2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——太空中的氣象觀測(cè)與預(yù)測(cè)技術(shù)研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一種衛(wèi)星屬于地球同步軌道衛(wèi)星？A.極軌衛(wèi)星B.偵察衛(wèi)星C.靜止氣象衛(wèi)星D.軌道氣象衛(wèi)星2.氣象衛(wèi)星上常用的紅外探測(cè)器，其工作原理是基于探測(cè)目標(biāo)自身的什么特性？A.反射特性B.發(fā)射特性C.吸收特性D.散射特性3.下列哪種氣象要素是天氣雷達(dá)主要探測(cè)的對(duì)象？A.氣壓B.溫度C.水汽D.雨滴或冰晶4.激光雷達(dá)利用什么原理來探測(cè)大氣中的氣溶膠或水汽？A.電磁波反射B.電磁波散射C.電磁波吸收D.電磁波透射5.數(shù)值天氣預(yù)報(bào)（NWP）模型中，將觀測(cè)數(shù)據(jù)融入模型的過程稱為？A.模式初始化B.數(shù)據(jù)assimilationC.模式預(yù)測(cè)D.模式驗(yàn)證6.下列哪種技術(shù)不屬于數(shù)據(jù)同化技術(shù)？A.三維變分?jǐn)?shù)據(jù)同化（3D-Var）B.四維變分?jǐn)?shù)據(jù)同化（4D-Var）C.集合卡爾曼濾波（EnKF）D.機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)融合7.人工智能在氣象預(yù)測(cè)中主要應(yīng)用于哪個(gè)方面？A.氣象數(shù)據(jù)采集B.氣象模式開發(fā)C.氣象要素預(yù)測(cè)D.氣象圖像識(shí)別8.太陽活動(dòng)對(duì)地球大氣環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在哪個(gè)層面？A.對(duì)地面氣候的影響B(tài).對(duì)電離層的影響C.對(duì)對(duì)流層的影響D.對(duì)平流層的影響9.衛(wèi)星遙感中，微波段的優(yōu)點(diǎn)是？A.穿透云層的能力強(qiáng)B.分辨率較高C.受大氣水汽影響小D.獲取數(shù)據(jù)速度快10.極軌衛(wèi)星的主要特點(diǎn)是什么？A.軌道高度高，覆蓋范圍廣B.軌道高度低，覆蓋范圍小C.太陽同步軌道，覆蓋范圍全球D.地球同步軌道，覆蓋范圍局部二、填空題（每空1分，共20分）1.氣象衛(wèi)星按照軌道高度可以分為______衛(wèi)星和______衛(wèi)星。2.氣象衛(wèi)星上常用的微波探測(cè)器有______和______兩種。3.天氣雷達(dá)利用電磁波______原理來探測(cè)降水粒子。4.激光雷達(dá)根據(jù)散射粒子不同，可以分為______雷達(dá)和______雷達(dá)。5.數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型的基本步驟包括______、______和______。6.數(shù)據(jù)同化的目的是為了______和______初始狀態(tài)。7.機(jī)器學(xué)習(xí)在氣象預(yù)測(cè)中常用的算法包括______、______和支持向量機(jī)等。8.空間天氣事件主要包括______、______和______等。9.衛(wèi)星氣象觀測(cè)的數(shù)據(jù)處理主要包括______、______和______等步驟。10.衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)需要考慮的因素包括______、______和______等。三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述紅外氣象衛(wèi)星和微波氣象衛(wèi)星的優(yōu)缺點(diǎn)。2.簡述天氣雷達(dá)探測(cè)降水粒子的基本原理。3.簡述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型的基本思路。4.簡述數(shù)據(jù)同化技術(shù)在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)中的作用。5.簡述機(jī)器學(xué)習(xí)在氣象預(yù)測(cè)中的優(yōu)勢(shì)。6.簡述空間天氣對(duì)地球大氣環(huán)境的影響。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.假設(shè)一顆極軌衛(wèi)星的軌道高度為800公里，其軌道周期為100分鐘，求該衛(wèi)星的軌道速度。2.假設(shè)某次天氣雷達(dá)探測(cè)到距離雷達(dá)100公里處有一團(tuán)降水粒子，其徑向速度為10米/秒，求該團(tuán)降水粒子的運(yùn)動(dòng)方向（順時(shí)針或逆時(shí)針）。五、論述題（15分）結(jié)合當(dāng)前空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，論述如何利用空間技術(shù)提高氣象觀測(cè)與預(yù)測(cè)的精度和效率。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.D4.B5.B6.D7.C8.B9.A10.C二、填空題1.極地，靜止2.微波輻射計(jì)，微波散射計(jì)3.反射4.氣溶膠，水汽5.模式初始化，模式積分，模式輸出6.修正，優(yōu)化7.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，支持向量機(jī)8.太陽風(fēng)暴，地磁暴，電離層暴9.數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)解譯，數(shù)據(jù)產(chǎn)品生成10.軌道高度，軌道傾角，重復(fù)周期三、簡答題1.紅外氣象衛(wèi)星優(yōu)點(diǎn)：可全天候、全天時(shí)工作；可探測(cè)大氣溫度、水汽含量等參數(shù)。缺點(diǎn)：受云層影響較大，對(duì)云頂高度和云底高度的探測(cè)精度不高。微波氣象衛(wèi)星優(yōu)點(diǎn)：可穿透云層，對(duì)降水粒子探測(cè)能力較強(qiáng)，可全天候工作。缺點(diǎn)：受大氣水汽影響較大，對(duì)溫度探測(cè)能力較差。2.天氣雷達(dá)發(fā)射電磁波，電磁波與降水粒子發(fā)生散射，雷達(dá)接收散射回波，根據(jù)回波強(qiáng)度、相位等信息，可以反演出降水粒子的位置、速度、尺度等參數(shù)。3.數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型首先根據(jù)當(dāng)前的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模式初始化，然后利用數(shù)學(xué)方程對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，即模式積分，最后輸出預(yù)報(bào)結(jié)果。4.數(shù)據(jù)同化技術(shù)可以將觀測(cè)數(shù)據(jù)融入數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型，修正模型的初始狀態(tài)，提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。5.機(jī)器學(xué)習(xí)可以利用大量氣象數(shù)據(jù)，自動(dòng)學(xué)習(xí)氣象規(guī)律，提高預(yù)報(bào)精度；可以處理非線性關(guān)系，提高預(yù)報(bào)能力；可以快速進(jìn)行預(yù)報(bào)，提高預(yù)報(bào)效率。6.空間天氣事件可以引起電離層擾動(dòng)，影響無線電通信；可以引起地磁暴，影響電力系統(tǒng)；可以引起極光現(xiàn)象，影響人類生活。四、計(jì)算題1.解：衛(wèi)星軌道周長S=2πR=2π×800km=1600πkm軌道速度v=S/T=1600πkm/(100min×60s/min)≈8.38km/