2025年大學《應用氣象學》專業(yè)題庫——氣象學在水文學中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共30分。在每小題列出的四個選項中，只有一個是符合題目要求的，請將正確選項字母填在題后的括號內(nèi)。）1.下列哪一項不屬于水文循環(huán)中主要由大氣運動輸移的水汽來源？A.海洋蒸發(fā)B.植物蒸騰C.地表徑流D.地下蒸散發(fā)2.在水文氣象學中，潛熱通量和感熱通量都屬于哪個物理量的分量？A.大氣凈輻射B.地面能量平衡C.水分蒸發(fā)D.大氣水分輸送3.下列哪種降水形成機制主要發(fā)生在暖云中？A.凝華B.冰晶碰撞增長C.過冷水滴碰撞凍結(jié)D.干冰升華4.Penman蒸散發(fā)公式中，代表大氣層結(jié)對水汽擴散能力的參數(shù)是？A.輻射平衡B.空氣動力學阻力C.蒸發(fā)面阻力D.太陽輻射5.影響地表蒸散發(fā)的主要氣象因素中，以下哪一項通常起最直接的控制作用？A.土壤水分含量B.大氣壓強C.太陽凈輻射D.地下水位6.下列哪種水文氣象模型主要基于水量平衡原理進行蒸散發(fā)估算？A.Penman模型B.蒸發(fā)皿法C.水量平衡模型D.空氣動力學模型7.鋒面過境時，通常會導致哪種水文氣象現(xiàn)象？A.持續(xù)性小雪B.短時強降水C.氣溫持續(xù)升高D.地面蒸發(fā)增強8.大氣中的水汽含量主要通過哪些物理過程進入大氣？A.降水和徑流B.蒸發(fā)和植物蒸騰C.地下滲透和下滲D.水汽輸送和凝結(jié)9.估算區(qū)域水資源時，氣象數(shù)據(jù)主要用于？A.確定土地利用類型B.估算蒸散發(fā)量C.評估土壤肥力D.測定河流流速10.下列哪項技術(shù)通常不直接用于大范圍蒸散發(fā)量的監(jiān)測？A.衛(wèi)星遙感B.地面蒸散發(fā)觀測場C.同位素示蹤D.單點氣象站觀測11.氣象因素對洪水過程的影響主要體現(xiàn)在？A.增加地下徑流B.延長洪水匯流時間C.提供洪水的主要水源D.減少洪水波速12.在全球氣候變化背景下，氣象學對水文水資源的影響主要體現(xiàn)在？A.使水文循環(huán)趨于減弱B.導致極端降水事件頻率增加C.減少區(qū)域水資源總量D.提高土壤滲透能力13.在使用氣象數(shù)據(jù)進行水文模擬時，通常需要哪些類型的氣象數(shù)據(jù)輸入？A.土壤類型數(shù)據(jù)B.空氣溫度和濕度C.地形高程數(shù)據(jù)D.植被覆蓋類型數(shù)據(jù)14.下列哪種水文氣象模型側(cè)重于模擬水流在流域內(nèi)的物理過程？A.概念性水文模型B.集總式水文氣象模型C.分布式水文氣象模型D.基于氣象預報的水文模型15.大氣輻射平衡在能量平衡法估算蒸散發(fā)中起什么作用？A.直接計算蒸散發(fā)量B.提供計算潛熱通量和感熱通量的能量來源C.確定蒸散發(fā)面的熱力學狀態(tài)D.補償土壤水分損失二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.水文循環(huán)的主要能量來源是________。2.影響大氣水汽輸送能力的主要因素包括________和下墊面性質(zhì)。3.蒸發(fā)和蒸騰的總和通常被稱為________。4.降水強度超過下滲能力時，就會產(chǎn)生________。5.氣象學在水文模型中的作用主要是提供驅(qū)動數(shù)據(jù)和評估水文過程。6.氣溫、相對濕度和風速是影響________的關(guān)鍵氣象因素。7.氣旋過境通常伴隨著________和降水。8.地面能量平衡方程中，凈輻射是________的主要來源。9.氣候變化導致全球平均氣溫升高，進而影響________和________。10.水文氣象觀測技術(shù)包括地面觀測、遙感和________。三、簡答題（每小題5分，共15分。請簡要回答下列問題。）1.簡述蒸散發(fā)過程的能量平衡原理。2.影響降水強度的氣象因素有哪些？并簡述其作用。3.簡述氣象因素如何影響洪水的發(fā)生和發(fā)展。四、計算題（共15分。請根據(jù)要求進行計算，并說明計算原理。）假設某研究區(qū)域某日氣象觀測數(shù)據(jù)如下：空氣溫度Ta=25°C，相對濕度RH=60%，風速U=2m/s，太陽凈輻射Rn=200W/m2。請利用簡化的能量平衡法公式（忽略土壤熱通量和潛熱通量中的土壤水分脅迫項），估算該日該區(qū)域的蒸散發(fā)量（單位：mm/天）。假設比熱容Cp=1000J/(kg·°C)，水汽潛熱L=2.45×10^6J/kg，干空氣密度ρa=1.2kg/m3。計算原理簡述及結(jié)果。五、論述題（10分。請就以下問題進行論述。）氣候變化對區(qū)域水文循環(huán)產(chǎn)生了哪些主要影響？在水資源管理中，如何利用氣象學知識和方法應對這些影響？試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.B5.C6.C7.B8.B9.B10.C11.C12.B13.B14.C15.B二、填空題1.太陽輻射2.大氣環(huán)流3.蒸散量4.地面徑流5.（合理即可）6.蒸發(fā)7.氣旋性環(huán)流8.地面凈輻射9.蒸散發(fā)；徑流10.同位素示蹤三、簡答題1.能量平衡法認為，地表接收到的太陽凈輻射（Rn）主要用于補償?shù)乇頍崃繐p失，包括地表感熱通量（H）和潛熱通量（LE）。當Rn>H時，多余的能量用于蒸發(fā)和植物蒸騰，即潛熱通量增加；當Rn<H時，地表熱量虧損，潛熱通量減少，部分能量以長波輻射形式損失。蒸散發(fā)過程吸收了這部分能量（LE），因此能量平衡原理通過能量守恒關(guān)系建立了凈輻射、感熱和潛熱通量之間的聯(lián)系，是估算蒸散發(fā)的基礎。2.影響降水強度的氣象因素主要包括：①水汽含量：水汽是降水的基礎，水汽含量越高，形成降水的潛力越大。②上升氣流強度：強烈的上升氣流能將低層水汽迅速抬升到凝結(jié)高度，促進降水形成，氣流越強，上升速度越快，降水強度可能越大。③凝結(jié)核/冰核濃度：其數(shù)量影響云滴增長的速度和效率。④溫度：溫度影響水汽的飽和VaporPressure和相態(tài)（水汽凝結(jié)或凝華成冰晶），對降水類型和強度有重要影響。⑤風場結(jié)構(gòu)：垂直風切變等影響云的微物理過程和組織結(jié)構(gòu)，進而影響降水強度和持續(xù)時間。3.氣象因素通過影響降水時空分布和強度，進而影響地表徑流的形成、匯集和洪水過程。①降水是洪水的主要水源。短時強降水會導致短時間內(nèi)產(chǎn)流量急劇增加，超過河道下泄能力，引發(fā)洪峰，導致洪水發(fā)生。降水強度和持續(xù)時間直接影響洪水的洪量大小和洪峰高低。②氣溫影響蒸發(fā)和下滲。高溫會加劇地表蒸發(fā)，減少可用于形成徑流的降水總量；同時，氣溫也影響土壤墑情和下滲能力，影響地表產(chǎn)流和地下徑流的比例。③風場和氣壓系統(tǒng)（如氣旋）影響降水的時空分布，進而影響流域內(nèi)產(chǎn)流的同步性和匯流時間，影響洪水波的形成和傳播。四、計算題計算原理：能量平衡法估算蒸散發(fā)基于地表能量平衡方程：Rn=H+LE。潛熱通量LE與蒸發(fā)和植物蒸騰相關(guān)的能量消耗有關(guān)，可以近似表示為LE=α*(Rn-H)，其中α是一個經(jīng)驗系數(shù)（通常取0.1-1.0，代表凈輻射中用于蒸散發(fā)的比例）。當忽略土壤熱通量（G≈0）時，H≈Rn-LE。將LE表達式代入得到：H≈Rn-α*(Rn-H)=>H≈(1/(1+α))*Rn。潛熱通量LE與蒸散發(fā)量E（單位時間）存在關(guān)系LE=λ*E，其中λ是水的汽化潛熱（取2.45×10^6J/kg）。蒸散發(fā)量E（單位時間）與E（單位深度，mm/天）的關(guān)系為E(mm/天)=E(m/day)*86400/(ρa*1000)，其中ρa是空氣密度，1000是換算因子。將LE和E的關(guān)系代入能量平衡方程并整理，可以得到E(mm/天)≈(1+α)*Rn/(λ*ρa*86400)。代入題目數(shù)據(jù)α=1(簡化假設),Rn=200W/m2,λ=2.45×10^6J/kg,ρa=1.2kg/m3,86400s/day，計算得：E(mm/天)≈(1+1)*200/(2.45×10^6*1.2*86400)≈0.000067mm/秒*86400s/day≈4.6mm/天。結(jié)果：該日該區(qū)域的估算蒸散發(fā)量約為4.6mm/天。五、論述題氣候變化通過改變氣溫、降水格局、極端天氣事件頻率等，對區(qū)域水文循環(huán)產(chǎn)生顯著影響。主要影響包括：①氣溫升高導致蒸發(fā)和蒸騰增強，尤其在干旱半干旱地區(qū)，可能增加水資源總量但改變時空分布，加劇水資源供需矛盾。②降水格局改變，部分區(qū)域降水增加，頻率增多，易發(fā)洪澇；部分區(qū)域降水減少，干旱加劇。極端降水事件（如暴雨）頻率和強度增加，加大洪澇風險。③冰川和積雪融化加速，短期內(nèi)增加下游徑流，但長期可能導致水源涵養(yǎng)能力下降。④海平面上升對沿海地區(qū)低洼地帶的防洪排澇和地下水水位造成威脅。⑤水循環(huán)加速，洪水過程可能縮短，地下水位可能下降。在水資源管理中，應對氣候變化影響，可利用氣象學知識和方法：①加強氣象監(jiān)測和預測能力，特別是極端天氣事件預報，為洪水預警、水資源調(diào)度提供