2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——大氣水汽輸送、云團(tuán)形成與演變規(guī)律考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種水汽輸送方式主要依靠水平氣流的長(zhǎng)距離搬運(yùn)？(A)地表蒸發(fā)后的大氣垂直輸送(B)地形迫升導(dǎo)致的局部水汽集中(C)大氣環(huán)流系統(tǒng)中的水汽輸送(D)冷卻凝結(jié)形成的云水在重力作用下的沉降2.在標(biāo)準(zhǔn)大氣中，溫度為0℃時(shí)，空氣能夠容納的最大水汽含量（飽和水汽壓）約為多少百帕？(A)6.11(B)23.36(C)65.39(D)1013.253.絕對(duì)濕度是指單位體積的濕空氣中所含水汽的______。(A)質(zhì)量克數(shù)(B)體積百分比(C)摩爾分?jǐn)?shù)(D)水汽壓強(qiáng)4.相對(duì)濕度是指空氣中的實(shí)際水汽壓強(qiáng)與同溫度下飽和水汽壓強(qiáng)的______。(A)差值(B)比值(C)積積(D)商的倒數(shù)5.下列哪種云的形成過(guò)程主要是水汽在冰晶或過(guò)冷水滴上通過(guò)碰并過(guò)程增長(zhǎng)？(A)卷云(B)積云(C)層云(D)霧6.在大氣垂直方向上，氣溫隨高度升高而遞減的干絕熱遞減率約為_(kāi)_____。(A)0℃/100米(B)6.5℃/1000米(C)9.8℃/100米(D)1℃/100米7.使未飽和空氣達(dá)到飽和狀態(tài)的主要途徑是______。(A)空氣水平運(yùn)動(dòng)加速(B)空氣受熱膨脹(C)空氣絕熱冷卻(D)水汽含量突然增加8.降水形成過(guò)程中，水滴增長(zhǎng)到能夠克服上升氣流而被帶到地面所需的最低質(zhì)量，稱為_(kāi)_____。(A)凝結(jié)核(B)臨界質(zhì)(C)露點(diǎn)(D)飽和水汽壓9.冷鋒過(guò)境時(shí)，通常天氣現(xiàn)象表現(xiàn)為_(kāi)_____。(A)持續(xù)性降水，氣溫升高(B)突發(fā)性雷陣雨，氣壓下降(C)持續(xù)性降水，氣溫降低(D)晴朗天氣，氣壓平穩(wěn)10.下列哪種云通常與不穩(wěn)定大氣和強(qiáng)對(duì)流天氣聯(lián)系最緊密？(A)卷云(B)層云(C)積雨云(D)高積云二、名詞解釋（每題3分，共15分）1.水汽輸送通量2.絕對(duì)濕度3.飽和狀態(tài)4.凝華5.云的生成條件三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述大氣中水汽的三個(gè)主要來(lái)源。2.影響大氣相對(duì)濕度的因素有哪些？3.簡(jiǎn)述暖鋒過(guò)境時(shí)的典型天氣現(xiàn)象及其原因。4.解釋什么是“混合比”，它與絕對(duì)濕度有何不同？四、計(jì)算題（每題7分，共14分）1.已知某地氣溫為20℃，水汽壓為15百帕。查表可知，20℃時(shí)的飽和水汽壓為23.37百帕。計(jì)算該地的相對(duì)濕度。2.一團(tuán)空氣自地表（溫度20℃，濕度飽和，氣壓1013百帕）絕熱上升至4000米高度。假設(shè)空氣做干絕熱過(guò)程，干絕熱遞減率為9.8℃/1000米。計(jì)算到達(dá)4000米高度時(shí)，空氣的溫度和相對(duì)濕度。（空氣常數(shù)R=287J/(kg·K)，干空氣比熱cp=1005J/(kg·K)，水汽比熱略去不計(jì)，飽和水汽壓隨溫度變化近似滿足蘭伯特-比爾定律，查表計(jì)算4000米處20℃飽和水汽壓）五、綜合分析題（10分）根據(jù)以下簡(jiǎn)述的天氣過(guò)程，分析其中涉及的大氣水汽輸送和云形成演變的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：“某地天氣圖顯示，暖濕空氣從海洋吹向陸地，遇到一列緩慢移動(dòng)的冷鋒。暖空氣被強(qiáng)制抬升，天氣逐漸陰沉，隨后出現(xiàn)了持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的持續(xù)性強(qiáng)降水，降水結(jié)束后，云層逐漸消散，氣溫下降。”試卷答案一、選擇題1.(C)2.(B)3.(A)4.(B)5.(D)6.(B)7.(C)8.(B)9.(C)10.(C)二、名詞解釋1.水汽輸送通量：指單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)單位面積垂直于水汽輸送方向的水汽質(zhì)量。它是描述水汽在大氣中運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和方向的重要物理量。2.絕對(duì)濕度：指單位體積的濕空氣中所含水汽的質(zhì)量。常用克/立方米或克/升表示。3.飽和狀態(tài)：指空氣中的水汽含量達(dá)到了該溫度下所能容納的最大值，此時(shí)水汽壓強(qiáng)等于飽和水汽壓強(qiáng)。飽和空氣繼續(xù)冷卻或增加水汽含量時(shí)會(huì)凝結(jié)。4.凝華：指水汽直接從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)（如冰晶或霜）的過(guò)程，無(wú)需經(jīng)過(guò)液態(tài)。通常發(fā)生在溫度遠(yuǎn)低于0℃的條件下。5.云的生成條件：指空氣達(dá)到飽和并能產(chǎn)生足夠水汽凝結(jié)（或凝華）的條件。主要包括兩個(gè)條件：一是空氣必須達(dá)到或冷卻到露點(diǎn)溫度以下（過(guò)冷）；二是空氣中必須存在能夠作為水汽凝結(jié)（或凝華）核心的微粒，即凝結(jié)核或凝華核。三、簡(jiǎn)答題1.大氣中水汽的三個(gè)主要來(lái)源：*地表蒸發(fā)：指水面（海洋、湖泊、河流、土壤）受熱，水分子從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)進(jìn)入大氣的過(guò)程。這是大氣水汽最主要的來(lái)源。*植物蒸騰：指植物通過(guò)葉片等器官將體內(nèi)水分以水蒸氣的形式散發(fā)到大氣中的過(guò)程。貢獻(xiàn)量相對(duì)地表蒸發(fā)較小，但在局部地區(qū)或植被茂密區(qū)域不可忽視。*地面物體升華：指固態(tài)水（如冰雪）直接變?yōu)樗M(jìn)入大氣的過(guò)程。在干燥、大風(fēng)或日照強(qiáng)烈的冰雪覆蓋地區(qū)發(fā)生。2.影響大氣相對(duì)濕度的因素：*空氣溫度：在絕對(duì)濕度不變的情況下，溫度越高，相對(duì)濕度越低；溫度越低，相對(duì)濕度越高。*水汽含量：在空氣溫度不變的情況下，空氣中的實(shí)際水汽含量（絕對(duì)濕度或水汽壓）越高，相對(duì)濕度越高；反之越低。*溫度變化：當(dāng)空氣中的水汽含量（絕對(duì)濕度）不變時(shí)，若空氣溫度升高，相對(duì)濕度降低；若空氣溫度降低，相對(duì)濕度升高，直至達(dá)到飽和（100%）。3.暖鋒過(guò)境時(shí)的典型天氣現(xiàn)象及其原因：*典型現(xiàn)象：氣溫升高，氣壓降低，濕度增大，通常出現(xiàn)連續(xù)性降水或霧。降水強(qiáng)度一般不如冷鋒。*原因：暖鋒是暖氣團(tuán)向冷氣團(tuán)推進(jìn)形成的鋒面。暖氣團(tuán)密度小，位于冷氣團(tuán)之上，緩慢爬升。在爬升過(guò)程中，暖空氣中的水汽因絕熱冷卻達(dá)到飽和，發(fā)生凝結(jié)，形成云和降水。由于暖空氣爬升速度較慢，形成的云層通常較高較厚，導(dǎo)致降水持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，多為連續(xù)性降水。暖氣團(tuán)取代冷氣團(tuán)，使得氣溫升高，氣壓降低，濕度增大。4.解釋什么是“混合比”，它與絕對(duì)濕度有何不同？*混合比：指在溫度和壓力一定的情況下，單位質(zhì)量干空氣中所含水汽的質(zhì)量。它是濕空氣中水汽含量的一種度量，常用符號(hào)w表示，單位通常是克/千克（g/kg）。*不同點(diǎn)：*絕對(duì)濕度衡量的是單位體積濕空氣中的水汽質(zhì)量（g/m3），而混合比衡量的是單位質(zhì)量干空氣中的水汽質(zhì)量（g/kg）。它們使用不同的質(zhì)量基準(zhǔn)（體積vs干空氣質(zhì)量）。*在溫度和壓力不變的情況下，混合比是一個(gè)定值，只取決于空氣的初始狀態(tài)。而絕對(duì)濕度會(huì)隨著空氣體積的變化（如溫度變化導(dǎo)致空氣膨脹或壓縮）而改變，即使水汽總量不變。四、計(jì)算題1.計(jì)算相對(duì)濕度：*實(shí)際水汽壓（e）=15百帕*同溫度下飽和水汽壓（es）=23.37百帕*相對(duì)濕度（RH）=(e/es)×100%*RH=(15/23.37)×100%≈64.14%2.計(jì)算空氣溫度和相對(duì)濕度：*計(jì)算溫度：*初始溫度（T1）=20℃*絕熱遞減率（L）=9.8℃/1000米*上升高度（Δz）=4000米*絕熱冷卻溫度下降值=L×(Δz/1000)=9.8×(4000/1000)=39.2℃*到達(dá)4000米高度時(shí)的溫度（T2）=T1-39.2℃=20℃-39.2℃=-19.2℃*計(jì)算相對(duì)濕度：*到達(dá)4000米高度時(shí)的溫度（T2）=-19.2℃*查表得，-19.2℃時(shí)的飽和水汽壓（es'）≈0.8百帕（注：此處查表值僅為示例，實(shí)際應(yīng)用需查標(biāo)準(zhǔn)大氣表）*初始狀態(tài)為飽和，所以初始水汽壓（e1）=飽和水汽壓（es）=23.37百帕*絕熱過(guò)程中水汽量守恒，即到達(dá)4000米時(shí)的實(shí)際水汽壓（e2）=e1=23.37百帕*到達(dá)4000米高度時(shí)的相對(duì)濕度（RH'）=(e2/es')×100%*RH'=(23.37/0.8)×100%≈2921.25%*分析：計(jì)算出的相對(duì)濕度遠(yuǎn)大于100%，這表明在標(biāo)準(zhǔn)大氣模型下，干絕熱冷卻到-19.2℃時(shí)，初始飽和空氣中的水汽已經(jīng)達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)。在實(shí)際大氣中，過(guò)飽和會(huì)迅速發(fā)生凝結(jié)，導(dǎo)致云的形成，此時(shí)空氣不再能被簡(jiǎn)單視為干空氣進(jìn)行計(jì)算，而應(yīng)考慮水汽凝結(jié)釋放的潛熱對(duì)溫度的影響（即濕絕熱過(guò)程）。但根據(jù)題目要求，此處按干絕熱過(guò)程計(jì)算得到的結(jié)果為2921.25%。五、綜合分析題“某地天氣圖顯示，暖濕空氣從海洋吹向陸地，遇到一列緩慢移動(dòng)的冷鋒。暖空氣被強(qiáng)制抬升，天氣逐漸陰沉，隨后出現(xiàn)了持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的持續(xù)性強(qiáng)降水，降水結(jié)束后，云層逐漸消散，氣溫下降。”*水汽輸送：暖濕空氣從海洋吹向陸地，體現(xiàn)了大氣環(huán)流或風(fēng)場(chǎng)將海洋上的水汽向陸地輸送的過(guò)程。這是大氣水汽輸送的具體實(shí)例。*云形成：暖空氣遇到冷鋒被迫抬升。在抬升過(guò)程中，暖空氣溫度降低。當(dāng)氣溫下降到露點(diǎn)以下時(shí)，暖空氣中的水汽達(dá)到飽和狀態(tài)。由于冷鋒面提供了強(qiáng)烈的抬升機(jī)制和足夠的冷卻，水汽凝結(jié)