2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——氣象學(xué)專業(yè)的學(xué)科知識更新與拓展考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題4分，共20分）1.氣候變化2.集合天氣預(yù)報3.氣象大數(shù)據(jù)4.極端天氣預(yù)報5.氣候服務(wù)二、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述全球變暖對大氣環(huán)流可能產(chǎn)生的主要影響。2.列舉三種現(xiàn)代氣象衛(wèi)星的主要觀測內(nèi)容及其在應(yīng)用氣象學(xué)中的意義。3.簡述人工智能技術(shù)在短期天氣預(yù)報或氣象災(zāi)害預(yù)警中的一種具體應(yīng)用方式。4.說明提高數(shù)值天氣預(yù)報模式分辨率可能帶來的優(yōu)勢與面臨的挑戰(zhàn)。5.氣象信息在智慧農(nóng)業(yè)中可以發(fā)揮哪些方面的作用？三、論述題（每題10分，共40分）1.結(jié)合實例，論述極端天氣事件（如臺風(fēng)、暴雨）的發(fā)生頻率和強度變化趨勢及其對社會經(jīng)濟可能造成的多重影響。2.闡述氣象觀測技術(shù)（包括地面、衛(wèi)星、雷達等）在過去幾十年中的主要發(fā)展變化，并分析這些發(fā)展對應(yīng)用氣象學(xué)領(lǐng)域帶來的革命性影響。3.探討將大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)深度融合到氣象災(zāi)害風(fēng)險評估與管理中的潛力和面臨的挑戰(zhàn)。4.分析氣候變化背景下，應(yīng)用氣象學(xué)在農(nóng)業(yè)、水資源管理、城市規(guī)劃和公共安全等領(lǐng)域拓展服務(wù)的新機遇與新需求。試卷答案一、名詞解釋1.氣候變化：指在長時間尺度上（通常指幾十年到幾千年），地球氣候系統(tǒng)（大氣、海洋、陸地表面、冰雪圈等）發(fā)生的顯著、持久的變化，包括平均狀態(tài)（如溫度、降水）和極端天氣事件頻率/強度的變化。這種變化可以是自然因素驅(qū)動的，但當(dāng)前觀測表明，人類活動（特別是溫室氣體排放）是主要原因。**解析思路*：考察對氣候變化基本概念的掌握，包括時間尺度、變化內(nèi)容（平均態(tài)和極端事件）以及當(dāng)前主流認(rèn)知（人為因素是主要驅(qū)動力）。2.集合天氣預(yù)報：一種通過運行多個（通常是大量）不同的數(shù)值天氣預(yù)報模型版本或同一模型的不同初始擾動版本，來產(chǎn)生一組概率預(yù)報產(chǎn)品的技術(shù)。其目的是提供對預(yù)報不確定性（包括模式不確定性和初始條件不確定性）的定量估計。**解析思路*：考察對集合預(yù)報基本原理的理解，包括其運作方式（多模型/多初始擾動）和核心目的（量化預(yù)報不確定性）。3.氣象大數(shù)據(jù)：指在氣象學(xué)研究和業(yè)務(wù)應(yīng)用中產(chǎn)生的海量、高維度、高速增長的氣象數(shù)據(jù)集合。這些數(shù)據(jù)來源多樣，包括地面觀測站網(wǎng)、天氣雷達、衛(wèi)星遙感、氣象浮標(biāo)、無人機、地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)等，并可能融合了水文、地理、環(huán)境等多源數(shù)據(jù)。**解析思路*：考察對“大數(shù)據(jù)”在氣象領(lǐng)域具體含義的理解，強調(diào)其海量、多維、高速的特點及來源的多樣性。4.極端天氣預(yù)報：專注于對可能發(fā)生并造成嚴(yán)重危害的極端天氣事件（如強降水、高溫、寒潮、臺風(fēng)、暴雪、干旱、大風(fēng)等）進行早期識別、監(jiān)測、預(yù)報和預(yù)警的技術(shù)。其目標(biāo)是提高對極端事件發(fā)生可能性、強度和影響范圍的預(yù)測精度，為防災(zāi)減災(zāi)提供決策支持。**解析思路*：考察對極端天氣預(yù)報核心內(nèi)容的把握，包括關(guān)注對象（極端天氣事件）、目標(biāo)（早期識別、監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)警）和最終目的（防災(zāi)減災(zāi)）。5.氣候服務(wù)：指將氣候相關(guān)信息（如氣候監(jiān)測、預(yù)測、風(fēng)險評估、氣候影響評估等）轉(zhuǎn)化為用戶可以理解和使用的產(chǎn)品、服務(wù)或解決方案，以支持決策制定、風(fēng)險管理、資源優(yōu)化配置和可持續(xù)發(fā)展。它是連接氣象科學(xué)與社會經(jīng)濟發(fā)展的橋梁。**解析思路*：考察對氣候服務(wù)核心概念的理解，強調(diào)其價值轉(zhuǎn)化過程（信息到產(chǎn)品/服務(wù)/解決方案）以及服務(wù)對象和目的（支持決策、管理、發(fā)展）。二、簡答題1.簡述全球變暖對大氣環(huán)流可能產(chǎn)生的主要影響。*全球變暖導(dǎo)致熱帶地區(qū)加熱增強，可能引起行星波活動增強，影響中高緯度地區(qū)的波引導(dǎo)和阻塞現(xiàn)象，進而改變經(jīng)向氣流模式。可能加強哈德萊環(huán)流和費雷爾環(huán)流，導(dǎo)致副熱帶高壓帶整體增強北移。信風(fēng)可能減弱。極地渦旋可能變得更弱、更頻繁破裂，導(dǎo)致冷空氣更容易南下。總體上可能加劇大氣環(huán)流的季節(jié)性和年際變率。**解析思路*：要求列舉并簡要說明全球變暖對大氣環(huán)流系統(tǒng)（熱帶、中高緯、副熱帶、極地）可能產(chǎn)生的具體改變，體現(xiàn)對氣候系統(tǒng)內(nèi)部相互作用的理解。2.列舉三種現(xiàn)代氣象衛(wèi)星的主要觀測內(nèi)容及其在應(yīng)用氣象學(xué)中的意義。*（1）氣象衛(wèi)星（如GOES、MetOp）：主要觀測云頂亮溫、云參數(shù)（云層覆蓋、云頂高度）、水汽分布、地球輻射收支、風(fēng)場（散射ometers、微波輻射計）、極區(qū)海冰等。意義：提供大范圍、連續(xù)的氣象監(jiān)測，是天氣預(yù)報、氣候監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警（如臺風(fēng)、火災(zāi)）和氣候研究的重要信息源。*（2）靜止氣象衛(wèi)星（如中國風(fēng)云一號、二號）：主要觀測紅外云圖、可見光云圖、水汽云圖、紫外云圖等。意義：提供高頻次（分鐘級）的云圖信息，直觀展示天氣系統(tǒng)發(fā)展演變，是短期天氣預(yù)報、航空管制、農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的重要工具。*（3）特殊用途衛(wèi)星（如歐洲哨兵號系列-Sentinel-3/5P）：Sentinel-3P主要提供高空間分辨率的海面溫度、海面高度、水色、植被指數(shù)等；Sentinel-5P主要提供大氣成分（溫室氣體、空氣污染物）高精度觀測。意義：為海洋氣象、水文監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、空氣質(zhì)量評估等提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，拓展了應(yīng)用氣象學(xué)的服務(wù)領(lǐng)域。**解析思路*：要求列舉三種不同類型或功能的現(xiàn)代氣象衛(wèi)星，說明其主要觀測內(nèi)容，并闡述其在應(yīng)用氣象學(xué)中的具體作用和價值。3.簡述人工智能技術(shù)在短期天氣預(yù)報或氣象災(zāi)害預(yù)警中的一種具體應(yīng)用方式。*人工智能技術(shù)（特別是機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)）可用于改進短期天氣預(yù)報中的“后報”（Post-processing）或偏差訂正。通過分析大量歷史觀測數(shù)據(jù)和模型輸出，AI模型可以學(xué)習(xí)并識別模型預(yù)報與實況之間的系統(tǒng)性偏差或非線性行為，從而生成更接近實際觀測的訂正預(yù)報。例如，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)從NWP初始場直接預(yù)測降水落區(qū)、強度或雷電發(fā)生概率，提高預(yù)報的“巧”度。**解析思路*：要求結(jié)合具體應(yīng)用場景（短期預(yù)報或災(zāi)害預(yù)警），說明AI技術(shù)的具體應(yīng)用方式，如改進預(yù)報精度（后報/偏差訂正）、提升特定要素（如降水、雷電）預(yù)報能力等。4.說明提高數(shù)值天氣預(yù)報模式分辨率可能帶來的優(yōu)勢與面臨的挑戰(zhàn)。*優(yōu)勢：能夠更精細(xì)地分辨大氣中的小尺度動力學(xué)過程（如積云對流、鋒面結(jié)構(gòu)、中小尺度天氣系統(tǒng)），提高對天氣現(xiàn)象生消演變過程的模擬能力；可能改善對近地氣象要素（風(fēng)、溫、濕）的預(yù)報精度，特別是對地形影響敏感區(qū)域的預(yù)報；有助于更準(zhǔn)確地模擬和預(yù)報極端天氣事件的強度和影響。*挑戰(zhàn)：對計算資源（計算機內(nèi)存、運算能力）要求顯著提高，成本巨大；更高分辨率下模式不穩(wěn)定問題可能更突出，需要更精密的物理過程參數(shù)化方案；數(shù)據(jù)同化能力可能面臨挑戰(zhàn)，如何有效吸收更高分辨率觀測信息是個難題；即使分辨率提高，若物理參數(shù)化方案或初始場精度不足，效果提升可能有限。**解析思路*：要求全面說明提高模式分辨率的利弊兩方面，既包括其帶來的預(yù)期好處（精度、過程模擬能力），也涵蓋實際面臨的困難（資源、穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)同化、參數(shù)化等）。5.氣象信息在智慧農(nóng)業(yè)中可以發(fā)揮哪些方面的作用？*氣象信息在智慧農(nóng)業(yè)中作用廣泛，包括：提供精準(zhǔn)播種、灌溉、施肥、病蟲害防治等農(nóng)事活動的決策依據(jù)，實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)肥、高效生產(chǎn)；通過作物模型結(jié)合氣象數(shù)據(jù)進行產(chǎn)量預(yù)測和品質(zhì)評估，支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃和市場銷售；監(jiān)測農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害（干旱、洪澇、霜凍、臺風(fēng)等）的發(fā)生發(fā)展，及時發(fā)布預(yù)警，指導(dǎo)防災(zāi)減災(zāi)；為設(shè)施農(nóng)業(yè)（溫室大棚）提供環(huán)境調(diào)控（溫度、濕度、光照）的實時數(shù)據(jù)支持；幫助優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)布局和品種選擇。**解析思路*：要求列舉氣象信息在智慧農(nóng)業(yè)中的具體應(yīng)用領(lǐng)域，涵蓋生產(chǎn)管理、災(zāi)害防治、產(chǎn)量預(yù)測、設(shè)施農(nóng)業(yè)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等多個方面。三、論述題1.結(jié)合實例，論述極端天氣事件（如臺風(fēng)、暴雨）的發(fā)生頻率和強度變化趨勢及其對社會經(jīng)濟可能造成的多重影響。*論述要點：依據(jù)氣候觀測和研究，論述全球變暖背景下，部分極端天氣事件（尤其是熱帶氣旋、重強度降水等）的頻率、強度或極端事件天數(shù)呈現(xiàn)增加的趨勢。例如，臺風(fēng)可能變得更加強烈（中心最低氣壓更低、最大風(fēng)速更大），或在遠離臺風(fēng)眼區(qū)域產(chǎn)生更強的降水；暴雨事件發(fā)生的頻率增加、強度增大、持續(xù)時間變短。結(jié)合具體實例（如某年超強臺風(fēng)對東南亞國家造成的歷史性破壞、某流域因極端暴雨引發(fā)特大洪災(zāi)等），分析這些變化對社會經(jīng)濟造成的嚴(yán)重影響，包括人員傷亡、財產(chǎn)損失、基礎(chǔ)設(shè)施破壞（交通、電力、通訊）、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中斷、水資源短缺或洪澇災(zāi)害加劇、公共衛(wèi)生風(fēng)險增加、對特定行業(yè)（如旅游、航運）的沖擊等。強調(diào)影響的廣泛性、連鎖性和加劇性。**解析思路*：要求結(jié)合科學(xué)依據(jù)（趨勢變化）和具體實例，深入分析極端天氣事件變化對社會的直接和間接、短期和長期的多重影響，體現(xiàn)綜合分析和思辨能力。2.闡述氣象觀測技術(shù)（包括地面、衛(wèi)星、雷達等）在過去幾十年中的主要發(fā)展變化，并分析這些發(fā)展對應(yīng)用氣象學(xué)領(lǐng)域帶來的革命性影響。*論述要點：闡述觀測技術(shù)的發(fā)展變化：地面觀測從稀疏站網(wǎng)向自動化、加密的觀測網(wǎng)絡(luò)發(fā)展（自動氣象站AMS），觀測要素增多；衛(wèi)星觀測從單一類型（氣象衛(wèi)星）向多類型（地球靜止、極軌、專用衛(wèi)星）、高分辨率、多光譜/多波段的全面發(fā)展；天氣雷達從單一波長（S波段）向多普勒、相控陣、雙偏振、多波段（S/X/Ku）發(fā)展，探測性能顯著提升。分析這些發(fā)展帶來的革命性影響：觀測時空分辨率大幅提高，實現(xiàn)了對天氣系統(tǒng)生消演變的近乎實時連續(xù)監(jiān)測；獲取了以前難以獲取的大范圍、高精度三維大氣信息（風(fēng)場、水汽、云中粒子等）；為數(shù)值天氣預(yù)報模式提供了更精確、更全面、更及時的同化資料，顯著提高了預(yù)報準(zhǔn)確率和業(yè)務(wù)化水平；推動了氣象災(zāi)害（如暴雨、強風(fēng)、冰雹、雷暴）的智能監(jiān)測、預(yù)警和評估能力的飛躍；拓展了應(yīng)用氣象學(xué)服務(wù)領(lǐng)域，如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)氣象、城市氣象、環(huán)境監(jiān)測、氣候變化研究等。**解析思路*：要求系統(tǒng)梳理觀測技術(shù)的多個方面（地面、衛(wèi)星、雷達）的發(fā)展脈絡(luò)，并重點分析這些技術(shù)進步如何從根本層面（觀測能力、數(shù)據(jù)質(zhì)量、模式輸入）變革了應(yīng)用氣象學(xué)的業(yè)務(wù)能力和服務(wù)水平。3.探討將大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)深度融合到氣象災(zāi)害風(fēng)險評估與管理中的潛力和面臨的挑戰(zhàn)。*論述要點：潛力：大數(shù)據(jù)分析能整合處理來自多源異構(gòu)的觀測數(shù)據(jù)（氣象、水文、地理、社交網(wǎng)絡(luò)、歷史災(zāi)害等），更全面地刻畫災(zāi)害風(fēng)險因子；AI技術(shù)（特別是機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)）能從海量數(shù)據(jù)中挖掘復(fù)雜的非線性關(guān)系和模式，構(gòu)建更精準(zhǔn)的風(fēng)險評估模型和預(yù)測預(yù)警模型；可以實現(xiàn)災(zāi)害影響的動態(tài)評估和精細(xì)化分區(qū)；能夠處理和利用社交媒體等非結(jié)構(gòu)化信息，提高預(yù)警的及時性和覆蓋面；有助于實現(xiàn)災(zāi)害風(fēng)險的智能決策支持，優(yōu)化應(yīng)急資源調(diào)配。面臨的挑戰(zhàn)：高質(zhì)量、大規(guī)模、長時序、多源數(shù)據(jù)的獲取與融合難度大；AI模型的“黑箱”問題導(dǎo)致其決策依據(jù)難以解釋，影響公信力；模型泛化能力和魯棒性有待提高，尤其是在小樣本或極端事件情況下；需要大量專業(yè)人才進行數(shù)據(jù)治理、模型開發(fā)和運維；數(shù)據(jù)隱私和安全問題；建立基于數(shù)據(jù)智能的災(zāi)害管理新流程和新機制需要體制機制的配套。**解析思路*：要求辯證地分析大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)應(yīng)用于氣象災(zāi)害風(fēng)險評估與管理兩大方面的優(yōu)勢和不足，既要看到其帶來的巨大機遇，也要正視實踐中遇到的技術(shù)、人才、機制、安全等挑戰(zhàn)。4.分析氣候變化背景下，應(yīng)用氣象學(xué)在農(nóng)業(yè)、水資源管理、城市規(guī)劃和公共安全等領(lǐng)域拓展服務(wù)的新機遇與新需求。*論述要點：農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：新機遇在于發(fā)展氣候智能型農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，利用更先進的氣候預(yù)測和模型服務(wù)指導(dǎo)作物品種選育、種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化、極端天氣應(yīng)對；新需求在于需要更精細(xì)化的區(qū)域氣候風(fēng)險評估（病蟲害、干旱、洪水）、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警、氣候變化對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和品質(zhì)影響的評估與適應(yīng)策略制定。水資源管理領(lǐng)域：新機遇在于利用改進的降水預(yù)報和蒸散發(fā)模型，優(yōu)化水庫調(diào)度、灌溉計劃、洪水預(yù)報和干旱預(yù)警；新需求在于需要評估氣候變化對區(qū)域水資源總量、時空分布格局的影響，制定長期水資源規(guī)劃和適應(yīng)措施。城市規(guī)劃領(lǐng)域：新機遇在于利用城市氣象學(xué)知識，改善城市熱島效應(yīng)，優(yōu)化城市通風(fēng)廊道設(shè)計；新需求在于需