情傳播的眾多因素之一，難以完全獨(dú)立預(yù)測疫情；⑤極端天氣事件雖影響大，但發(fā)生頻率低，基于常規(guī)氣象數(shù)據(jù)構(gòu)建的預(yù)測模型對(duì)其應(yīng)對(duì)能力有限。改進(jìn)思路/未來方向：①發(fā)展更高分辨率、更高精度的地面氣象觀測網(wǎng)絡(luò)和地基遙感觀測技術(shù)；②研發(fā)更先進(jìn)的數(shù)值模式和人工智能算法，提高多源數(shù)據(jù)融合分析的精度和時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的預(yù)測預(yù)警；③加強(qiáng)多學(xué)科交叉研究，深入理解氣象因素與其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素（如人口流動(dòng)、防控措施）的交互作用機(jī)制；④探索利用新型觀測手段（如無人機(jī)、手機(jī)信令等）獲取更豐富的時(shí)空信息。解析思路：考察對(duì)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢的批判性思考能力。需先準(zhǔn)確識(shí)別當(dāng)前存在的突出問題，再提出具有創(chuàng)新性和可行性的解決方案或研究方向，體現(xiàn)對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的深入理解和前瞻性。三、案例分析題1.答案：分析步驟：①提取并整理相關(guān)時(shí)段的逐小時(shí)氣象數(shù)據(jù)（溫度、濕度、風(fēng)速風(fēng)向）和CO2濃度數(shù)據(jù)；②分析高溫高濕時(shí)段的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度，以及對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)病例數(shù)的分布特點(diǎn)；③計(jì)算分析期間室內(nèi)外空氣交換頻率或評(píng)估室內(nèi)通風(fēng)狀況，結(jié)合風(fēng)速風(fēng)向判斷室外污染源（若存在）對(duì)室內(nèi)的影響程度；④分析室內(nèi)CO2濃度變化趨勢，評(píng)估室內(nèi)空氣污染和人群密集程度；⑤（可選）利用簡單的擴(kuò)散模型或統(tǒng)計(jì)方法，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)模擬病毒氣溶膠在室外和室內(nèi)的可能濃度分布；⑥綜合以上信息，評(píng)估高溫高濕天氣是否與疫情集中爆發(fā)或傳播風(fēng)險(xiǎn)增高存在關(guān)聯(lián)，并指出可能的機(jī)制（如高濕度利于氣溶膠穩(wěn)定和傳播，高溫促使人群室內(nèi)活動(dòng)增多且通風(fēng)不良等）?？赡芙Y(jié)論：若分析顯示高溫高濕時(shí)段與病例激增呈現(xiàn)顯著相關(guān)性，且同期室內(nèi)通風(fēng)條件較差或CO2濃度較高，則可認(rèn)為氣象條件是加劇此次疫情傳播風(fēng)險(xiǎn)的重要因素之一。解析思路：考察將理論知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題的綜合能力和邏輯思維。需設(shè)計(jì)一套完整的分析流程，明確數(shù)據(jù)需求、分析方法、關(guān)聯(lián)判斷依據(jù)，并能夠基于分析得出有理有據(jù)的初步結(jié)論。2.答案：應(yīng)考慮納入的數(shù)據(jù)及其原因和作用：①人口密度數(shù)據(jù)：直接反映人群聚集程度，是疫情發(fā)生的基礎(chǔ)，與病例數(shù)分布密切相關(guān)。②交通流量數(shù)據(jù)（如公共交通、道路車輛）：反映人口流動(dòng)模式和強(qiáng)度，是疫情傳播的重要途徑，可用于識(shí)別傳播鏈和預(yù)測擴(kuò)散趨勢。③建筑能耗數(shù)據(jù)（如電力消耗）：可能間接反映空調(diào)、通風(fēng)等系統(tǒng)的使用情況，與室內(nèi)環(huán)境（溫度、濕度、CO2濃度）相關(guān)，有助于評(píng)估室內(nèi)傳播風(fēng)險(xiǎn)。④社交媒體/互聯(lián)網(wǎng)搜索指數(shù)：反映公眾對(duì)疫情及相關(guān)癥狀的關(guān)注度變化，可能領(lǐng)先于病例數(shù)變化，具有一定的早期預(yù)警潛力。⑤空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)（PM2.5,O3等）：某些污染物與氣象條件相關(guān)，且可能影響人群健康狀態(tài)或與病毒傳播存在間接關(guān)聯(lián)，可作為輔助信息。選擇這些數(shù)據(jù)的原因是它們能從不同