2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫——大氣觀測技術(shù)在災(zāi)害應(yīng)急中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.大氣遙測2.多普勒天氣雷達(dá)3.衛(wèi)星云頂亮溫（TBB）4.災(zāi)害氣象預(yù)警信號5.應(yīng)急觀測響應(yīng)二、填空題（每空2分，共20分）1.大氣邊界層觀測對于______、______等災(zāi)害的短時預(yù)警至關(guān)重要。2.激光雷達(dá)在大氣成分監(jiān)測中可以用于探測______、______等污染物。3.利用衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行______分析，是評估洪澇災(zāi)害影響范圍的重要手段。4.自動氣象站網(wǎng)絡(luò)在災(zāi)害應(yīng)急中提供的數(shù)據(jù)主要用于______、______等基本氣象要素監(jiān)測。5.無人機(jī)觀測具有______、______等特點(diǎn)，適用于災(zāi)害現(xiàn)場的精細(xì)觀測。三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述地面自動氣象站在大暴雨災(zāi)害應(yīng)急中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在哪些方面。2.比較探空觀測和地面氣象站觀測在臺風(fēng)災(zāi)害應(yīng)急中的不同作用。3.簡述利用雷達(dá)回波資料識別強(qiáng)對流天氣（如冰雹、龍卷）的關(guān)鍵特征。4.簡述多源數(shù)據(jù)融合在干旱災(zāi)害評估中的作用。四、論述題（每小題10分，共30分）1.論述衛(wèi)星觀測技術(shù)在應(yīng)對大范圍突發(fā)性空氣污染事件（如沙塵暴、重污染天氣）中的優(yōu)勢與應(yīng)用流程。2.結(jié)合具體災(zāi)害實(shí)例（如山洪、城市內(nèi)澇），論述無人機(jī)遙感技術(shù)在災(zāi)害現(xiàn)場信息獲取與應(yīng)急決策中的應(yīng)用價值。3.分析大氣觀測技術(shù)在提升城市臺風(fēng)災(zāi)害應(yīng)急能力方面的作用，并提出優(yōu)化觀測系統(tǒng)的建議。五、案例分析題（15分）假設(shè)某地區(qū)突發(fā)強(qiáng)冰雹災(zāi)害，氣象部門已啟動應(yīng)急響應(yīng)。請結(jié)合你了解的觀測技術(shù)，分析在此次應(yīng)急響應(yīng)中，哪些觀測技術(shù)（包括地面、空中、空間觀測）能夠提供有效信息支持？針對這些技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)，應(yīng)急指揮部門可以從中提取哪些關(guān)鍵信息來輔助決策（如評估災(zāi)情、指導(dǎo)避險、組織救援）？請簡述其應(yīng)用方式和信息提取要點(diǎn)。試卷答案一、名詞解釋1.大氣遙測：利用各種傳感器遠(yuǎn)距離自動測量和傳輸大氣參數(shù)的技術(shù)。*解析思路：考察對遙測基本概念的掌握，強(qiáng)調(diào)其“遠(yuǎn)距離”和“自動測量傳輸”的核心特征。2.多普勒天氣雷達(dá)：利用多普勒效應(yīng)原理，探測大氣中粒子（水滴、冰晶等）的徑向運(yùn)動速度，從而獲取風(fēng)場、降水類型和強(qiáng)度等信息的一種天氣雷達(dá)。*解析思路：考察對多普勒雷達(dá)工作原理（多普勒效應(yīng)）和主要探測目標(biāo)（粒子運(yùn)動速度）的理解。3.衛(wèi)星云頂亮溫（TBB）：指衛(wèi)星紅外通道接收到的云頂輻射亮度對應(yīng)的溫度值，通常云頂越暗（亮溫越低），表示云層越厚、越冷。*解析思路：考察對衛(wèi)星云頂亮溫概念及其與云層厚度的關(guān)系的掌握。4.災(zāi)害氣象預(yù)警信號：氣象部門根據(jù)災(zāi)害性天氣可能造成的危害程度，按照國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布的分級預(yù)警信息。*解析思路：考察對預(yù)警信號定義和級別的理解，強(qiáng)調(diào)其發(fā)布主體和依據(jù)。5.應(yīng)急觀測響應(yīng)：針對突發(fā)災(zāi)害事件，迅速組織、啟動并實(shí)施大氣觀測活動，為應(yīng)急決策提供及時、準(zhǔn)確氣象信息的流程和能力。*解析思路：考察對應(yīng)急響應(yīng)在觀測領(lǐng)域特定含義的理解，強(qiáng)調(diào)其“迅速性”和“服務(wù)決策”的目標(biāo)。二、填空題1.強(qiáng)對流、暴雨洪澇*解析思路：考察對地面觀測在短時、局地性強(qiáng)天氣災(zāi)害預(yù)警中重要性的認(rèn)識。2.二氧化硫、氮氧化物*解析思路：考察對激光雷達(dá)在空氣污染監(jiān)測中常見應(yīng)用場景的了解。3.資源衛(wèi)星遙感*解析思路：考察對衛(wèi)星遙感技術(shù)在災(zāi)害評估中應(yīng)用的普遍認(rèn)知，特別是利用光學(xué)衛(wèi)星。4.空氣溫度、相對濕度*解析思路：考察對自動氣象站提供的基本氣象要素的掌握。5.機(jī)動靈活、分辨率高*解析思路：考察對無人機(jī)觀測技術(shù)特點(diǎn)的理解。三、簡答題1.地面自動氣象站在大暴雨災(zāi)害應(yīng)急中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：提供實(shí)時的降雨量、雨強(qiáng)、氣溫、濕度等基本氣象要素數(shù)據(jù)，用于監(jiān)測降雨過程變化，判斷是否達(dá)到預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)；提供小到中尺度降水系統(tǒng)的落區(qū)和強(qiáng)度信息，輔助短臨預(yù)報和落區(qū)預(yù)警；提供積水點(diǎn)周邊的氣象條件，為防汛排澇提供參考。*解析思路：要求學(xué)生列舉并簡要說明地面站在大暴雨應(yīng)急中的具體功能，如數(shù)據(jù)采集、預(yù)警支持、落區(qū)分析、輔助決策等。2.探空觀測能提供高空氣象要素（溫度、濕度、氣壓、風(fēng)）的垂直分布profile，有助于理解災(zāi)害天氣系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)，如不穩(wěn)定層結(jié)的發(fā)展、強(qiáng)對流云體的垂直發(fā)展高度等，為判斷災(zāi)害發(fā)生的可能性提供重要依據(jù)。地面氣象站觀測提供天氣現(xiàn)象、降水強(qiáng)度、風(fēng)力等表面信息，用于評估災(zāi)害對地面造成的影響。兩者結(jié)合，可以更全面地認(rèn)識災(zāi)害天氣系統(tǒng)。*解析思路：要求比較探空和地面觀測在災(zāi)害應(yīng)急中的不同側(cè)重點(diǎn)和作用，突出探空對垂直結(jié)構(gòu)的分析能力。3.利用雷達(dá)回波資料識別強(qiáng)對流天氣的關(guān)鍵特征包括：強(qiáng)反射率因子值（通常大于45-50dBZ），指示大粒子或強(qiáng)氣流；大的垂直積分液態(tài)水含量（VIL），反映回波中水滴或冰晶的總量；強(qiáng)回波頂高，指示云頂發(fā)展高度；回波形態(tài)特征，如“穹頂狀”、“鉤狀”回波，可能與冰雹或龍卷相關(guān)；多普勒速度圖上的強(qiáng)徑向風(fēng)切變，特別是正負(fù)速度區(qū)間的重疊，是旋轉(zhuǎn)氣流的有力證據(jù)。*解析思路：要求學(xué)生列舉雷達(dá)識別強(qiáng)對流天氣的主要判據(jù)，涵蓋強(qiáng)度、高度、形態(tài)和風(fēng)場特征。4.多源數(shù)據(jù)融合在干旱災(zāi)害評估中的作用在于：整合衛(wèi)星遙感（如植被指數(shù)、地表溫度、土壤濕度）、地面氣象站（降水、蒸發(fā)）、水文監(jiān)測（河流水位、水庫蓄水量）等多源數(shù)據(jù)，可以更全面、客觀地反映干旱的發(fā)展程度、影響范圍和時空分布特征。融合分析有助于克服單一數(shù)據(jù)源的局限性，提高干旱監(jiān)測預(yù)警和影響評估的準(zhǔn)確性和時效性。*解析思路：要求說明多源數(shù)據(jù)融合的概念及其在干旱評估中的具體價值，強(qiáng)調(diào)其對評估準(zhǔn)確性和全面性的提升作用。四、論述題1.衛(wèi)星觀測技術(shù)在應(yīng)對大范圍突發(fā)性空氣污染事件中的優(yōu)勢在于其覆蓋范圍廣、觀測時效性強(qiáng)、可重復(fù)觀測，能夠快速監(jiān)測污染物的空間分布、強(qiáng)度變化和遷移擴(kuò)散路徑。應(yīng)用流程通常包括：利用衛(wèi)星大氣成分探測儀器（如TROPOMI、OMI等）監(jiān)測污染物（如SO2、NO2、PM2.5等）濃度分布；結(jié)合氣象衛(wèi)星云圖和風(fēng)場數(shù)據(jù)，分析污染物的輸送和擴(kuò)散機(jī)制；利用數(shù)值模式結(jié)合衛(wèi)星反演數(shù)據(jù)，進(jìn)行污染擴(kuò)散預(yù)測；將衛(wèi)星監(jiān)測結(jié)果制作成圖，及時發(fā)布預(yù)警信息，為政府決策和公眾防護(hù)提供支持。*解析思路：要求學(xué)生論述衛(wèi)星觀測在大范圍空氣污染事件中的優(yōu)勢，并描述一個完整的應(yīng)用流程，涵蓋監(jiān)測、分析、預(yù)測和發(fā)布等環(huán)節(jié)。2.無人機(jī)遙感技術(shù)在災(zāi)害現(xiàn)場信息獲取與應(yīng)急決策中的應(yīng)用價值體現(xiàn)在：其機(jī)動靈活，可以快速抵達(dá)地面難以到達(dá)或危險區(qū)域，獲取高分辨率的影像和傳感器數(shù)據(jù)；搭載不同傳感器（高清相機(jī)、熱成像儀、多光譜相機(jī)、激光雷達(dá)等），可以獲取地形地貌、建筑物損毀情況、被困人員位置、道路橋梁狀況、災(zāi)害水體深度等多種信息；獲取的數(shù)據(jù)具有高時空分辨率，為精細(xì)化的災(zāi)情評估和救援決策提供依據(jù)；成本相對較低，適合大規(guī)模部署。*解析思路：要求學(xué)生結(jié)合具體實(shí)例（如山洪、內(nèi)澇），論述無人機(jī)在信息獲取方面的獨(dú)特優(yōu)勢，并說明這些信息如何服務(wù)于應(yīng)急決策。3.大氣觀測技術(shù)在提升城市臺風(fēng)災(zāi)害應(yīng)急能力方面的作用是多方面的。在臺風(fēng)來臨前，可以利用衛(wèi)星、雷達(dá)等對臺風(fēng)路徑、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測和預(yù)報，為城市提前做好防御準(zhǔn)備提供依據(jù)。在臺風(fēng)過程中，利用地面氣象站、風(fēng)廓線雷達(dá)、激光雷達(dá)等實(shí)時監(jiān)測城市內(nèi)外的風(fēng)場、雨量、積水等變化，為應(yīng)急指揮提供實(shí)時信息，指導(dǎo)人員疏散和應(yīng)急響應(yīng)。在臺風(fēng)過后，利用衛(wèi)星遙感、無人機(jī)航拍等技術(shù)快速評估城市基礎(chǔ)設(shè)施（如電力、交通、建筑）的損毀情況，識別危險區(qū)域，指導(dǎo)災(zāi)后恢復(fù)和重建工作。優(yōu)化觀測系統(tǒng)建議包括：加密城市地面自動氣象站和雨量站網(wǎng)絡(luò)；建設(shè)城市風(fēng)廓線雷達(dá)和激光雷達(dá)觀測網(wǎng)絡(luò)，提高對局地強(qiáng)風(fēng)和內(nèi)澇的監(jiān)測能力；發(fā)展基于無人機(jī)和地面?zhèn)鞲衅鞯娜诤嫌^測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對城市復(fù)雜下墊面的精細(xì)監(jiān)測；加強(qiáng)多源觀測數(shù)據(jù)的融合共享與智能分析能力建設(shè)。*解析思路：要求學(xué)生從臺風(fēng)災(zāi)害應(yīng)急的全過程（前后及過程）論述大氣觀測技術(shù)的應(yīng)用，并提出具有針對性的觀測系統(tǒng)優(yōu)化建議。五、案例分析題在此次強(qiáng)冰雹災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)中，可用的觀測技術(shù)包括：1.地面自動氣象站：提供實(shí)時降雨量、風(fēng)向風(fēng)速、氣溫、雷電計數(shù)等數(shù)據(jù)，判斷冰雹強(qiáng)度和影響范圍；部分站點(diǎn)可能配備冰雹捕捉器或雨滴譜儀，提供冰雹大小的直接測量信息。2.多普勒天氣雷達(dá)：探測冰雹云的特征，如強(qiáng)反射率回波、大垂直積分液態(tài)水含量（VIL，指示冰雹潛力）、“穹頂”或“鉤狀”回波形態(tài)，以及探測到冰雹粒子回波（HPV），為冰雹發(fā)生、發(fā)展和落區(qū)提供關(guān)鍵信息。多普勒速度圖有助于識別產(chǎn)生強(qiáng)冰雹的上升氣流和旋轉(zhuǎn)特征。3.衛(wèi)星觀測：氣象衛(wèi)星（如GEO和METEOSAT系列）可提供冰雹云的宏觀圖像，追蹤云系移動，評估其發(fā)展態(tài)勢。高分辨率衛(wèi)星（如Gaofen、Sentinel-2）可輔助評估地面災(zāi)情。4.閃電定位系統(tǒng)：冰雹天氣常伴隨強(qiáng)雷暴，閃電定位數(shù)據(jù)可以指示雷暴活動的位置和強(qiáng)度，輔助判斷冰雹風(fēng)險區(qū)域。5.無人機(jī)觀測：可在保障安全的情況下，對災(zāi)害核心區(qū)進(jìn)行低空偵察，獲取高分辨率影像，直觀評估冰雹造成的地面損毀情況，如農(nóng)作物受損、建筑物破損等。針對這些技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)，應(yīng)急指揮部門可以提取的關(guān)鍵信息包括：*冰雹發(fā)生與強(qiáng)盛時段：通過地面站、雷達(dá)和閃電數(shù)據(jù)確定冰雹開始、最強(qiáng)和結(jié)束的時間。*影響范圍與落區(qū)：利用雷達(dá)反射率、回波移動路徑、地面站數(shù)據(jù)圈定冰雹影響的主要區(qū)域和危險落區(qū)。*冰雹強(qiáng)度與類型：通過雷達(dá)探測到的冰雹回波特征（強(qiáng)度、VIL）、地面站測量的最大冰雹直徑（若有捕捉設(shè)備）、以及伴隨的強(qiáng)風(fēng)和暴雨信息，評估冰雹的強(qiáng)度等級和可能造成的危害類型。*災(zāi)情實(shí)時評估：地面站數(shù)據(jù)可用于評估短時強(qiáng)降水對河流湖泊的影響；無人機(jī)影像和衛(wèi)星遙感影像用于快速評估農(nóng)田、電力設(shè)施、交通道路、房屋等基礎(chǔ)設(shè)施的直接損毀情況。*發(fā)展趨勢與預(yù)警更新：基于雷達(dá)和衛(wèi)星的連續(xù)監(jiān)測，結(jié)合數(shù)值預(yù)報，判斷冰雹天氣是否繼續(xù)發(fā)展、強(qiáng)度變化趨勢，為更新預(yù)警信息、調(diào)整應(yīng)急響應(yīng)級別提供依據(jù)。其應(yīng)用方式和信息提取要點(diǎn)：實(shí)時整合多源觀測數(shù)據(jù)，通過氣象部門專業(yè)