2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——極端氣候事件的成因與氣候背景分析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、解釋下列名詞（每條2分，共10分）1.極端氣候事件2.大氣遙相關(guān)3.厄爾尼諾現(xiàn)象4.熱浪事件5.歸因分析二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述熱浪事件的主要?dú)庀髮W(xué)成因。2.洪澇事件可以由哪些主要的天氣系統(tǒng)引發(fā)？請(qǐng)列舉至少三種。3.簡(jiǎn)述ENSO現(xiàn)象對(duì)全球大氣環(huán)流的主要影響機(jī)制。4.全球變暖背景下，極端氣候事件可能呈現(xiàn)哪些變化趨勢(shì)？三、論述題（每題10分，共30分）1.以一次具體的寒潮事件為例，闡述其形成的主要大氣環(huán)流背景和關(guān)鍵物理過程。2.結(jié)合大氣環(huán)流和水汽輸送的角度，分析干旱形成的可能原因及其與氣候背景的聯(lián)系。3.論述理解極端氣候事件成因與氣候背景分析對(duì)于提高其預(yù)報(bào)預(yù)警能力的重要性。四、案例分析題（20分）某年夏季，我國(guó)東部地區(qū)經(jīng)歷了罕見的持續(xù)高溫干旱天氣，同時(shí)西北地區(qū)部分區(qū)域則出現(xiàn)了強(qiáng)降水洪澇事件。結(jié)合當(dāng)時(shí)的全球海溫異常狀況（例如，提及赤道中東太平洋、北大西洋等區(qū)域的海溫變化）和可能的大氣環(huán)流指數(shù)變化（如副熱帶高壓位置強(qiáng)度、季風(fēng)活動(dòng)等），分析導(dǎo)致這種區(qū)域極端氣候事件并存或差異的主要原因。請(qǐng)闡述涉及的氣候背景因子及其作用的物理機(jī)制。試卷答案一、解釋下列名詞（每條2分，共10分）1.極端氣候事件：指在特定時(shí)間范圍內(nèi)，氣象要素（如氣溫、降水、風(fēng)速等）的極端值（異常偏高或偏低）超過某個(gè)預(yù)設(shè)閾值的現(xiàn)象。這類事件具有突發(fā)性、破壞性，并可能對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生顯著影響。2.大氣遙相關(guān)：指地球大氣環(huán)流中，不同地理位置之間存在的、通過大氣波動(dòng)（如羅斯貝波、行星波）傳遞的、具有統(tǒng)計(jì)意義的同步變化模式。它解釋了遠(yuǎn)距離地區(qū)天氣氣候異常之間的聯(lián)系。3.厄爾尼諾現(xiàn)象：指赤道中東太平洋海表溫度持續(xù)異常偏暖的現(xiàn)象。它通過改變大氣環(huán)流（如信風(fēng)減弱、沃克環(huán)流減弱/反向），對(duì)全球天氣氣候產(chǎn)生廣泛而顯著的影響。4.熱浪事件：指在特定時(shí)間段內(nèi)（通常持續(xù)幾天至幾周），某地氣溫持續(xù)異常偏高，超過當(dāng)?shù)貧夂蚱骄狄欢ㄩ撝?，并帶來顯著不適或危害的現(xiàn)象。5.歸因分析：指通過科學(xué)方法，識(shí)別和區(qū)分極端氣候事件中，自然氣候變化因子（如內(nèi)部氣候variability）和人類活動(dòng)導(dǎo)致的氣候變化因子（如溫室氣體排放）所貢獻(xiàn)的程度和影響的過程。二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述熱浪事件的主要?dú)庀髮W(xué)成因。*答案：主要成因包括：(1)大氣環(huán)流異常，如副熱帶高壓異常加強(qiáng)、位置偏西偏強(qiáng)，導(dǎo)致下沉氣流控制，晴朗少云，地面受熱強(qiáng)烈；(2)天氣系統(tǒng)活動(dòng)受阻，如阻塞高壓的形成，導(dǎo)致暖濕空氣難以向北輸送，維持高溫天氣；(3)短期天氣過程疊加，如持續(xù)的高溫高壓系統(tǒng)與暖平流共同作用。*解析思路：要求學(xué)生理解熱浪形成的直接氣象條件（如持續(xù)高溫、少云）及其背后的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。需要從大型天氣系統(tǒng)（副高、阻塞高壓）和中小尺度天氣過程（暖平流）兩方面來回答，體現(xiàn)對(duì)大氣環(huán)流和熱力過程的掌握。2.洪澇事件可以由哪些主要的天氣系統(tǒng)引發(fā)？請(qǐng)列舉至少三種。*答案：主要引發(fā)洪澇事件的天氣系統(tǒng)包括：(1)持續(xù)性強(qiáng)降水天氣系統(tǒng)，如溫帶氣旋、熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)/颶風(fēng)）、鋒面（冷鋒、暖鋒、stationaryfront）；(2)大范圍穩(wěn)定性的地形雨，如副熱帶高壓邊緣的午后雷陣雨或地形抬升形成的持續(xù)性降水；(3)冰雪融化引發(fā)的融雪型洪澇。*解析思路：考察學(xué)生對(duì)引發(fā)降水（進(jìn)而可能引發(fā)洪澇）的不同天氣系統(tǒng)類型的掌握。要求列舉具體系統(tǒng)，并理解其降水特點(diǎn)（持續(xù)性、強(qiáng)度、范圍）。融雪也是一個(gè)重要類型，需考慮季節(jié)性因素。3.簡(jiǎn)述ENSO現(xiàn)象對(duì)全球大氣環(huán)流的主要影響機(jī)制。*答案：ENSO主要通過改變赤道中東太平洋的海表溫度異常，進(jìn)而調(diào)制大氣遙相關(guān)型式和行星波活動(dòng)，影響全球大氣環(huán)流。例如，厄爾尼諾時(shí)，沃克環(huán)流減弱/反向，信風(fēng)減弱，導(dǎo)致全球副熱帶高壓異常、印度洋季風(fēng)減弱、非洲薩赫勒地區(qū)降水增多等；拉尼娜時(shí)，則相反，沃克環(huán)流增強(qiáng)，信風(fēng)增強(qiáng)，全球副高偏弱、北美冬季偏冷、澳大利亞干旱加劇等。*解析思路：要求理解ENSO的核心是海氣相互作用，其影響是全球性的。關(guān)鍵在于闡述其如何通過改變海溫、沃克環(huán)流、信風(fēng)等，觸發(fā)或改變大氣遙相關(guān)鏈，進(jìn)而影響全球不同區(qū)域的氣壓場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)異常。4.全球變暖背景下，極端氣候事件可能呈現(xiàn)哪些變化趨勢(shì)？*答案：全球變暖背景下，極端氣候事件可能呈現(xiàn)：(1)發(fā)生頻率增加，如熱浪、干旱、強(qiáng)降水事件的頻率可能升高；(2)強(qiáng)度增強(qiáng)，如極端高溫事件的峰值更高、極端降水的總量更大、強(qiáng)風(fēng)的風(fēng)速更強(qiáng)；(3)持續(xù)時(shí)間可能延長(zhǎng)，如干旱持續(xù)時(shí)間可能更長(zhǎng)；(4)空間分布發(fā)生改變，某些地區(qū)極端事件風(fēng)險(xiǎn)增加，另一些地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)可能降低。*解析思路：考察學(xué)生對(duì)氣候變化影響方面的基本認(rèn)知。要求結(jié)合科學(xué)觀測(cè)和研究的共識(shí)，列舉極端事件在頻率、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、空間分布四個(gè)維度的可能變化趨勢(shì)。三、論述題（每題10分，共30分）1.以一次具體的寒潮事件為例，闡述其形成的主要大氣環(huán)流背景和關(guān)鍵物理過程。*答案：以一次典型的東亞寒潮為例：(1)大氣環(huán)流背景：通常形成于西伯利亞高壓異常強(qiáng)大且穩(wěn)定維持，其東部或東南部有低壓發(fā)展（或冷渦）。在高壓控制下，亞洲中高緯度地區(qū)維持嚴(yán)寒干燥天氣；當(dāng)高壓東移南退或出現(xiàn)裂點(diǎn)時(shí)，北方冷空氣獲得南下通道。同時(shí)，極地渦旋活躍，有冷平流南下。(2)關(guān)鍵物理過程：冷空氣在高壓引導(dǎo)下，沿高壓的東部或東南部邊界南下。南下過程中，冷空氣與南方的暖濕空氣相遇，形成鋒面（通常為冷鋒）。在鋒面過境時(shí)，冷氣楔入暖氣團(tuán)下方，迫使暖空氣劇烈抬升。由于冷空氣團(tuán)本身強(qiáng)烈、干燥、穩(wěn)定，其下方大氣層結(jié)穩(wěn)定，抑制了暖空氣中的對(duì)流發(fā)展，導(dǎo)致大部分降水以降雪或雨夾雪形式出現(xiàn)，但伴隨劇烈的降溫、大風(fēng)和氣壓升高。地面受冷氣團(tuán)直接覆蓋，氣溫驟降。*解析思路：要求學(xué)生能結(jié)合具體天氣系統(tǒng)（西伯利亞高壓、冷渦/低壓）闡述寒潮南下的環(huán)流背景，并深入解釋冷空氣南下的引導(dǎo)機(jī)制以及與暖空氣交匯時(shí)的關(guān)鍵物理過程（鋒面形成、動(dòng)力抬升、熱力特性），說明降溫、大風(fēng)、降水等天氣現(xiàn)象的成因。2.結(jié)合大氣環(huán)流和水汽輸送的角度，分析干旱形成的可能原因及其與氣候背景的聯(lián)系。*答案：干旱形成的原因?yàn)榻邓@著偏少。從大氣環(huán)流和水汽輸送角度看，可能原因包括：(1)水汽源區(qū)缺乏或水汽輸送受阻：如副熱帶高壓異常長(zhǎng)期穩(wěn)定控制某地，高壓脊前盛行下沉氣流，空氣干燥，且阻擋了來自海洋或低緯度水汽的輸入；或水汽源區(qū)本身降水偏少、蒸發(fā)旺盛。(2)大氣環(huán)流異常導(dǎo)致降水帶偏移：如季風(fēng)活動(dòng)異常，導(dǎo)致雨帶長(zhǎng)期徘徊在某地之北或之南，無法帶來有效降水；或西太平洋副高異常偏強(qiáng)偏西，導(dǎo)致華南或東亞季風(fēng)區(qū)降水偏少。(3)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)：即使水汽條件尚可，如果持續(xù)的降水天氣系統(tǒng)（如阻塞高壓）導(dǎo)致降水偏少，也會(huì)形成干旱。氣候背景聯(lián)系：長(zhǎng)期氣候變化可能導(dǎo)致某些地區(qū)水汽源區(qū)變暖變干，或大氣環(huán)流模式發(fā)生轉(zhuǎn)變（如季風(fēng)強(qiáng)度和位置變化），從而增加該地區(qū)干旱的頻率和強(qiáng)度。ENSO等年際氣候變化也是導(dǎo)致區(qū)域性干旱的重要背景因子。*解析思路：要求學(xué)生從水汽的來源（海洋/低緯地區(qū)）和水汽輸送的通道（大氣環(huán)流，如季風(fēng)、副高、西風(fēng)帶）兩個(gè)角度分析干旱成因，并將成因與具體的環(huán)流異常模式（如副高控制、季風(fēng)異常）聯(lián)系起來。同時(shí)，要認(rèn)識(shí)到干旱的發(fā)生與特定的氣候背景（長(zhǎng)期氣候變化、年際振蕩）密切相關(guān)。3.論述理解極端氣候事件成因與氣候背景分析對(duì)于提高其預(yù)報(bào)預(yù)警能力的重要性。*答案：理解極端氣候事件成因與氣候背景分析對(duì)于提高其預(yù)報(bào)預(yù)警能力至關(guān)重要：(1)提高預(yù)報(bào)技巧：深入理解特定極端事件（如強(qiáng)降水、寒潮）形成的物理機(jī)制和關(guān)鍵環(huán)流因子，有助于識(shí)別有利的大氣條件，提高對(duì)事件發(fā)生、發(fā)展和強(qiáng)度的預(yù)報(bào)能力，特別是對(duì)中小尺度系統(tǒng)的識(shí)別和預(yù)報(bào)。(2)延長(zhǎng)預(yù)警提前期：通過監(jiān)測(cè)和分析反映氣候背景變化的指數(shù)（如海溫、大氣環(huán)流指數(shù)），可以更早地預(yù)判極端事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，為發(fā)布中長(zhǎng)期預(yù)警提供依據(jù)，從而有效延長(zhǎng)預(yù)警提前期。(3)提高預(yù)警準(zhǔn)確性：準(zhǔn)確識(shí)別影響極端事件的氣候背景因子及其相互作用，有助于評(píng)估不同背景下事件發(fā)生的概率和強(qiáng)度級(jí)別，減少誤報(bào)和漏報(bào)，提高預(yù)警的準(zhǔn)確性。(4)支撐預(yù)警決策：對(duì)成因和背景的分析結(jié)果，可以為政府和社會(huì)部門制定有效的防災(zāi)減災(zāi)預(yù)案和應(yīng)急響應(yīng)措施提供科學(xué)支撐，提升應(yīng)對(duì)能力?？傊?，從機(jī)制和背景層面理解極端氣候事件，是從事后描述向事前預(yù)測(cè)預(yù)警轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。*解析思路：要求學(xué)生論述理解這兩個(gè)方面的作用，需要從預(yù)報(bào)技巧、預(yù)警提前期、預(yù)警準(zhǔn)確性、決策支持等多個(gè)維度展開，強(qiáng)調(diào)其對(duì)從“監(jiān)測(cè)”到“預(yù)報(bào)預(yù)警”能力提升的意義，體現(xiàn)其對(duì)氣象應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí)。四、案例分析題（20分）答案：該年夏季我國(guó)極端氣候事件的空間差異，可能由以下海溫異常和大氣環(huán)流變化共同作用導(dǎo)致：(1)赤道中東太平洋海溫異常：若出現(xiàn)厄爾尼諾現(xiàn)象（海溫異常偏暖），則沃克環(huán)流減弱/反向，東太平洋地區(qū)水汽減少，信風(fēng)減弱。這可能導(dǎo)致我國(guó)東部沿海地區(qū)夏季風(fēng)偏弱，來自海洋的水汽難以深入內(nèi)陸，形成持續(xù)高溫干旱。同時(shí)，沃克環(huán)流的異?？赡芡ㄟ^遙相關(guān)影響其他區(qū)域，如可能引起北大西洋海溫異常（如負(fù)Nina/拉尼娜前期影響），導(dǎo)致該區(qū)域?qū)α骰顒?dòng)增強(qiáng)。(2)北大西洋海溫異常：若北大西洋海溫異常偏暖（例如，亞速爾高壓增強(qiáng)），可能激發(fā)北大西洋濤動(dòng)（NAO），導(dǎo)致歐亞大陸中高緯度地區(qū)上空存在異常的阻塞高壓或有利于強(qiáng)氣旋生成的環(huán)流條件。當(dāng)這種環(huán)流條件與西太平洋副熱帶高壓的異常（如偏強(qiáng)偏西）疊加時(shí)，可能引導(dǎo)來自北太平洋或北方冷渦的暖濕氣流南下，并在特定地形（如山脈）作用下，形成大范圍強(qiáng)降水，導(dǎo)致西北地區(qū)洪澇。(3)大氣環(huán)流指數(shù)變化：副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度變化是影響我國(guó)夏季旱澇的關(guān)鍵。若厄爾尼諾導(dǎo)致東亞副高異常偏強(qiáng)偏西，則可能覆蓋我國(guó)東部大部分地區(qū)，造成持續(xù)晴熱干旱。而西北地區(qū)的強(qiáng)降水，可能是在特定的大氣波動(dòng)（如MJO活動(dòng)階段）或副高邊緣不穩(wěn)定條件下，與北方冷空氣或水汽輸送共同作用的結(jié)果。海溫異常通過改變行星波活動(dòng)路徑和強(qiáng)度，也可能間接影響副高等大型環(huán)流系統(tǒng)。解析思路