2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——建筑氣象設(shè)計(jì)大氣信息處理考試時(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)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.在建筑氣象數(shù)據(jù)獲取中，以下哪種方法通常能夠提供大范圍、連續(xù)的氣象要素信息？（）A.布設(shè)密集的地面氣象觀測(cè)站B.衛(wèi)星遙感技術(shù)C.單點(diǎn)自動(dòng)氣象站D.城市氣象廊道觀測(cè)2.對(duì)于建筑場(chǎng)址風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)的處理，繪制風(fēng)向玫瑰圖的主要目的是？（）A.精確計(jì)算風(fēng)能資源B.分析主導(dǎo)風(fēng)向和不同風(fēng)向的平均風(fēng)速C.獲取瞬時(shí)最大風(fēng)速D.計(jì)算風(fēng)壓系數(shù)3.在處理空間分布不均勻的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，以下哪種方法能夠考慮空間自相關(guān)性？（）A.簡(jiǎn)單平均法B.反距離加權(quán)插值法C.最小二乘法擬合D.線性回歸分析4.對(duì)于建筑熱舒適度評(píng)估，濕度的單位通常是？（）A.攝氏度（°C）B.百分比（%）C.帕斯卡（Pa）D.米/秒（m/s）5.在建筑日照分析中，通常需要處理的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)類型不包括？（）A.直接輻射B.散射輻射C.總輻射D.風(fēng)速數(shù)據(jù)6.用于分析和預(yù)測(cè)氣象要素時(shí)間變化趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)方法通常是？（）A.插值法B.回歸分析法C.主成分分析法D.聚類分析法7.建筑風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)中，分析建筑周圍風(fēng)場(chǎng)時(shí)，常用到？（）A.水汽壓B.風(fēng)速和風(fēng)向C.氣溫露點(diǎn)D.比濕8.將多個(gè)分散的地面氣象站數(shù)據(jù)，插值到一個(gè)規(guī)則的網(wǎng)格點(diǎn)上，主要目的是？（）A.提高觀測(cè)精度B.生成用于GIS分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)C.減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量D.消除數(shù)據(jù)誤差9.數(shù)值天氣預(yù)報(bào)（NWP）模式輸出產(chǎn)品直接用于建筑設(shè)計(jì)時(shí)，通常需要進(jìn)行預(yù)處理，以下哪項(xiàng)不是常見的預(yù)處理內(nèi)容？（）A.網(wǎng)格加密B.時(shí)間插值C.地形校正D.數(shù)據(jù)質(zhì)量控制10.計(jì)算建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能時(shí)，所需的外部氣象參數(shù)主要是？（）A.室內(nèi)空氣溫度和濕度B.室外空氣溫度、風(fēng)速、太陽(yáng)輻射C.地下土壤溫度D.空氣壓力二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.獲取建筑場(chǎng)址氣象數(shù)據(jù)的方法主要有地面觀測(cè)、遙感和______三大類。2.處理氣象數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、識(shí)別和剔除錯(cuò)誤或異常值的過(guò)程稱為______。3.在使用Kriging插值法時(shí)，需要計(jì)算半變異函數(shù)，它反映了數(shù)據(jù)的空間______。4.風(fēng)速風(fēng)向玫瑰圖能直觀地表示出某地風(fēng)向的______和各風(fēng)向風(fēng)速的______。5.建筑氣象設(shè)計(jì)中常用的熱舒適指標(biāo)WBGT代表綜合氣象要素的______。6.太陽(yáng)輻射分為直接輻射和散射輻射，其總和稱為______。7.對(duì)于時(shí)間序列的氣象數(shù)據(jù)，進(jìn)行平滑處理的主要目的是削弱數(shù)據(jù)中的______。8.利用GIS軟件對(duì)建筑氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析時(shí)，______是基礎(chǔ)的操作。9.分析建筑風(fēng)壓時(shí)，除了考慮風(fēng)速，還需要考慮風(fēng)向?qū)ㄖ煌砻娴腳_____。10.將數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式輸出的格點(diǎn)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換到建筑場(chǎng)地具體位置的過(guò)程，通常稱為______。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述地面氣象觀測(cè)站網(wǎng)在建筑氣象調(diào)查中的優(yōu)缺點(diǎn)。2.簡(jiǎn)述插值法在大氣信息處理中的作用及其常見的應(yīng)用場(chǎng)景。3.簡(jiǎn)述建筑日照分析中需要考慮的主要?dú)庀髤?shù)及其含義。4.簡(jiǎn)述建筑風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)中，處理氣象數(shù)據(jù)的主要目的。四、計(jì)算題（每題10分，共20分。請(qǐng)列出計(jì)算步驟，得出結(jié)果）1.某建筑場(chǎng)址測(cè)得三個(gè)氣象站的風(fēng)速數(shù)據(jù)如下（單位：m/s）：站A（主導(dǎo)風(fēng)向N），5.2；站B（主導(dǎo)風(fēng)向NE），4.8；站C（主導(dǎo)風(fēng)向E），5.0。假設(shè)這三個(gè)站到建筑場(chǎng)址的距離均為500米，采用反距離加權(quán)插值法，估算建筑場(chǎng)址在主導(dǎo)風(fēng)向N方向的風(fēng)速。（假設(shè)權(quán)重與距離平方成反比）2.某地氣象站測(cè)得某天最高氣溫為35°C，最低氣溫為20°C。請(qǐng)根據(jù)風(fēng)寒指數(shù)的計(jì)算公式（簡(jiǎn)化公式：風(fēng)寒指數(shù)≈13.12+0.6215×T-11.37×V^0.16+0.4965×H×V^0.16，其中T為攝氏度，V為風(fēng)速km/h，H為相對(duì)濕度%），估算當(dāng)風(fēng)速為20km/h，相對(duì)濕度為60%時(shí)，該地的風(fēng)寒指數(shù)。（注意：題目未給溫度單位，按攝氏度代入即可，或假設(shè)需要先轉(zhuǎn)換）五、論述題（15分。請(qǐng)結(jié)合實(shí)際，深入論述下列問(wèn)題）結(jié)合您所學(xué)的知識(shí)，論述大氣信息處理技術(shù)在現(xiàn)代綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值。請(qǐng)從至少兩個(gè)方面進(jìn)行闡述，并說(shuō)明如何具體應(yīng)用。試卷答案一、選擇題1.B解析：衛(wèi)星遙感技術(shù)能覆蓋大范圍，提供連續(xù)的氣象要素信息，彌補(bǔ)地面觀測(cè)點(diǎn)稀疏的不足。2.B解析：風(fēng)向玫瑰圖主要用于展示風(fēng)向的頻率分布和各風(fēng)向的平均風(fēng)速大小，是建筑風(fēng)環(huán)境分析的基礎(chǔ)工具。3.B解析：反距離加權(quán)插值法考慮了鄰近數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)插值點(diǎn)的影響更大，利用了數(shù)據(jù)的空間自相關(guān)性。4.B解析：濕度的單位通常用百分比（%）表示空氣中水蒸氣的含量。5.D解析：日照分析主要處理與太陽(yáng)輻射相關(guān)的數(shù)據(jù)，如直接輻射、散射輻射、總輻射等，風(fēng)速數(shù)據(jù)與日照無(wú)直接關(guān)系。6.B解析：回歸分析法是統(tǒng)計(jì)中常用的一種方法，用于分析變量之間的關(guān)系，可以用來(lái)預(yù)測(cè)氣象要素的時(shí)間趨勢(shì)。7.B解析：建筑風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)需要分析建筑周圍的風(fēng)速和風(fēng)向分布，以評(píng)估風(fēng)荷載、風(fēng)舒適度等。8.B解析：將散點(diǎn)數(shù)據(jù)插值到規(guī)則網(wǎng)格，是為了生成連續(xù)的氣象場(chǎng)數(shù)據(jù)，便于在GIS平臺(tái)進(jìn)行空間分析和可視化。9.A解析：網(wǎng)格加密是提高分辨率的過(guò)程，不屬于預(yù)處理范疇。預(yù)處理通常包括質(zhì)量控制、格式轉(zhuǎn)換、插值、校正等。10.B解析：計(jì)算建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱等需要室外空氣溫度、風(fēng)速和太陽(yáng)輻射等外部參數(shù)作為熱負(fù)荷計(jì)算的輸入。二、填空題1.數(shù)值天氣預(yù)報(bào)（NWP）解析：數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式提供大范圍的氣象數(shù)據(jù)，是建筑氣象設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)來(lái)源。2.數(shù)據(jù)質(zhì)量控制（或質(zhì)量控制）解析：這是數(shù)據(jù)處理流程中的基本步驟，確保后續(xù)分析使用的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。3.相關(guān)性（或自相關(guān)性）解析：半變異函數(shù)是衡量數(shù)據(jù)點(diǎn)之間空間距離與相關(guān)性變化的一種統(tǒng)計(jì)量。4.頻率（或出現(xiàn)概率）、大?。ɑ蚱骄担┙馕觯猴L(fēng)向玫瑰圖由表示風(fēng)向頻率的玫瑰花瓣和表示各風(fēng)向平均風(fēng)速的長(zhǎng)度構(gòu)成。5.熱舒適度解析：WBGT（濕球黑球溫度）是綜合多種氣象要素（干球溫度、濕球溫度、黑球溫度）評(píng)估熱舒適度的指標(biāo)。6.總輻射解析：總輻射是太陽(yáng)直接輻射和散射輻射的總和，是建筑獲得太陽(yáng)熱量的來(lái)源。7.噪聲（或隨機(jī)波動(dòng)）解析：平滑處理旨在消除數(shù)據(jù)中的短期波動(dòng)和噪聲，揭示主要的趨勢(shì)。8.數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換（或坐標(biāo)轉(zhuǎn)換）解析：GIS分析前，需要將不同來(lái)源的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到合適的格式和坐標(biāo)系下。9.壓力（或受力）解析：風(fēng)壓是風(fēng)對(duì)建筑作用力的大小，受風(fēng)速和風(fēng)向（即作用面）影響。10.地理位置轉(zhuǎn)換（或坐標(biāo)映射）解析：將模式輸出數(shù)據(jù)應(yīng)用于具體場(chǎng)地，需要將其網(wǎng)格坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為場(chǎng)地實(shí)際的地理坐標(biāo)。三、簡(jiǎn)答題1.答：地面氣象觀測(cè)站網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)是能直接獲取現(xiàn)場(chǎng)、可靠的氣象數(shù)據(jù)，成本相對(duì)較低。缺點(diǎn)是觀測(cè)范圍有限，站點(diǎn)分布受地形等限制，難以完全覆蓋建筑場(chǎng)址及周邊區(qū)域，數(shù)據(jù)代表性可能不足。2.答：插值法用于估算未測(cè)量點(diǎn)的大氣要素值，基于已知數(shù)據(jù)點(diǎn)的信息。作用是生成連續(xù)的氣象場(chǎng)分布圖，如將離散站點(diǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為規(guī)則網(wǎng)格數(shù)據(jù)，或估算建筑表面、內(nèi)部點(diǎn)的氣象條件，為后續(xù)分析和設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。常見應(yīng)用場(chǎng)景包括氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)格化、場(chǎng)地微氣候分析、建筑風(fēng)環(huán)境評(píng)估等。3.答：建筑日照分析中主要考慮的氣象參數(shù)是太陽(yáng)輻射。包括：①太陽(yáng)直接輻射（或稱晴天輻射），指太陽(yáng)光線直接照射到地面的輻射，對(duì)建筑南向窗戶采光和室內(nèi)溫度有重要影響；②散射輻射（或稱天空輻射），指被大氣散射后到達(dá)地面的輻射，即使陰天也存在，對(duì)建筑側(cè)面采光和整體得熱有貢獻(xiàn)；③總輻射，是直接輻射和散射輻射之和，是評(píng)估建筑總太陽(yáng)能得熱的關(guān)鍵參數(shù)。4.答：處理氣象數(shù)據(jù)的主要目的在于：①將原始、零散的觀測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為適用于建筑設(shè)計(jì)和分析的形式；②生成建筑場(chǎng)址及周邊區(qū)域的連續(xù)氣象場(chǎng)分布（如風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、輻射場(chǎng)）；③提取對(duì)建筑性能（如風(fēng)荷載、日照、能耗、熱舒適）有直接影響的關(guān)鍵氣象參數(shù)；④為進(jìn)行建筑性能模擬、評(píng)估和優(yōu)化提供輸入數(shù)據(jù)。四、計(jì)算題1.解：方法一：反距離加權(quán)法。權(quán)重w_i與距離r_i的平方成反比，即w_i=k/r_i^2。設(shè)場(chǎng)址處風(fēng)速V=(w_A*V_A+w_B*V_B+w_C*V_C)/(w_A+w_B+w_C)其中V_A=5.2,V_B=4.8,V_C=5.0,r_A=r_B=r_C=500m。w_A=k/500^2,w_B=k/500^2,w_C=k/500^2。設(shè)k=1/500^2，則w_A=w_B=w_C=1/500^2。V=(1/500^2*5.2+1/500^2*4.8+1/500^2*5.0)/(3*1/500^2)V=(5.2+4.8+5.0)/3V=15.0/3V=5.0m/s答：估算的風(fēng)速為5.0m/s。方法二：考慮主導(dǎo)風(fēng)向。如果僅考慮主導(dǎo)風(fēng)向N的風(fēng)速，且假設(shè)三個(gè)站對(duì)主導(dǎo)風(fēng)向風(fēng)速的影響相同（忽略方向性差異，簡(jiǎn)化處理），則可直接平均：V_N=(V_A+V_B+V_C)/3V_N=(5.2+4.8+5.0)/3V_N=15.0/3V_N=5.0m/s答：估算的風(fēng)速為5.0m/s。（注：此簡(jiǎn)化方法未完全體現(xiàn)反距離加權(quán)法的原理，但符合題目條件假設(shè)）2.解：公式：風(fēng)寒指數(shù)≈13.12+0.6215×T-11.37×V^0.16+0.4965×H×V^0.16給定：T=35°C,V=20km/h,H=60%計(jì)算各項(xiàng)：0.6215×T=0.6215×35=21.745V^0.16=20^0.16≈1.58411.37×V^0.16=11.37×1.584≈18.0170.4965×H=0.4965×60=29.790.4965×H×V^0.16=29.79×1.584≈47.253代入公式：風(fēng)寒指數(shù)≈13.12+21.745-18.017+47.253風(fēng)寒指數(shù)≈64.003答：風(fēng)寒指數(shù)約為64.0。五、論述題大氣信息處理技術(shù)在現(xiàn)代綠色建筑設(shè)計(jì)中具有不可替代的應(yīng)用價(jià)值，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：第一，精準(zhǔn)評(píng)估場(chǎng)地微氣候，優(yōu)化建筑布局與設(shè)計(jì)。綠色建筑強(qiáng)調(diào)被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略，如自然通風(fēng)、自然采光等，這些策略的效果高度依賴于場(chǎng)地特定的氣象條件。通過(guò)大氣信息處理技術(shù)，可以將數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、地面觀測(cè)數(shù)據(jù)等，結(jié)合場(chǎng)地地形、植被等地理信息，利用GIS等技術(shù)進(jìn)行精細(xì)化分析，生成場(chǎng)地的風(fēng)環(huán)境場(chǎng)、太陽(yáng)輻射分布圖、溫度分布圖等。例如，通過(guò)分析風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)，可以識(shí)別建筑夏季的盛行風(fēng)路徑，優(yōu)化建筑朝向和布局以促進(jìn)自然通風(fēng)，同時(shí)避免冬季冷風(fēng)滲透。通過(guò)分析太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)，可以確定建筑的最佳遮陽(yáng)策略，最大化冬季太陽(yáng)得熱，同時(shí)避免夏季過(guò)度的日曬，從而顯著降低建筑的采暖和制冷能耗。這種基于精準(zhǔn)氣象信息的優(yōu)化設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)綠色建筑節(jié)能目標(biāo)的關(guān)鍵。第二，提升建筑性能模擬與預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，支撐全生命周期可持續(xù)性管理。現(xiàn)代綠色建筑設(shè)計(jì)往往涉及復(fù)雜的性能模擬，如能耗模擬、室內(nèi)熱濕環(huán)境模擬、自然通風(fēng)效果模擬等。