2025年大學《應用氣象學》專業(yè)題庫——氣象儀器技術的發(fā)展與應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題備選答案中，只有一個是符合題意的，請將正確選項的代表字母填寫在題后的括號內。)1.下列哪種氣象要素的測量通?；谒恼舭l(fā)和凝結過程？A.氣壓B.風速C.濕度D.輻射2.用于測量空氣溫度的百葉箱，其主要設計目的是什么？A.防止太陽直接輻射加熱B.增強空氣流通C.保持箱內溫度恒定D.防止鳥類進入3.氣壓計測量的是大氣壓力，以下哪種類型的氣壓計主要利用了液體的壓力平衡原理？A.承壓式氣壓計（福廷氣壓計）B.氣壓式高度計C.鉑金膜盒式氣壓計D.毫米水銀柱氣壓計4.測量水平風速和風向的儀器，其關鍵部件通常不包括：A.風杯B.風標C.雷達發(fā)射器D.軸和計數(shù)器5.降水觀測中，哪種方法主要用于測量一定時間內降落的液態(tài)水或融化后的固態(tài)水的深度？A.雨量計B.量雪尺C.雷達D.毫米波輻射計6.太陽輻射測量中，總輻射通常指：A.到達地面的直接太陽輻射B.到達地面的散射太陽輻射C.A和B的總和D.可見光波段的總輻射7.氣象探空（如溫濕廓線探測）常用的儀器載體是：A.自動氣象站B.氣象火箭C.氣象衛(wèi)星D.氣球8.下列哪項技術不屬于現(xiàn)代氣象儀器發(fā)展中的“小型化”趨勢？A.微型溫濕度傳感器B.集成多要素于一身的自動氣象站（AWS）C.航空用小型氣象雷達D.氣象衛(wèi)星遙感系統(tǒng)9.自動氣象站（AWS）的數(shù)據(jù)采集與傳輸通常依賴哪種通信協(xié)議？A.FTPB.TCP/IPC.SYNOPD.HTTP10.激光雷達（Lidar）在氣象學中主要應用領域不包括：A.探測云層高度和結構B.測量降水粒子（雨、雪、冰雹）的參數(shù)C.反射太陽光進行成像D.探測大氣氣溶膠分布二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填寫在橫線上。)1.測量大氣壓力隨高度變化的垂直分布，通常使用________儀器。2.為了獲得代表一定區(qū)域天氣狀況的平均氣象要素值，通常在氣象站觀測場內使用________來測量溫度。3.測量風向的儀器，其風標所指的方向即為________的來向。4.降水強度通常用單位時間內的降水量來表示，其常用單位是________。5.太陽輻射的波長范圍很廣，從短波紫外輻射到長波紅外輻射，其中波長最短的是________。6.氣象儀器在投入使用前以及定期需要進行校準，以保證測量數(shù)據(jù)的________。7.隨著傳感器技術的發(fā)展，現(xiàn)代氣象觀測呈現(xiàn)出________、自動化、網(wǎng)絡化等趨勢。8.用于測量近地面風速的超聲波風速風向傳感器，其工作原理基于聲波在空氣中傳播速度與________相關的原理。9.氣象衛(wèi)星通過接收地面物體對________的輻射或反射信號來獲取信息。10.氣象儀器數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲和傳輸是氣象儀器系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)，常涉及________技術。三、名詞解釋（每小題3分，共12分。請給出下列名詞的defini??o。)1.精度（Accuracy）2.量程（Range）3.風廓線雷達（WindProfilerRadar）4.數(shù)據(jù)融合（DataFusion）四、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題。)1.簡述通風干濕表測量濕度的基本原理及其與普通濕球濕度計的主要區(qū)別。2.自動氣象站（AWS）相比傳統(tǒng)人工氣象站有哪些主要優(yōu)勢？3.解釋什么是氣象儀器的標定，并說明標定的重要性。4.簡述氣象衛(wèi)星遙感技術在獲取大范圍、長時間序列氣象數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢。五、論述題（每小題10分，共20分。請就下列問題進行論述。)1.分析影響氣象儀器測量數(shù)據(jù)質量的主要因素有哪些，并提出相應的改進措施。2.結合實例，論述新型氣象儀器技術（如激光雷達、微波輻射計、多普勒天氣雷達等）在特定氣象應用（如災害性天氣預警、氣候變化研究、農業(yè)氣象服務等）中的作用和價值。---試卷答案一、選擇題1.C2.A3.A4.C5.A6.C7.D8.D9.C10.C二、填空題1.氣壓高度計2.百葉箱3.風向4.毫米5.紫外輻射6.準確性7.智能化8.風速9.太陽輻射10.網(wǎng)絡三、名詞解釋1.精度（Accuracy）：指測量結果與被測量真實值或約定真值的接近程度，反映系統(tǒng)誤差的大小。2.量程（Range）：指儀器能夠測量的物理量的最小值和最大值之間的范圍。3.風廓線雷達（WindProfilerRadar）：一種地基遙感探測設備，通過發(fā)射和接收穿透大氣層的電磁波，利用多普勒效應連續(xù)測量不同高度上的風速和風向。4.數(shù)據(jù)融合（DataFusion）：指將來自不同來源、不同類型或不同傳感器的多源數(shù)據(jù)，通過一定的算法和模型進行組合與處理，生成比單一數(shù)據(jù)源更精確、更全面、更可靠的信息或決策的過程。四、簡答題1.簡述通風干濕表測量濕度的基本原理及其與普通濕球濕度計的主要區(qū)別。*原理：通風干濕表利用一個風扇強制氣流吹過干泡溫度計和濕泡溫度計。濕泡溫度計由于水分蒸發(fā)吸熱，讀數(shù)低于干泡溫度計。通過測量兩者之間的溫差，并結合干泡溫度計的讀數(shù)，利用濕空氣性質圖或經驗公式，可以計算出空氣的濕度（通常指露點溫度或相對濕度）。*區(qū)別：*通風方式：通風干濕表是強制通風（風扇），而普通濕球濕度計是自然蒸發(fā)（氣流靠空氣對流）。*測量效率/代表性：通風干濕表由于氣流速度高，蒸發(fā)速度快，其測得的濕度更接近飽和濕度，更能代表濕空氣的當時狀態(tài)，測量效率更高。普通濕球濕度計受環(huán)境氣流影響大，測量結果可能滯后或不穩(wěn)定。*精度：在相同條件下，通風干濕表通常比普通濕球濕度計的測量精度更高。2.自動氣象站（AWS）相比傳統(tǒng)人工氣象站有哪些主要優(yōu)勢？*自動化：可連續(xù)自動觀測和記錄多種氣象要素，無需人工值守，大大降低了勞動強度。*實時性：數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸通常是實時的或近實時的，能夠快速提供氣象信息。*網(wǎng)絡化：便于組成氣象觀測網(wǎng)絡，實現(xiàn)多站數(shù)據(jù)共享和協(xié)同觀測。*穩(wěn)定性：儀器運行穩(wěn)定，受人為因素（如觀測誤差、情緒影響）干擾小。*覆蓋范圍：可部署在人力難以到達或成本過高的地區(qū)（如高山、海洋、沙漠），擴大觀測覆蓋范圍。*數(shù)據(jù)質量：通過優(yōu)化傳感器配置和自動化質量控制程序，有望獲得更穩(wěn)定、質量更高的數(shù)據(jù)。3.解釋什么是氣象儀器的標定，并說明標定的重要性。*解釋：氣象儀器的標定是指使用已知精確值的基準標準或參考儀器，通過與待標定儀器進行比較，確定其測量讀數(shù)與真實值之間的偏差（誤差），并據(jù)此對儀器進行校準或修正，或建立讀數(shù)修正系數(shù)的過程。*重要性：*保證準確性：標定是確保儀器測量結果準確可靠的核心環(huán)節(jié)，使其能夠真實反映被測氣象要素的值。*消除系統(tǒng)誤差：有助于發(fā)現(xiàn)和修正儀器固有的系統(tǒng)誤差，提高測量精度。*滿足應用需求：許多氣象應用（如天氣預報、氣候分析、科學研究）對數(shù)據(jù)精度有嚴格要求，準確的標定是滿足這些需求的基礎。*確保數(shù)據(jù)可比性：標定使得不同時間、不同地點、不同儀器測量的數(shù)據(jù)具有可比性。*符合規(guī)范要求：滿足氣象觀測的國際和國家標準規(guī)范要求。4.簡述氣象衛(wèi)星遙感技術在獲取大范圍、長時間序列氣象數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢。*宏觀視野：衛(wèi)星從太空觀測，視野廣闊，可以一次覆蓋廣闊的地理區(qū)域甚至全球，獲取大尺度的天氣系統(tǒng)信息。*連續(xù)觀測：衛(wèi)星可以按照預設的軌道和周期，對同一區(qū)域進行反復觀測，能夠獲取長時間序列的連續(xù)氣象數(shù)據(jù)，利于進行氣候研究、天氣演變分析等。*覆蓋全球：能夠實現(xiàn)對陸地、海洋、極地等所有區(qū)域的觀測，彌補了地面觀測站點稀疏的不足，尤其對于海洋、高原、沙漠等偏遠地區(qū)具有獨特優(yōu)勢。*要素多樣：可以獲取多種類型的氣象信息，包括云圖、氣溫、水汽、風場（輻射傳輸反演）、海表溫度、植被指數(shù)等。*時效性：部分地球靜止軌道衛(wèi)星可以近乎實時地提供云圖等信息，對短期天氣預報和災害監(jiān)測具有重要意義。五、論述題1.分析影響氣象儀器測量數(shù)據(jù)質量的主要因素有哪些，并提出相應的改進措施。*主要影響因素：*儀器本身因素：儀器的精度、量程、穩(wěn)定性、靈敏度、抗干擾能力不足；傳感器老化或損壞；零點漂移或標定不準。*環(huán)境因素：儀器受太陽直射、強風、降水、積雪、結冰、沙塵、濕度過大等環(huán)境條件影響；安裝位置不當（如離地面太近、易受地面熱源影響）；環(huán)境溫度變化超出儀器工作范圍。*觀測系統(tǒng)因素：采樣頻率不夠高；數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生錯誤或丟失；數(shù)據(jù)質量控制不嚴格，未能有效剔除異常值或修正系統(tǒng)誤差。*人為因素（雖自動化減少，但仍存在）：儀器安裝調試不規(guī)范；標定操作失誤；維護不及時或不當。*改進措施：*選用高質量儀器：選擇性能指標優(yōu)異、經過驗證的儀器設備。*規(guī)范安裝與布設：遵循標準規(guī)范進行儀器安裝，合理選擇觀測場址，做好遮陽、防風、防塵、防潮、防腐蝕等措施。*加強維護與標定：建立完善的儀器維護保養(yǎng)制度，定期進行檢查、清潔、校準和更換。*優(yōu)化觀測系統(tǒng)：提高數(shù)據(jù)采集頻率，采用可靠的通信方式保證數(shù)據(jù)傳輸，建立嚴格的數(shù)據(jù)質量控制流程和算法。*環(huán)境適應設計：開發(fā)具有更好環(huán)境適應性的傳感器和防護罩。*自動化與智能化：提高觀測和數(shù)據(jù)處理過程的自動化水平，利用智能算法進行數(shù)據(jù)質量評估和校正。2.結合實例，論述新型氣象儀器技術（如激光雷達、微波輻射計、多普勒天氣雷達等）在特定氣象應用（如災害性天氣預警、氣候變化研究、農業(yè)氣象服務等）中的作用和價值。*激光雷達（Lidar）：*災害性天氣預警：高分辨率激光雷達可用于探測云的精細結構、冰晶粒子類型和大小、風場垂直分布等，有助于識別強對流云中的冰雹胚、垂直氣流等危險特征，提高對冰雹、雷暴等災害性天氣的預警能力（如通過探測0℃層高度、卷云等）。例如，風廓線雷達（一種激光雷達）可實時獲取高空風場，為龍卷風等旋轉災害的監(jiān)測提供重要信息。*氣候變化研究：可用于長期、連續(xù)監(jiān)測大氣成分（如氣溶膠、二氧化硫）的垂直分布和變化，研究其與氣候變化的關系；也可用于反演云參數(shù)，為氣候變化模型提供輸入數(shù)據(jù)。*農業(yè)氣象服務：可用于探測植被冠層的結構、水分含量，監(jiān)測作物生長狀況、病蟲害發(fā)生情況，為精準農業(yè)提供信息支持；也可用于監(jiān)測大氣邊界層高度、污染物擴散等。*微波輻射計（MicrowaveRadiometer）：*災害性天氣預警：探測云頂亮溫，是衛(wèi)星云圖和地基遙感的重要工具，可用于識別云層類型、厚度、頂高，追蹤云團移動，為降水預報和強天氣系統(tǒng)監(jiān)測提供依據(jù)。差分微波輻射計可探測液態(tài)水含量，對降水預報有重要價值。*氣候變化研究：長期監(jiān)測大氣水汽含量、液態(tài)水含量、云參數(shù)等，是研究氣候變化對水循環(huán)和天氣現(xiàn)象影響的重要手段。*農業(yè)氣象服務：可用于遙感土壤濕度、植被含水量，監(jiān)測干旱、澇漬等農業(yè)災害；也可用于監(jiān)測大氣邊界層狀況。*多普勒天氣雷達（DopplerWeatherRadar）：*災害性天氣預警：核心優(yōu)勢在于能夠探測大氣中的風場信息（速度和方向），是識別和追蹤雷暴、冰雹、龍卷風等強對流天氣的核心工具。通過分析回波強度、形態(tài)