2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——海洋風(fēng)暴與臺(tái)風(fēng)災(zāi)害預(yù)測(cè)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種天氣系統(tǒng)通常被認(rèn)為是在暖水洋面上形成，并具有最強(qiáng)烈的近中心最大風(fēng)速？A.溫帶氣旋B.熱帶氣旋（臺(tái)風(fēng)/颶風(fēng)）C.冷鋒D.暖鋒2.決定臺(tái)風(fēng)（熱帶氣旋）垂直發(fā)展高度和強(qiáng)度的關(guān)鍵熱力條件是：A.海面溫度低于26.5攝氏度B.垂直風(fēng)切變小C.地形阻擋D.高空存在強(qiáng)烈的輻合區(qū)3.風(fēng)暴中心氣壓最低處是指：A.風(fēng)暴眼壁B.風(fēng)暴眼C.風(fēng)暴外圍D.風(fēng)暴移動(dòng)路徑的轉(zhuǎn)向點(diǎn)4.風(fēng)暴潮的主要成因是：A.海底地震引起的海嘯B.潮汐與風(fēng)應(yīng)力共同作用C.單一氣象系統(tǒng)（如臺(tái)風(fēng)）引起的大規(guī)模風(fēng)生波浪D.羅盤指向突然改變引發(fā)的水體擾動(dòng)5.在臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)測(cè)中，“引導(dǎo)氣流”通常指的是：A.臺(tái)風(fēng)內(nèi)部環(huán)流的水平輻散B.臺(tái)風(fēng)周圍環(huán)境大氣的水平流入和流出C.控制臺(tái)風(fēng)中心移動(dòng)方向的環(huán)境氣流D.臺(tái)風(fēng)眼部的上升氣流6.以下哪項(xiàng)不是現(xiàn)代臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)常用的物理量？A.海面風(fēng)應(yīng)力B.500hPa高度場(chǎng)梯度C.臺(tái)風(fēng)中心相對(duì)濕度D.晴空大氣透射率7.數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式在臺(tái)風(fēng)預(yù)測(cè)中扮演的角色主要是：A.直接觀測(cè)臺(tái)風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)B.提供臺(tái)風(fēng)移動(dòng)和發(fā)展的環(huán)境場(chǎng)預(yù)報(bào)C.精確計(jì)算臺(tái)風(fēng)中心氣壓變化趨勢(shì)D.自動(dòng)生成臺(tái)風(fēng)預(yù)警信息8.風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的主要影響因素除了風(fēng)暴強(qiáng)度和移動(dòng)速度外，還包括：A.赤道太陽(yáng)輻射強(qiáng)度B.受影響海岸的形狀和地形（如海灣、喇叭口）C.當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向與海岸線的夾角D.洋流速度9.衛(wèi)星云圖在臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)中主要提供的信息是：A.臺(tái)風(fēng)中心精確的經(jīng)緯度位置B.臺(tái)風(fēng)眼的結(jié)構(gòu)特征和變化C.臺(tái)風(fēng)周圍的環(huán)境風(fēng)場(chǎng)和氣壓分布D.臺(tái)風(fēng)中心的海面溫度10.極端海洋災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的主要目標(biāo)是：A.預(yù)測(cè)海洋生物的遷徙路線B.評(píng)估和預(yù)警可能對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅的海洋水文氣象事件C.監(jiān)測(cè)全球海平面變化趨勢(shì)D.管理海洋漁業(yè)資源二、填空題（每空2分，共20分）1.熱帶氣旋根據(jù)其中心附近最大風(fēng)力的大小，被劃分為不同的等級(jí)，例如中心附近最大風(fēng)力達(dá)51.0-73.0m/s時(shí)，通常被命名為_(kāi)_____。2.臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)測(cè)中常用的統(tǒng)計(jì)方法有______和______。3.風(fēng)暴潮發(fā)生時(shí)，海面的實(shí)際潮位可能遠(yuǎn)超正常潮位，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)_____。4.影響臺(tái)風(fēng)移動(dòng)路徑的環(huán)境因素主要包括環(huán)境流、高空風(fēng)垂直切變和______。5.海洋浮標(biāo)陣列是獲取______和______等實(shí)時(shí)海洋數(shù)據(jù)的重要工具，對(duì)臺(tái)風(fēng)影響下的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。6.臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的強(qiáng)風(fēng)不僅能直接造成破壞，還能通過(guò)風(fēng)生波浪和______效應(yīng)加劇風(fēng)暴潮和巨浪災(zāi)害。7.數(shù)值模式預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度時(shí)，通常需要考慮的物理過(guò)程包括凝結(jié)加熱、______、摩擦效應(yīng)和輻射過(guò)程。8.風(fēng)暴災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不僅要考慮風(fēng)暴本身的特性，還要結(jié)合______和______等因素。9.基于數(shù)值模型的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害影響評(píng)估，可以模擬風(fēng)暴潮淹沒(méi)范圍、______和人員疏散等場(chǎng)景。10.國(guó)際上通用的船舶報(bào)告系統(tǒng)（SHIP報(bào)告）是重要的______來(lái)源之一，有助于補(bǔ)充衛(wèi)星和地面觀測(cè)的不足。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述臺(tái)風(fēng)生命周期的主要階段及其典型特征。2.簡(jiǎn)要解釋什么是“風(fēng)生波浪”，并說(shuō)明其與風(fēng)暴潮的主要區(qū)別。3.闡述影響風(fēng)暴潮增水量的主要因素。4.簡(jiǎn)述利用數(shù)值模式進(jìn)行臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)測(cè)的基本原理。四、計(jì)算題（共10分）假設(shè)某次臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)，中心附近最大風(fēng)速為50m/s（約17.2m/s），風(fēng)暴中心位于海岸線正上方。若海岸摩擦系數(shù)為0.0025，海面有效波高為3米。請(qǐng)根據(jù)簡(jiǎn)化的風(fēng)生波浪理論（例如，使用Pierson-Moskowitz譜或類似關(guān)系），估算離岸一定距離（例如10公里）處，該臺(tái)風(fēng)引起的有效波高和周期的大致范圍。說(shuō)明所依據(jù)的理論假設(shè)或公式。五、論述題（共30分）結(jié)合一個(gè)具體的臺(tái)風(fēng)案例（例如，可選擇歷史上影響顯著的臺(tái)風(fēng)，如“山神”、“泰利”或國(guó)際命名臺(tái)風(fēng)），論述其在生成、發(fā)展、移動(dòng)路徑及強(qiáng)度變化方面的主要特點(diǎn)。分析該臺(tái)風(fēng)可能造成的海洋災(zāi)害類型（如風(fēng)暴潮、巨浪、強(qiáng)風(fēng)對(duì)海上平臺(tái)/船舶的影響等），并簡(jiǎn)述如何利用現(xiàn)代觀測(cè)技術(shù)和預(yù)測(cè)方法（如數(shù)值模式、衛(wèi)星遙感）來(lái)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)這些災(zāi)害，以及如何將這些預(yù)測(cè)結(jié)果應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)決策。試卷答案一、選擇題1.B解析思路：臺(tái)風(fēng)（熱帶氣旋）是在暖水洋面上形成的氣旋性渦旋，其風(fēng)力可達(dá)颶風(fēng)等級(jí)，具有最強(qiáng)的近中心最大風(fēng)速。2.B解析思路：暖水洋面提供了臺(tái)風(fēng)形成和發(fā)展的巨大熱量和水汽，是臺(tái)風(fēng)強(qiáng)盛的關(guān)鍵熱力條件。垂直風(fēng)切變小有利于臺(tái)風(fēng)垂直發(fā)展。3.B解析思路：臺(tái)風(fēng)中心附近氣壓最低的點(diǎn)稱為臺(tái)風(fēng)眼，其氣壓值遠(yuǎn)低于周圍環(huán)境。4.B解析思路：風(fēng)暴潮是主要由風(fēng)（包括臺(tái)風(fēng)）引起的海面異常增水現(xiàn)象，是風(fēng)應(yīng)力與潮汐力共同作用的結(jié)果，但風(fēng)的作用是主導(dǎo)因素。5.C解析思路：引導(dǎo)氣流是指環(huán)境大氣的水平流場(chǎng)，它對(duì)臺(tái)風(fēng)中心的移動(dòng)路徑起著主導(dǎo)和約束作用。6.D解析思路：現(xiàn)代臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)主要依賴物理量如海面風(fēng)應(yīng)力、高空風(fēng)場(chǎng)、水汽通量等，晴空大氣透射率主要與太陽(yáng)輻射有關(guān)，不是強(qiáng)度預(yù)測(cè)的直接物理量。7.B解析思路：數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式通過(guò)模擬大氣和海洋的物理過(guò)程，預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)所處的環(huán)境流場(chǎng)和氣壓場(chǎng)變化，從而推算臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)和發(fā)展。8.B解析思路：海岸地形（如海灣、淺灘）會(huì)顯著放大風(fēng)暴潮的增水效果，是影響災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素。9.B解析思路：衛(wèi)星云圖可以清晰地觀測(cè)到臺(tái)風(fēng)云團(tuán)的分布、臺(tái)風(fēng)眼的結(jié)構(gòu)和變化，是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)臺(tái)風(fēng)動(dòng)態(tài)的重要手段。10.B解析思路：極端海洋災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的核心功能是提前預(yù)報(bào)可能發(fā)生的危及生命財(cái)產(chǎn)安全的海洋水文氣象事件（如強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮、巨浪）并提供警報(bào)。二、填空題1.臺(tái)風(fēng)解析思路：臺(tái)風(fēng)中心附近最大風(fēng)力達(dá)51.0-73.0m/s（14-17級(jí)），根據(jù)世界氣象組織定義，屬于臺(tái)風(fēng)等級(jí)。2.統(tǒng)計(jì)外推法；動(dòng)力模式法解析思路：臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)測(cè)常用方法包括依賴歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)外推和基于流體力學(xué)方程的數(shù)值模式模擬。3.潮位異常解析思路：風(fēng)暴潮導(dǎo)致的海面實(shí)際高度超過(guò)正常潮位的現(xiàn)象，稱為潮位異?；蝻L(fēng)暴增水。4.地形解析思路：大型地形（如山脈、大陸架）會(huì)改變環(huán)境氣流結(jié)構(gòu)，影響臺(tái)風(fēng)的移動(dòng)路徑和強(qiáng)度。5.海面風(fēng)場(chǎng)；海面溫度（或海溫）解析思路：浮標(biāo)能長(zhǎng)期、連續(xù)地測(cè)量海面上的風(fēng)速風(fēng)向、氣溫、濕度以及海面溫度等關(guān)鍵參數(shù)。6.海水倒灌（或風(fēng)暴潮倒灌）解析思路：強(qiáng)風(fēng)不僅破壞地面，還能通過(guò)風(fēng)應(yīng)力驅(qū)動(dòng)海水向陸地倒灌，加劇沿海洪澇。7.水汽輸送解析思路：水汽凝結(jié)釋放的潛熱是臺(tái)風(fēng)發(fā)展的主要能量來(lái)源之一，水汽輸送的效率影響加熱過(guò)程。8.海岸線特征；社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件解析思路：災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是災(zāi)害強(qiáng)度與脆弱性的結(jié)合，海岸線形狀、坡度等自然特征以及人口密度、財(cái)產(chǎn)分布等社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件決定了脆弱性。9.海上交通影響（或航運(yùn)中斷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估）解析思路：數(shù)值模擬不僅能模擬淹沒(méi)范圍和洪水深度，還能評(píng)估對(duì)港口、航道、海上設(shè)施等交通系統(tǒng)的影響。10.環(huán)境數(shù)據(jù)（或天氣數(shù)據(jù)）解析思路：船舶報(bào)告系統(tǒng)提供的風(fēng)、壓、氣溫等信息，是對(duì)衛(wèi)星和地面觀測(cè)的重要補(bǔ)充，可用于環(huán)境場(chǎng)分析。三、簡(jiǎn)答題1.臺(tái)風(fēng)生命周期的主要階段及其典型特征：*初生（或形成）階段：在熱帶或副熱帶洋面上，當(dāng)海溫足夠高、大氣不穩(wěn)定且有適當(dāng)?shù)拇怪憋L(fēng)切變條件下，形成熱帶擾動(dòng)。云團(tuán)開(kāi)始組織，出現(xiàn)對(duì)流活動(dòng)，氣旋性環(huán)流逐漸明顯。*發(fā)展（或增強(qiáng)）階段：風(fēng)速逐漸增大，結(jié)構(gòu)變得更加對(duì)稱，云壁環(huán)繞中心，出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)眼雛形。暖心發(fā)展，垂直發(fā)展增強(qiáng)，與外界能量交換活躍。*成熟（或巔峰）階段：臺(tái)風(fēng)達(dá)到最大強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)清晰，具有明顯的臺(tái)風(fēng)眼（通常云白、平靜）和濃密的風(fēng)眼壁。中心氣壓最低，最大風(fēng)速出現(xiàn)在風(fēng)眼壁附近。*消亡（或減弱）階段：臺(tái)風(fēng)移入海溫較低區(qū)域、遭遇強(qiáng)烈的垂直風(fēng)切變或登陸陸地后，能量供應(yīng)中斷或受到摩擦耗散，環(huán)流組織性變差，風(fēng)速減小，中心氣壓升高，最終消失。2.簡(jiǎn)要解釋什么是“風(fēng)生波浪”，并說(shuō)明其與風(fēng)暴潮的主要區(qū)別：*風(fēng)生波浪：指在風(fēng)的作用下，由風(fēng)應(yīng)力引起海面水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)而形成的波浪。其能量來(lái)源于風(fēng)，波高和周期主要受風(fēng)強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間以及Fetch（風(fēng)作用距離）的限制。風(fēng)生波浪可以是海浪，也可以是風(fēng)浪。*區(qū)別：*成因：風(fēng)生波浪直接由風(fēng)產(chǎn)生；風(fēng)暴潮是風(fēng)應(yīng)力（特別是臺(tái)風(fēng)強(qiáng)風(fēng)）對(duì)海面的整體拖曳作用，導(dǎo)致海水水平輻合和增水。*范圍：風(fēng)生波浪可以遍布風(fēng)區(qū)；風(fēng)暴潮主要發(fā)生在海岸附近，其影響程度與海岸形狀密切相關(guān)。*效應(yīng)：風(fēng)生波浪是純粹的水面波動(dòng)現(xiàn)象；風(fēng)暴潮是海面異常增水，表現(xiàn)為整體水位抬升。*關(guān)系：強(qiáng)大的風(fēng)（如臺(tái)風(fēng)風(fēng)）不僅能產(chǎn)生風(fēng)生波浪，還是風(fēng)暴潮的主要驅(qū)動(dòng)力。3.闡述影響風(fēng)暴潮增水量的主要因素：*風(fēng)暴本身的特性：包括風(fēng)暴中心強(qiáng)度（最大風(fēng)力）、中心位置與海岸的距離、風(fēng)暴移動(dòng)速度和方向（向岸移動(dòng)會(huì)持續(xù)增水）、風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)（近中心大風(fēng)區(qū)范圍）。*海岸地形：這是非常關(guān)鍵的因素。如海灣、喇叭口地形會(huì)像漏斗一樣放大增水；而開(kāi)闊平坦、坡度大的海岸則不易產(chǎn)生大幅增水。*天文潮：風(fēng)暴潮的絕對(duì)增水量是在天文潮的基礎(chǔ)上疊加的。當(dāng)風(fēng)暴潮與天文大潮（如高潮）疊加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生特別高的風(fēng)暴潮位；若與天文小潮（如低潮）疊加，則影響相對(duì)較小。*水深：沿岸水深的變化會(huì)影響潮波的傳播和反射，進(jìn)而影響近岸的增水情況。*海陸風(fēng)系統(tǒng)：風(fēng)暴來(lái)臨前后的海陸風(fēng)轉(zhuǎn)換也可能對(duì)近岸水位的短期變化產(chǎn)生影響。4.簡(jiǎn)述利用數(shù)值模式進(jìn)行臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)測(cè)的基本原理：*數(shù)值模式是依據(jù)描述大氣運(yùn)動(dòng)和臺(tái)風(fēng)物理特性的流體力學(xué)和熱力學(xué)方程組（如渦度方程、散度方程、熱力學(xué)方程等）。*將大氣和海洋劃分為許多格點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)上對(duì)描述這些物理過(guò)程的方程進(jìn)行時(shí)間步進(jìn)求解。*模式通過(guò)輸入的初始場(chǎng)（如地面氣壓、風(fēng)場(chǎng)、溫度、濕度）和邊界條件（如地形、海溫）進(jìn)行計(jì)算。*模式計(jì)算得到的是環(huán)境大氣的三維時(shí)空?qǐng)觯L(fēng)、壓、溫濕等）。*利用特定的臺(tái)風(fēng)路徑追蹤模型（如考慮環(huán)境流引導(dǎo)、科里奧利力影響、風(fēng)切變效應(yīng)等）或直接在模式中模擬臺(tái)風(fēng)自身的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)，結(jié)合環(huán)境場(chǎng)預(yù)報(bào)來(lái)預(yù)測(cè)臺(tái)風(fēng)中心的未來(lái)位置和強(qiáng)度變化。*預(yù)測(cè)結(jié)果需要不斷進(jìn)行評(píng)估和訂正，結(jié)合衛(wèi)星觀測(cè)等實(shí)況信息進(jìn)行數(shù)據(jù)同化。四、計(jì)算題（注意：此題答案依賴于所使用的簡(jiǎn)化理論和公式，以下提供一個(gè)基于風(fēng)浪理論的估算思路，不保證為唯一標(biāo)準(zhǔn)答案）估算思路：1.風(fēng)速換算：給定最大風(fēng)速V_max=50m/s。通常風(fēng)浪計(jì)算使用的是有效風(fēng)速V_eff，它與最大風(fēng)速的關(guān)系大約為V_eff≈0.78*V_max。則V_eff≈0.78*50m/s≈39m/s。2.估算波高（H）：使用經(jīng)驗(yàn)公式或譜模型估算風(fēng)浪波高。例如，使用簡(jiǎn)化公式H≈0.13*V_eff^2（單位m，V_eff單位m/s），則H≈0.13*(39)^2≈0.13*1521≈197.5m。這是一個(gè)非常大的數(shù)值，遠(yuǎn)超實(shí)際，說(shuō)明此簡(jiǎn)化公式不適用或參數(shù)需要調(diào)整。更常用的如Pierson-Moskowitz譜或JONSWAP譜，需積分計(jì)算有義波高Hs（通常約等于1.4*平均波高Hm0）。若無(wú)譜模型，可參考經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：Hs≈0.42*V_eff（此經(jīng)驗(yàn)關(guān)系也適用于風(fēng)強(qiáng)較大時(shí)）。則Hs≈0.42*39m/s≈16.3m。取平均波高Hm0≈Hs/1.4≈11.6m。此結(jié)果相對(duì)合理。3.估算周期（T）：風(fēng)浪周期（尤其是有義周期Tp）通常比波高更穩(wěn)定?？捎媒?jīng)驗(yàn)公式估算：Tp≈0.8*V_eff（單位s）。則Tp≈0.8*39s≈31.2s。4.距離修正：波浪傳播到離岸10公里處，會(huì)經(jīng)歷水深限制和破碎，波高通常會(huì)減小。淺水效應(yīng)會(huì)使得波浪速度減慢，周期可能略微變短。但題目未給水深，且未明確要求考慮傳播衰減，此處按近岸估算的平均波高和周期，或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給出一個(gè)衰減后的估計(jì)。若無(wú)衰減考慮，則估算結(jié)果為：離岸10公里處，有效波高約11.6米，有義周期約31.2秒。五、論述題（此題答案高度依賴所選案例的具體細(xì)節(jié)，以下提供一個(gè)通用框架和論述方向，需結(jié)合具體案例填充）結(jié)合案例（例如臺(tái)風(fēng)“山神”），論述如下：1.主要特點(diǎn)：*生成與發(fā)展：該臺(tái)風(fēng)（如“山神”）可能是在XX海域（如南海、西太平洋）受暖池能量支持和特定的對(duì)流活動(dòng)觸發(fā)下生成。其發(fā)展過(guò)程可能伴隨著眼壁的替換、云頂溫度的下降、中心氣壓的持續(xù)下降和最大風(fēng)速的增強(qiáng)，表現(xiàn)出典型的強(qiáng)臺(tái)風(fēng)發(fā)展特征?；虮憩F(xiàn)出緩慢/快速加深/減弱等不同模式。*移動(dòng)路徑：臺(tái)風(fēng)中心軌跡可能呈現(xiàn)recurvature（轉(zhuǎn)向）特征，受副高邊緣、中高緯度氣流或引導(dǎo)氣流影響，路徑具有不確定性。移動(dòng)速度可能較快/較慢，路徑與預(yù)報(bào)存在偏差。*強(qiáng)度變化：強(qiáng)度變化可能受海溫變化、風(fēng)切變、垂直運(yùn)動(dòng)平流等環(huán)境因素影響，表現(xiàn)出強(qiáng)度波動(dòng)或穩(wěn)定增強(qiáng)/減弱趨勢(shì)。2.可能造成的海洋災(zāi)害：*風(fēng)暴潮：強(qiáng)大的臺(tái)風(fēng)中心附近最大風(fēng)速和持續(xù)作用，會(huì)在其登陸或影響附近海岸時(shí)引發(fā)嚴(yán)重的風(fēng)暴潮。導(dǎo)致近岸水位異常上漲，淹沒(méi)沿海低洼地區(qū)，威脅生命財(cái)產(chǎn)安全和基礎(chǔ)設(shè)施。案例區(qū)域的海岸地形（如是否存在海灣）會(huì)放大或縮小風(fēng)暴潮影響。*巨浪：