2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫——大氣科學(xué)實驗與觀測技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪一種儀器主要用于測量空氣的溫度？A.毫安表B.溫度計C.霍爾效應(yīng)傳感器D.壓力傳感器2.在標(biāo)準(zhǔn)大氣表中，表示大氣壓力隨高度變化的經(jīng)驗公式是？A.指數(shù)定律B.對數(shù)定律C.線性定律D.對數(shù)-指數(shù)復(fù)合定律3.下列哪種天氣現(xiàn)象通常與冷鋒過境有關(guān)？A.持續(xù)晴朗B.大范圍降水和雷暴C.氣壓緩慢下降D.氣溫持續(xù)升高4.用于從高空探測大氣溫度、濕度、氣壓和風(fēng)向風(fēng)速的儀器是？A.風(fēng)杯式風(fēng)速計B.衛(wèi)星C.無線電探空儀D.雷達(dá)5.氣象塔通常用于進(jìn)行哪些氣象要素的連續(xù)自動觀測？A.僅溫度和氣壓B.僅降水和風(fēng)C.溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、降水等D.僅太陽輻射和日照6.衛(wèi)星云圖上，通常白色或灰白色區(qū)域表示？A.明亮地面B.低云或無云區(qū)域C.高云區(qū)域D.水面反射7.多普勒天氣雷達(dá)的主要優(yōu)勢在于能夠？A.直接測量降水粒子類型B.探測地面的溫度分布C.測量大氣中的風(fēng)場及其運動D.獲取全球范圍的云頂高度8.比濕是指？A.水汽壓與總氣壓的比值B.在一定溫度下，單位質(zhì)量濕空氣中水汽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)C.水的飽和蒸汽壓與實際蒸汽壓之比D.空氣密度與干空氣密度的差值9.地面氣象觀測中，使用干濕球溫度計測量的是？A.水汽壓B.空氣濕度C.空氣溫度D.液體溫度10.下列哪項不屬于大氣輻射的主要類型？A.太陽輻射B.地面輻射C.大氣逆輻射D.電磁波輻射二、填空題1.測量風(fēng)向的儀器通常包含一個自由旋轉(zhuǎn)的______，其尾羽指向風(fēng)的來向。2.氣象觀測中常用的單位“百帕”（hPa）相當(dāng)于______帕斯卡（Pa）。3.探空數(shù)據(jù)在天氣圖上的等值線圖稱為______圖，是分析大氣垂直結(jié)構(gòu)的重要工具。4.雷達(dá)通過發(fā)射和接收______波來探測大氣中的目標(biāo)（如降水粒子）。5.自動氣象站（AWS）能夠?qū)崿F(xiàn)______氣象要素的自動、連續(xù)觀測和數(shù)據(jù)傳輸。6.濕度是表示大氣中水汽含量的物理量，常用絕對濕度、相對濕度、______和混合比等表示。7.衛(wèi)星遙感根據(jù)探測的電磁波波段不同，可分為可見光遙感和______遙感。8.測量空氣壓力的儀器稱為______，它是氣象觀測的基本儀器之一。9.利用系留氣球攜帶探空儀進(jìn)行近地面至一定高度氣象要素探測的技術(shù)稱為______。10.大氣中的水汽通過蒸發(fā)和蒸騰進(jìn)入大氣，這個過程稱為______。三、名詞解釋1.探空2.分辨率3.露點溫度4.氣壓四、簡答題1.簡述熱線風(fēng)速儀測量風(fēng)速的原理。2.比較地面氣象觀測站和自動氣象站（AWS）的主要異同點。3.簡述衛(wèi)星云圖在天氣預(yù)報中的應(yīng)用。4.解釋什么是氣象元素的誤差，并簡述減小觀測誤差的常用方法。五、論述題1.試述地面氣象觀測中，使用干濕球溫度計測量空氣濕度的原理，并說明影響干濕球溫差的主要因素。2.結(jié)合你所學(xué)的知識，論述多普勒天氣雷達(dá)在降水監(jiān)測和預(yù)警中的應(yīng)用價值及其主要局限性。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.B4.C5.C6.C7.C8.B9.C10.D二、填空題1.風(fēng)標(biāo)2.1003.等壓線4.微波5.多種6.露點7.紅外8.氣壓計9.系留探空10.水汽輸送三、名詞解釋1.探空:指利用探空儀（如無線電探空儀、系留探空儀等）從地面將氣象儀器攜帶到不同高度進(jìn)行大氣探測，獲取大氣垂直結(jié)構(gòu)參數(shù)的過程。2.分辨率:指觀測儀器或系統(tǒng)區(qū)分兩個相鄰目標(biāo)或細(xì)節(jié)的能力。在氣象探測中，通常指能夠探測到的最小距離或空間尺度，如雷達(dá)的分辨率、衛(wèi)星圖像的空間分辨率等。3.露點溫度:指在氣壓不變的情況下，使空氣達(dá)到飽和狀態(tài)（相對濕度為100%）時的溫度。它是空氣中水汽含量的一種度量，露點溫度越高，表示空氣中的水汽含量越大。4.氣壓:指大氣柱單位面積上的重力。通常用壓力計（如水銀氣壓計、金屬彈性壓力計）測量，單位有帕斯卡（Pa）、百帕（hPa）等。氣壓是重要的氣象要素，其變化與天氣系統(tǒng)活動密切相關(guān)。四、簡答題1.熱線風(fēng)速儀測量風(fēng)速原理:熱線風(fēng)速儀利用一根極細(xì)的金屬絲（熱線），通過通以微小電流使其加熱。當(dāng)空氣流過熱線時，帶走熱量，導(dǎo)致熱線溫度降低。熱線的溫度變化與其周圍空氣的流速成正比。通過精確測量維持熱線恒定溫度（或恒定功率）所需的電流變化，可以計算出空氣流速的大小。若熱線與氣流方向不平行，還需通過角度修正或使用二維/三維熱線探頭來測量風(fēng)速的分量。2.地面氣象觀測站與自動氣象站（AWS）的異同點:*相同點:都是為了獲取地面氣象要素信息而設(shè)立的觀測站點，是氣象觀測系統(tǒng)的基礎(chǔ)。都測量一些基本氣象要素，如溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向等。*不同點:*自動化程度:傳統(tǒng)地面站通常需要人工定時觀測和記錄，而AWS是全自動化的，能連續(xù)、自動地觀測和記錄多種氣象要素，并自動傳輸數(shù)據(jù)。*觀測要素:AWS通常能觀測更多種類的氣象要素，如降水（雨量傳感器、雪深傳感器）、能見度、太陽輻射、地溫等，而傳統(tǒng)站點可能只測基本要素。*數(shù)據(jù)傳輸:AWS通常配備數(shù)據(jù)采集器和通信設(shè)備（如GPRS、LoRa、衛(wèi)星等），能實時或準(zhǔn)實時將數(shù)據(jù)發(fā)送到氣象中心，而傳統(tǒng)站點數(shù)據(jù)傳輸可能依賴人工抄錄或較慢的通信方式。*維護(hù):AWS維護(hù)相對復(fù)雜，需要處理電子設(shè)備故障和通信問題，但減少了現(xiàn)場人工維護(hù)頻率；傳統(tǒng)站點需要頻繁的人工維護(hù)。3.衛(wèi)星云圖在天氣預(yù)報中的應(yīng)用:*監(jiān)測云層分布與動態(tài):衛(wèi)星云圖可以提供大范圍、連續(xù)的云層覆蓋信息，顯示云的分布、移動速度和形狀變化，幫助識別云系類型（如高壓、低壓、鋒面）和天氣系統(tǒng)的移動。*判斷天氣變化趨勢:通過分析衛(wèi)星云圖上云系的演變，可以預(yù)測未來幾小時到幾天內(nèi)的天氣變化，如鋒面過境、氣旋發(fā)展、強(qiáng)對流天氣的發(fā)生等。*降水估測:特定波段的衛(wèi)星云圖（如紅外云圖）可以反映云頂溫度，結(jié)合云頂亮溫與降水強(qiáng)度的關(guān)系，可以估算降水區(qū)域和強(qiáng)度。*臺風(fēng)/颶風(fēng)追蹤:衛(wèi)星云圖是追蹤臺風(fēng)路徑、強(qiáng)度變化和結(jié)構(gòu)特征的主要工具。*大范圍天氣系統(tǒng)分析:為天氣預(yù)報員提供分析大尺度天氣背景和系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)圖資。4.氣象元素誤差及其減小方法:*誤差定義:指觀測到的氣象元素值與其真實值之間的差異。誤差是客觀存在的，分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。*減小誤差的方法:*儀器校準(zhǔn):定期對觀測儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保其讀數(shù)準(zhǔn)確。使用經(jīng)過校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)儀器進(jìn)行比對。*選擇合適場地:觀測場地的選擇應(yīng)符合規(guī)范，遠(yuǎn)離城市熱島、高大建筑物、樹木等干擾源，保證觀測環(huán)境的代表性和均勻性。*規(guī)范操作:嚴(yán)格按照觀測規(guī)范和操作規(guī)程進(jìn)行觀測，減少人為誤差。*多次觀測取平均:對某些要素進(jìn)行多次重復(fù)觀測，取平均值可以減小隨機(jī)誤差的影響。*采用先進(jìn)技術(shù):使用精度更高、性能更穩(wěn)定的現(xiàn)代觀測儀器和自動化觀測系統(tǒng)。*數(shù)據(jù)質(zhì)量控制:對獲取的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行審核和篩選，剔除明顯錯誤的異常值。五、論述題1.干濕球溫度計測量濕度原理及影響因素:*原理:干濕球溫度計由兩個結(jié)構(gòu)相同的溫度計組成，其中一個溫度計的感溫泡外包有濕布（濕球），濕布上的水分不斷蒸發(fā)。蒸發(fā)是一個吸熱過程，導(dǎo)致濕球溫度計的讀數(shù)（濕球溫度）低于干球溫度計的讀數(shù)（干球溫度）?？諝獾臐穸仍酱?，水汽飽和程度越高，蒸發(fā)越弱，濕球溫度就越接近干球溫度；反之，空氣濕度越小，蒸發(fā)越強(qiáng)，濕球溫度就越低于干球溫度。因此，干濕球溫度計的兩個讀數(shù)之差（稱干濕球溫差）可以反映空氣的相對濕度。*影響因素:*空氣濕度:這是最主要的影響因素。相對濕度越大，干濕球溫差越小；相對濕度越小，干濕球溫差越大。*風(fēng)速:風(fēng)速越大，濕球周圍的水汽蒸發(fā)越快，散熱效果越好，濕球溫度會更低，導(dǎo)致干濕球溫差增大。通常風(fēng)速過大（如超過3-4m/s）或過?。ㄈ缧∮?.2m/s）都會影響測量精度，規(guī)定觀測風(fēng)速在0.5-2m/s之間較為適宜。*氣溫:氣溫較高時，水分蒸發(fā)更容易進(jìn)行，溫差可能受濕度影響更明顯；氣溫較低時，蒸發(fā)減弱，溫差相對較小。*氣壓:氣壓的變化會影響飽和蒸汽壓，從而間接影響蒸發(fā)和溫差，但影響相對較小。*濕球布的狀態(tài):濕球布是否濕潤、是否干凈、包裹是否緊密都會影響蒸發(fā)效率，進(jìn)而影響溫差。濕球布應(yīng)保持浸透蒸餾水或純凈水，并定期更換。*環(huán)境輻射:來自太陽或周圍環(huán)境的輻射加熱，如果直接照射到濕球，會使?jié)袂驕囟绕?，?dǎo)致干濕球溫差減小。2.多普勒天氣雷達(dá)在降水監(jiān)測和預(yù)警中的應(yīng)用價值及其局限性:*應(yīng)用價值:*探測降水分布和強(qiáng)度:可以大范圍、實時地探測降水回波的位置、強(qiáng)度（通過反射率因子Z）、移動速度和方向，繪制降水分布圖，為降雨預(yù)報、洪水預(yù)警提供關(guān)鍵信息。*監(jiān)測強(qiáng)天氣系統(tǒng):能夠探測到雷暴回波，并通過分析回波強(qiáng)度、形態(tài)、多普勒速度（徑向風(fēng)速）等特征，識別和追蹤強(qiáng)雷暴、冰雹、龍卷風(fēng)等災(zāi)害性天氣系統(tǒng)，為提前發(fā)布預(yù)警提供依據(jù)。*分析風(fēng)場信息:多普勒雷達(dá)可以測量降水粒子相對于雷達(dá)的徑向速度，從而反演出大氣的水平風(fēng)場和垂直風(fēng)切變信息，這對于理解雷暴發(fā)展和移動、評估龍卷風(fēng)風(fēng)險至關(guān)重要。*短臨預(yù)報:基于雷達(dá)連續(xù)探測到的降水和風(fēng)場變化信息，可以進(jìn)行小時級的短臨降水預(yù)報和預(yù)警更新。*水資源管理:為洪水預(yù)報、水庫調(diào)度、農(nóng)業(yè)灌溉等提供降水和徑流信息。*局限性:*不能探測所有降水:對無回波區(qū)（如毛毛雨、冰晶落區(qū)）探測能力有限。某些降水粒子（如大冰雹、雪晶）的回波特征可能與普通降水不同，需要經(jīng)驗判斷。*易受地形影響:山區(qū)地形會反射和散射雷達(dá)波