2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——?dú)庀箢A(yù)測在城市規(guī)劃中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號內(nèi)）1.城市熱島效應(yīng)的形成，主要與人流、車流、建筑以及缺乏植被等因素有關(guān)，其中對近地面氣溫升高的貢獻(xiàn)最大的是？A.人流和車流產(chǎn)生的熱量B.建筑材料的蓄熱和反射率C.缺乏植被導(dǎo)致蒸發(fā)冷卻作用減弱D.地面粗糙度增加導(dǎo)致湍流交換減弱2.在進(jìn)行城市風(fēng)環(huán)境規(guī)劃時(shí)，通常需要重點(diǎn)關(guān)注的風(fēng)場要素是？A.全球環(huán)流模式B.地面風(fēng)玫瑰圖及其變化C.對流層頂高度D.太陽輻射強(qiáng)度3.城市排水系統(tǒng)規(guī)劃需要綜合考慮的氣象要素主要是？A.平均風(fēng)速和風(fēng)向B.平均相對濕度C.降水強(qiáng)度、歷時(shí)和類型D.日照時(shí)數(shù)4.某城市在規(guī)劃大型露天廣場時(shí)，特別關(guān)注了夏季的午后高溫和城市熱島效應(yīng)的影響，其主要考慮的氣象因素是？A.海平面氣壓場B.低層風(fēng)切變C.空氣濕度與溫度的聯(lián)合分布D.大氣穩(wěn)定度等級5.利用氣象預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行城市交通信號燈配時(shí)優(yōu)化，主要考慮的氣象因素及其影響是？A.溫度對路面摩擦系數(shù)的影響B(tài).風(fēng)速對交通流穩(wěn)定性的影響C.能見度對駕駛員視距的影響D.以上都是6.城市空氣質(zhì)量預(yù)測模型中，氣象條件參數(shù)通常不包括？A.水平風(fēng)場B.垂直擴(kuò)散能力C.地面溫度D.地面建筑物高度7.在進(jìn)行城市防洪規(guī)劃時(shí)，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)（NWP）產(chǎn)品中最關(guān)鍵的輸出參數(shù)是？A.2米高度氣溫預(yù)報(bào)B.1000hPa高度場預(yù)報(bào)C.短時(shí)強(qiáng)降水概率預(yù)報(bào)D.全球紫外線指數(shù)預(yù)報(bào)8.為緩解城市熱島效應(yīng)，城市規(guī)劃中增加水體面積的主要作用機(jī)制是？A.水體對太陽輻射的反射B.水體的蒸發(fā)冷卻效應(yīng)C.水體增加地面粗糙度D.水體吸收并儲(chǔ)存二氧化碳9.城市建筑風(fēng)壓計(jì)算中，需要使用的氣象數(shù)據(jù)主要是？A.歷史年平均風(fēng)速B.特定時(shí)間段的最大風(fēng)速風(fēng)向統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)C.雷諾數(shù)計(jì)算所需的風(fēng)速剖面數(shù)據(jù)D.風(fēng)能密度圖10.將機(jī)器學(xué)習(xí)模型應(yīng)用于城市極端天氣（如高溫?zé)崂耍╋L(fēng)險(xiǎn)評估，其主要優(yōu)勢在于？A.能夠完全精確地預(yù)測極端天氣的發(fā)生時(shí)間和地點(diǎn)B.可以自動(dòng)識別歷史數(shù)據(jù)中不易察覺的復(fù)雜模式和非線性關(guān)系C.無需依賴氣象專業(yè)知識即可進(jìn)行預(yù)測D.成本低廉，計(jì)算速度快二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在題干橫線上）1.城市內(nèi)部的降水分布往往不均勻，通常在___________地帶降水較少，而在___________地帶降水可能更多。2.城市規(guī)劃中，評估建筑通風(fēng)效果需要考慮的氣象參數(shù)主要是___________和___________。3.日照分析是城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，其目的是確保建筑物獲得足夠的___________，并避免遮擋周邊建筑物的正常日照。4.氣象預(yù)測在城市防洪規(guī)劃中發(fā)揮作用的關(guān)鍵在于能夠提供___________和___________的降水信息。5.城市風(fēng)環(huán)境規(guī)劃中，利用風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)M城市建筑群對氣流的影響，主要是為了研究___________和___________等問題。6.高層建筑的設(shè)計(jì)需要特別考慮風(fēng)荷載的影響，其風(fēng)壓分布與___________密切相關(guān)，通常建筑背風(fēng)面會(huì)產(chǎn)生___________壓力。7.氣象條件對城市空氣質(zhì)量有顯著影響，例如___________天氣條件下，污染物易在近地?cái)U(kuò)散；而___________天氣條件下，大氣垂直混合增強(qiáng)，污染物易于擴(kuò)散。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.城市邊界層2.數(shù)值天氣預(yù)報(bào)（NWP）3.空氣污染擴(kuò)散氣象條件4.城市熱島強(qiáng)度四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述城市熱島效應(yīng)的形成原因及其對城市規(guī)劃產(chǎn)生的主要影響。2.簡述城市規(guī)劃中，利用氣象預(yù)測進(jìn)行交通規(guī)劃的主要考慮因素和潛在應(yīng)用。3.簡述城市氣象觀測網(wǎng)絡(luò)在城市規(guī)劃與氣象預(yù)測應(yīng)用中的重要作用。4.簡述在進(jìn)行城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)考慮的主要?dú)庀笠蛩丶捌渥饔?。五、論述題（每題10分，共20分）1.結(jié)合具體實(shí)例，論述氣象預(yù)測在城市防洪減災(zāi)規(guī)劃中的重要作用及其面臨的挑戰(zhàn)。2.論述將人工智能技術(shù)（如機(jī)器學(xué)習(xí)）應(yīng)用于城市氣象預(yù)測與城市規(guī)劃決策的潛力和局限性。六、案例分析題（共13分）某中等規(guī)模城市正在規(guī)劃其中心城區(qū)的更新改造方案，該區(qū)域目前存在較為嚴(yán)重的交通擁堵和夏季熱島效應(yīng)問題。規(guī)劃師初步設(shè)想通過增加城市綠地、優(yōu)化建筑布局和引入智慧交通系統(tǒng)等措施來改善狀況。請基于氣象學(xué)原理，分析：（1）氣象條件（如風(fēng)、溫度、濕度、日照）對該區(qū)域交通流和熱環(huán)境現(xiàn)狀可能產(chǎn)生的影響。（4分）（2）在評估和優(yōu)化上述規(guī)劃方案時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些氣象預(yù)測信息？（4分）（3）如何利用氣象預(yù)測結(jié)果來指導(dǎo)具體規(guī)劃措施的制定和效果評估？（5分）試卷答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.B解析：建筑材料（如混凝土、瀝青）具有高蓄熱性，白天吸收太陽輻射和人為熱量，夜間緩慢釋放，是城市熱島效應(yīng)的主要成因。人流車流熱量貢獻(xiàn)相對固定且較小，植被缺乏影響蒸發(fā)冷卻，粗糙度影響風(fēng)場但不直接升溫。2.B解析：城市風(fēng)環(huán)境規(guī)劃需了解局地風(fēng)場特征，風(fēng)玫瑰圖直觀展示了特定地點(diǎn)不同方向的風(fēng)向頻率和風(fēng)速等級，是進(jìn)行建筑布局、通風(fēng)設(shè)計(jì)、污染物擴(kuò)散分析等的基礎(chǔ)。3.C解析：城市排水系統(tǒng)主要應(yīng)對降水帶來的徑流，因此降水的強(qiáng)度（單位時(shí)間降水量）、歷時(shí)（降水持續(xù)時(shí)間）和類型（如暴雨、連續(xù)降雨）是決定排水系統(tǒng)規(guī)模和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵氣象因素。4.C解析：夏季午后高溫與城市熱島效應(yīng)疊加會(huì)加劇熱環(huán)境不適。規(guī)劃廣場時(shí)需考慮該時(shí)段的氣溫水平以及濕度，以評估熱舒適度并設(shè)計(jì)降溫措施。5.D解析：交通信號燈配時(shí)需綜合考慮多種因素，溫度影響路面濕滑和摩擦系數(shù)，風(fēng)速影響車輛穩(wěn)定性，能見度影響駕駛員視線，三者均與氣象條件密切相關(guān)。6.D解析：空氣質(zhì)量預(yù)測模型需要大氣化學(xué)成分、氣象條件（風(fēng)場、擴(kuò)散能力、溫度層結(jié)）等多種輸入。地面建筑物高度主要影響局地風(fēng)場和污染物擴(kuò)散，通常作為地形參數(shù)輸入，而非核心氣象參數(shù)。7.C解析：城市防洪規(guī)劃的核心是應(yīng)對短時(shí)強(qiáng)降水，因此氣象預(yù)報(bào)產(chǎn)品中提供短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生的可能性、強(qiáng)度和落區(qū)是至關(guān)重要的信息，直接關(guān)系到排水系統(tǒng)和應(yīng)急措施的啟動(dòng)。8.B解析：水體蒸發(fā)過程會(huì)吸收大量熱量，冷卻周圍空氣，從而對城市熱島效應(yīng)產(chǎn)生緩解作用。這是增加城市綠地中水體面積的主要?dú)夂驅(qū)W機(jī)制。9.B解析：建筑風(fēng)壓計(jì)算需要依據(jù)建筑規(guī)范或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中要求的風(fēng)速數(shù)據(jù)，通常是統(tǒng)計(jì)歷史極端風(fēng)速（如50年一遇）及其風(fēng)向分布，用于結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)。10.B解析：機(jī)器學(xué)習(xí)擅長從復(fù)雜數(shù)據(jù)中挖掘非線性關(guān)系和隱藏模式，這對于處理氣象數(shù)據(jù)與城市規(guī)劃效果的復(fù)雜相互作用具有優(yōu)勢，尤其是在傳統(tǒng)物理模型難以完全描述的情況下。二、填空題（每空1分，共15分）1.建筑物密集區(qū)，城市下墊面2.風(fēng)速，風(fēng)向3.自然光照4.短時(shí)，高強(qiáng)度5.建筑風(fēng)壓分布，通風(fēng)效果6.建筑高度，負(fù)7.不穩(wěn)定，穩(wěn)定三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.城市邊界層：指城市地表到大氣中一個(gè)特定高度（通常為幔層高度或更高）之間的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)的大氣狀態(tài)受城市下墊面（建筑物、道路、綠地等）的物理forcing（如熱通量、動(dòng)量通量）顯著影響，表現(xiàn)出與鄉(xiāng)村地區(qū)不同的湍流結(jié)構(gòu)和氣象要素垂直分布特征。2.數(shù)值天氣預(yù)報(bào)（NWP）：一種利用計(jì)算機(jī)求解描述大氣運(yùn)動(dòng)的基本方程組（如Navier-Stokes方程、熱力學(xué)方程等），通過初始時(shí)刻的大氣狀態(tài)和邊界條件，預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)大氣狀態(tài)演變的方法。它將連續(xù)的大氣系統(tǒng)離散化，在網(wǎng)格點(diǎn)上進(jìn)行時(shí)間和空間上的積分計(jì)算。3.空氣污染擴(kuò)散氣象條件：指影響大氣污染物在環(huán)境中擴(kuò)散稀釋能力的氣象因素及其組合狀態(tài)。主要包括風(fēng)場（決定污染物遷移方向和距離）、大氣穩(wěn)定度（決定垂直擴(kuò)散強(qiáng)度）、降水（沖刷清除污染物）、濕度（影響氣體轉(zhuǎn)化和吸附）等。4.城市熱島強(qiáng)度：通常指城市中心區(qū)域地面或近地面氣溫與郊區(qū)（或鄉(xiāng)村背景）氣溫之差，是衡量城市熱島效應(yīng)程度的一個(gè)量化指標(biāo)，常用攝氏度（℃）表示。四、簡答題（每題5分，共20分）1.解析：城市熱島效應(yīng)主要因城市下墊面性質(zhì)（混凝土、瀝青吸熱快、放熱慢）、人工熱源（交通、工業(yè)、建筑供暖）、綠地和水體減少、空氣污染物吸附和吸收熱量、城市幾何結(jié)構(gòu)對氣流和輻射的影響等因素導(dǎo)致城市氣溫高于郊區(qū)。其對規(guī)劃影響包括：增加空調(diào)能耗、加劇空氣污染（污染物不易擴(kuò)散）、影響人體舒適度和健康、增加城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)（高溫加速蒸發(fā)）、影響建筑設(shè)計(jì)和布局（如通風(fēng)、朝向）。2.解析：氣象預(yù)測在城市交通規(guī)劃中應(yīng)用，主要考慮：①風(fēng)場預(yù)測影響道路交通流穩(wěn)定性、車輛能耗和安全性（大風(fēng)天需限速）；②降水（尤其是強(qiáng)降水）預(yù)測影響路面濕滑、能見度降低，需提前發(fā)布交通預(yù)警、調(diào)整信號配時(shí)、規(guī)劃應(yīng)急通道；③高溫預(yù)測影響路面狀況、駕駛員行為和車輛性能，可能需調(diào)整高峰時(shí)段；④空氣質(zhì)量預(yù)測（與氣象條件相關(guān)）影響交通管制決策（如重污染天氣限行）；⑤極端天氣（暴雪、冰凍）預(yù)測用于道路除雪防凍預(yù)案制定。潛在應(yīng)用包括動(dòng)態(tài)交通信號優(yōu)化、智能誘導(dǎo)系統(tǒng)、公共交通調(diào)度等。3.解析：城市氣象觀測網(wǎng)絡(luò)在城市規(guī)劃與氣象預(yù)測應(yīng)用中作用關(guān)鍵：①提供高時(shí)空分辨率、高精度的氣象要素（溫度、濕度、風(fēng)速風(fēng)向、降水等）數(shù)據(jù)，是城市氣象模式運(yùn)行所需的基礎(chǔ)輸入；②獲取城市復(fù)雜下墊面（如建筑物冠層、綠地、水體）的局地氣象信息，有助于理解城市氣候特征和過程；③驗(yàn)證和改進(jìn)針對城市的氣象預(yù)報(bào)模式，提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率；④為城市規(guī)劃決策（如選址、設(shè)計(jì)、布局優(yōu)化）提供科學(xué)的氣象依據(jù)；⑤支持城市環(huán)境監(jiān)測（如空氣質(zhì)量、熱島強(qiáng)度）和應(yīng)急管理（如災(zāi)害預(yù)警）。4.解析：城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃中應(yīng)考慮的主要?dú)庀笠蛩丶捌渥饔茫孩偬栞椛洌河绊懼参锷L、光合作用，決定了綠地的分布（向陽/背陰）和類型選擇；②溫度：影響植物生長季、生理活動(dòng)，需考慮極端高溫/低溫對植物和城市熱環(huán)境的影響，通過綠地降溫；③降水：影響植物生長和水分管理，需考慮降水分布不均和內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，合理設(shè)計(jì)雨水花園、透水鋪裝等；④風(fēng)：影響植物抗風(fēng)性、景觀形態(tài)和周邊建筑通風(fēng)，需選擇適宜樹種和合理布局；⑤濕度：影響病蟲害發(fā)生和植物生長，濕度過高或過低均需考慮。五、論述題（每題10分，共20分）1.解析：氣象預(yù)測在防洪減災(zāi)規(guī)劃中作用顯著：①提供強(qiáng)降水預(yù)報(bào)，使規(guī)劃者能提前加固堤防、預(yù)泄水庫、啟動(dòng)應(yīng)急排澇、轉(zhuǎn)移危險(xiǎn)區(qū)域人員財(cái)產(chǎn)，有效減輕洪澇損失；②提供降雨量累積、徑流過程預(yù)測，為排水系統(tǒng)（管網(wǎng)、泵站）設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵水文輸入，確保其容量和效能；③預(yù)測洪水演進(jìn)過程，支持河道治理、行洪區(qū)利用和洪水風(fēng)險(xiǎn)圖繪制，為土地利用規(guī)劃提供依據(jù)；④預(yù)測臺風(fēng)、暴雨等極端天氣系統(tǒng)的路徑、強(qiáng)度和影響范圍，指導(dǎo)防災(zāi)準(zhǔn)備。面臨的挑戰(zhàn)：①極端天氣事件頻率增加、強(qiáng)度增大，傳統(tǒng)預(yù)報(bào)模式可能失效；②城市快速擴(kuò)張導(dǎo)致下墊面劇烈變化，增加了水文預(yù)報(bào)的不確定性；③預(yù)報(bào)精度，特別是短臨強(qiáng)降水預(yù)報(bào)的精度仍有提升空間，影響應(yīng)急決策的及時(shí)性和準(zhǔn)確性；④數(shù)據(jù)獲取和模型復(fù)雜性導(dǎo)致成本較高，可能影響應(yīng)用的廣泛性。2.解析：人工智能技術(shù)應(yīng)用于城市氣象預(yù)測與規(guī)劃決策潛力巨大：①處理海量、高維氣象數(shù)據(jù)（地面觀測、遙感、模式輸出），發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法難以捕捉的復(fù)雜非線性關(guān)系和城市氣候突變信號；②構(gòu)建更精準(zhǔn)的城市局地氣象預(yù)測模型（如風(fēng)速、污染物濃度），彌補(bǔ)傳統(tǒng)模式分辨率不足的問題；③實(shí)現(xiàn)基于氣象預(yù)測的城市規(guī)劃參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化（如交通信號、建筑布局、能源調(diào)度）；④利用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行氣象災(zāi)害（如暴雨、高溫、空氣污染）風(fēng)險(xiǎn)評估和早期預(yù)警；⑤智能生成面向規(guī)劃者的氣象信息簡報(bào)和決策支持建議。局限性包括：①數(shù)據(jù)依賴性強(qiáng)，需要大量高質(zhì)量、長時(shí)序的歷史數(shù)據(jù)；②模型“黑箱”問題，其預(yù)測結(jié)果的解釋性可能較差，難以滿足城市規(guī)劃中對因果機(jī)制的理解需求；③算法泛化能力有限，針對特定城市和場景的模型可能需要大量本地化調(diào)優(yōu)；④計(jì)算資源需求高，模型訓(xùn)練和運(yùn)行可能成本不菲；⑤技術(shù)倫理和法規(guī)問題，如數(shù)據(jù)隱私、算法偏見等。六、案例分析題（共13分）（1）解析：該區(qū)域交通擁堵可能與高峰時(shí)段機(jī)動(dòng)車排放、道路容量不足、交叉口設(shè)計(jì)不合理有關(guān)。氣象條件影響：夏季高溫可能增加車輛怠速時(shí)間、空調(diào)使用負(fù)荷，加劇擁堵；午后熱島效應(yīng)可能使部分區(qū)域溫度過高，降低出行意愿；強(qiáng)風(fēng)可能影響車輛穩(wěn)定性，導(dǎo)致追尾或緩行；大霧、降水天氣會(huì)顯著降低能見度，加劇擁堵；冬季雨雪天氣則直接導(dǎo)致道路濕滑、結(jié)冰，通行能力大幅下降。該區(qū)域熱島效應(yīng)問題可能與建筑密度高、綠地和水體少、硬化地面比例大、人工熱源多有關(guān)。氣象條件影響：夏季午后高溫加劇熱島效應(yīng)，導(dǎo)致區(qū)域溫度過高，人體不適感增強(qiáng)；風(fēng)速小的天氣條件下，熱量不易擴(kuò)散，熱島強(qiáng)度更大；夜間降溫緩慢，影響夜間活動(dòng)舒適度。（2）解析：評估和優(yōu)化