2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫——?dú)庀笥^測與數(shù)據(jù)分析考試時(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)的字母填在題后的括號內(nèi)。）1.下列哪種儀器主要用于測量空氣的溫度？（）A.毫米表B.風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)C.干濕球溫度計(jì)D.氣壓計(jì)2.氣象探空儀通常采用的主要探測方法是？（）A.拉格朗日方法B.哈德萊環(huán)流C.氣壓遞減法D.懸掛氣球法3.在地面氣象觀測中，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是指？（）A.海平面的平均氣壓B.海拔1000米處的氣壓C.氣象臺站所在海拔高度的氣壓D.溫度0℃、濕度100%時(shí)的氣壓4.下列哪項(xiàng)不屬于氣象輻射的主要組成部分？（）A.太陽輻射B.地面輻射C.大氣輻射D.氣壓輻射5.氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的首要步驟通常是？（）A.數(shù)據(jù)插值B.數(shù)據(jù)平滑C.儀器校準(zhǔn)記錄檢查D.統(tǒng)計(jì)異常值識別6.描述數(shù)據(jù)集中各數(shù)值偏離其平均值的程度，最常用的統(tǒng)計(jì)量是？（）A.置信度B.方差C.相關(guān)系數(shù)D.回歸系數(shù)7.對于一組呈正態(tài)分布的隨機(jī)測量數(shù)據(jù)，其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別為μ和σ，約68%的數(shù)據(jù)落在哪個(gè)區(qū)間內(nèi)？（）A.[μ-σ,μ+σ]B.[μ-2σ,μ+2σ]C.[μ-3σ,μ+3σ]D.[μ-0.67σ,μ+0.67σ]8.誤差傳遞定律主要用于？（）A.計(jì)算觀測系統(tǒng)的誤差范圍B.消除測量中的系統(tǒng)誤差C.提高隨機(jī)誤差的精度D.分析不同觀測者的誤差差異9.插值方法用于估算未知點(diǎn)數(shù)據(jù)，最簡單的插值方法是？（）A.樣條插值B.雙三次插值C.線性插值D.最小二乘插值10.在計(jì)算兩點(diǎn)之間的風(fēng)矢量和（即合風(fēng)），應(yīng)采用哪種矢量合成方法？（）A.代數(shù)加法B.代數(shù)減法C.矢量平行四邊形法則D.數(shù)值平均法二、填空題（每空1分，共15分。請將正確答案填在題中的橫線上。）1.地面氣象觀測的基本要素通常包括溫度、濕度、氣壓、風(fēng)、降水、______、云和天氣現(xiàn)象等。2.高空氣象觀測常用的儀器是______，它通過系留氣球?qū)⑻娇諆x器帶到不同高度進(jìn)行測量。3.氣壓隨高度升高而降低的規(guī)律稱為______，它是氣象學(xué)的基本原理之一。4.氣象輻射中，來自太陽的輻射稱為______，它是地球大氣最主要的能量來源。5.數(shù)據(jù)質(zhì)量控制中，識別并剔除明顯錯(cuò)誤的觀測值，常用的方法有______和______。6.統(tǒng)計(jì)分析中，用來衡量兩個(gè)變量之間線性相關(guān)程度的指標(biāo)是______。7.測量結(jié)果與真實(shí)值之差稱為______，它是評價(jià)測量準(zhǔn)確性的重要指標(biāo)。8.當(dāng)我們說某項(xiàng)觀測結(jié)果的精度為0.1℃時(shí)，通常指的是其______。9.在進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)分析時(shí)，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理的主要目的是為了______。10.氣象觀測中，系統(tǒng)誤差是指那些在相同條件下重復(fù)測量時(shí)，保持______的誤差。三、簡答題（每題5分，共20分。）1.簡述干濕球溫度計(jì)測量濕度的基本原理及其主要誤差來源。2.簡述探空數(shù)據(jù)在天氣預(yù)報(bào)和氣候分析中的主要應(yīng)用。3.簡述氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制中，如何識別和處理由于儀器故障引起的異常數(shù)據(jù)。4.簡述計(jì)算樣本方差的基本步驟。四、計(jì)算題（每題10分，共20分。）1.某氣象站使用干濕球溫度計(jì)進(jìn)行觀測，干球溫度計(jì)讀數(shù)為25.0℃，濕球溫度計(jì)讀數(shù)為20.0℃。已知當(dāng)?shù)貧鈮簽?013hPa，相對濕度為50%。請簡述如何利用這兩個(gè)溫度值計(jì)算濕空氣的露點(diǎn)溫度（提示：可參考濕空氣圖或使用簡化公式，但需說明原理和步驟）。假設(shè)干濕表常數(shù)A=61.9，濕濕表常數(shù)B=46.5。2.收集到某地點(diǎn)連續(xù)5天的每日最高氣溫?cái)?shù)據(jù)（單位：℃）分別為：30,32,31,33,29。請計(jì)算這5天的平均氣溫、日較差（最高溫與最低溫之差，此處假設(shè)最低溫為25℃）和樣本標(biāo)準(zhǔn)差。五、綜合應(yīng)用題（共25分。）已知某氣象站進(jìn)行了為期一周的觀測，記錄了每日08時(shí)和20時(shí)的氣溫（℃）和氣壓（hPa）數(shù)據(jù)如下：|日期|08時(shí)氣溫|08時(shí)氣壓|20時(shí)氣溫|20時(shí)氣壓||------|--------|--------|--------|--------||第1天|15|1020|18|1015||第2天|16|1018|19|1012||第3天|14|1025|17|1020||第4天|17|1015|20|1010||第5天|18|1017|21|1008||第6天|16|1019|19|1013||第7天|15|1021|18|1016|請基于上述數(shù)據(jù)，回答以下問題：1.計(jì)算該站一周內(nèi)每日的平均氣溫和平均氣壓。2.計(jì)算該站一周內(nèi)每日的氣溫日較差和氣壓日較差。3.分析該站一周內(nèi)氣溫和氣壓的日變化特征。4.假設(shè)發(fā)現(xiàn)第3天的08時(shí)氣壓數(shù)據(jù)1025hPa可能存在錄入錯(cuò)誤（該站附近無劇烈天氣活動(dòng)），請簡述你會(huì)如何處理這個(gè)數(shù)據(jù)，并說明理由。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.D5.C6.B7.A8.A9.C10.C二、填空題1.能見度2.探空儀3.氣壓遞減率4.太陽輻射5.邏輯檢查，一致性檢查6.相關(guān)系數(shù)7.誤差8.不確定度9.消除隨機(jī)誤差/平滑噪聲10.恒定/不變?nèi)?、簡答題1.原理：干濕球溫度計(jì)由兩個(gè)相同的熱敏電阻構(gòu)成，干球溫度計(jì)直接測量空氣溫度，濕球溫度計(jì)的感濕元件包有濕布，濕布上的水分蒸發(fā)需要吸收熱量，導(dǎo)致濕球溫度計(jì)的讀數(shù)低于干球溫度。空氣濕度越低，蒸發(fā)越強(qiáng)，濕球溫度越低，兩者溫差越大。誤差來源：儀器未充分潤濕、通風(fēng)不良導(dǎo)致蒸發(fā)受阻、濕布材質(zhì)吸水性差或易脫落、環(huán)境氣流不穩(wěn)、讀數(shù)誤差等。2.應(yīng)用：探空數(shù)據(jù)提供了不同高度大氣的溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等垂直結(jié)構(gòu)信息，是理解大氣層結(jié)狀態(tài)、分析天氣系統(tǒng)（如氣團(tuán)、鋒面、急流）發(fā)展演變的基礎(chǔ)，對短時(shí)、中期天氣預(yù)報(bào)和大氣環(huán)流、氣候變遷研究至關(guān)重要。3.識別：通過邏輯檢查（如氣溫突升突降、氣壓超常范圍）、趨勢檢查（與鄰近站或歷史同期對比）、一致性檢查（如氣溫日變化反常）等方法發(fā)現(xiàn)異常。結(jié)合儀器維護(hù)記錄、天氣現(xiàn)象判斷等輔助信息。處理：對于確認(rèn)的儀器故障數(shù)據(jù)，通常采用移除法直接剔除；或采用線性插值、樣條插值等方法，利用相鄰時(shí)次或站點(diǎn)的正確數(shù)據(jù)進(jìn)行估算填充，需注明處理方法。4.步驟：(1)計(jì)算樣本平均值(μ)：μ=Σx_i/n，其中x_i為樣本數(shù)據(jù)，n為樣本數(shù)量。(2)計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)與平均值的偏差(x_i-μ)。(3)計(jì)算偏差的平方和：Σ(x_i-μ)^2。(4)計(jì)算樣本方差(s^2)：s^2=Σ(x_i-μ)^2/(n-1)。（使用n-1是為了得到無偏估計(jì)）四、計(jì)算題1.解析與步驟：(1)計(jì)算濕空氣的比濕（或混合比）和干球溫度下的飽和水汽壓（e_s）。(2)利用干濕表常數(shù)A和B以及干濕球溫差ΔT（T_dry-T_wet），估算濕空氣的實(shí)際水汽壓（e）。(3)根據(jù)干球溫度和實(shí)際水汽壓，利用濕空氣圖或公式查算或計(jì)算露點(diǎn)溫度（T_d）。公式參考（簡化）：e≈(A-B*ΔT)*P/1013（估算，P為氣壓），然后查表或用公式根據(jù)T_dry,e計(jì)算T_d。（注：實(shí)際計(jì)算需更精確的方法和圖表）2.解析與步驟：(1)平均氣溫：μ=(30+32+31+33+29)/5=31.0℃。每日最高氣溫視為該日全天氣溫代表值。(2)日較差：以第1天為例，日較差=30-25=5℃。依次計(jì)算其他各天，然后求平均日較差（若題目要求）。(3)樣本標(biāo)準(zhǔn)差：s=√[Σ(x_i-μ)^2/(n-1)]=√[((30-31)^2+(32-31)^2+(31-31)^2+(33-31)^2+(29-31)^2)/4]=√[(1+1+0+4+4)/4]=√[10/4]=√2.5≈1.58℃。五、綜合應(yīng)用題1.解析與步驟：(1)平均氣溫：每日平均氣溫=(08時(shí)氣溫+20時(shí)氣溫)/2。計(jì)算結(jié)果分別為：17.0,17.5,15.5,18.5,20.0,17.5,16.5℃。一周平均=Σ(每日平均氣溫)/7=17.0℃。(2)平均氣壓：每日平均氣壓=(08時(shí)氣壓+20時(shí)氣壓)/2。計(jì)算結(jié)果分別為：1017.5,1015.0,1022.5,1012.5,1013.0,1011.0,1018.5hPa。一周平均=Σ(每日平均氣壓)/7≈1018.1hPa。2.解析與步驟：(1)氣溫日較差：計(jì)算每日20時(shí)氣溫-08時(shí)氣溫。結(jié)果分別為：3,3,3,3,3,3,3℃。一周平均日較差=3℃。(2)氣壓日較差：計(jì)算每日20時(shí)氣壓-08時(shí)氣壓。結(jié)果分別為：-5,-6,-5,-2,-3,-2,-4hPa。一周平均日較差=Σ(每日氣壓日較差)/7=-3.57hPa（取絕對值約為3.57hPa，或直接計(jì)算平均后求差）。3.解析：該站一周內(nèi)氣溫呈波動(dòng)上升趨勢，日變化明顯。每日氣溫在08時(shí)較低，20時(shí)升高，日較差恒定在3℃。氣壓日變化也較明顯，但波動(dòng)幅度稍大，整體呈