2025年大学《气象技术与工程》专业题库—— 大学气象技术与工程专业课程设计.docxVIP

2025年大学《气象技术与工程》专业题库——大学气象技术与工程专业课程设计

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、

请阐述气象观测在现代气象预报、气象灾害预警和气象服务中的重要作用。结合具体观测手段（如地面观测、卫星观测、雷达观测、探空等）说明不同观测要素（如温度、湿度、气压、风、降水、云等）对于不同气象应用的价值。

二、

简述数值天气预报（NWP）的基本原理。说明NWP模式的主要组成部分（物理过程、动力学过程、地形处理等）及其作用。分析影响数值天气预报准确性的主要因素，并提出至少三种提高预报精度或可预报期的潜在技术途径。

三、

某地区气象站观测到近地面气压为1000hPa，气温为25°C，相对湿度为60%，风速为5m/s，风向为东北风。假设该地大气层结稳定。请简述如何利用这些观测资料进行短期天气预报分析。指出可能影响该地区未来24小时天气变化的主要天气系统类型及其特征，并说明判断依据。

四、

设计一个用于监测城市热岛效应的简易观测方案。方案应包括：

1.观测站点的选择原则和具体布设方案（至少说明两种不同类型的观测站点）。

2.需要监测的关键气象要素及其观测仪器选择。

3.数据采集的频率和持续时间。

4.数据分析方法的基本思路，用以分析和展示城市热岛效应。

五、

结合气象专业知识，论述人工影响天气（如人工增雨、消雾）的可行性条件、主要技术方法（如催化剂播撒、抑雾剂施放等）及其作用机制。分析人工影响天气在作业设计、效果评估等方面面临的主要挑战。

六、

假设你需要为一个位于沿海地区的农场提供气象服务，帮助其减少台风带来的损失。请设计一个包含气象预警、风险评估和应对建议的综合气象服务方案。方案应明确需要关注的台风影响因子（如风雨、风暴潮），说明预警信息的获取渠道和发布方式，并提出至少三种针对不同台风强度等级的具体应对措施。

七、

介绍一种目前广泛应用于气象领域的现代气象仪器（如微波辐射计、风廓线雷达、自动气象站等），阐述其工作原理、主要技术参数及其测量内容。分析该仪器在实际应用中可能存在的误差来源，并提出减少或修正误差的方法。

试卷答案

一、

气象观测是获取大气状态信息的基础，为天气预报、气象灾害预警和气象服务提供不可或缺的数据支撑。

*预报方面：初始时刻的准确观测是数值天气预报成功的关键，观测数据作为模式的初始场，直接影响预报结果。连续的观测用于跟踪天气系统的演变，为预报订正提供依据。例如，地面观测提供气压、温度、湿度等基本要素，卫星观测提供大范围的云图、温度场、水汽场信息，帮助识别天气系统的类型和位置；雷达观测提供降水分布和强度信息，对短时强降水等灾害性天气的预报至关重要；探空观测提供从地面到高空大气的垂直结构信息，是理解大气层结稳定性和进行订正的关键。

*灾害预警方面：对特定气象要素的实时、高频观测是预警的基础。例如，利用雷达和自动站资料监测降水强度和空间分布，可预警短时强降水、山洪；利用风廓线雷达监测近地面和低空风切变，可预警大风、冰雹；利用卫星云顶温度监测强对流云顶特征，辅助识别强对流天气潜力；利用自动站密集观测网监测极端温度、湿度变化，可预警高温热浪、寒潮。

*气象服务方面：农业气象服务需要土壤湿度、气温、降水、光照等观测数据；交通气象服务需要能见度、路面结冰等观测数据；航空气象服务需要风、雷暴、结冰等观测数据；水文气象服务需要降水、蒸发等观测数据。准确的观测结果是提供精细化、定制化气象服务的前提。

不同观测手段和要素各有侧重，综合应用多种观测资料，才能全面、准确地反映大气状态，满足不同气象应用的需求。

二、

数值天气预报（NWP）是利用计算机求解描述大气运动和变化的基本方程组，以预测未来大气状态的方法。

*基本原理：基于大气动力学的三个基本方程（连续方程、动量方程、能量方程）和状态方程，以及描述大气物理过程（如辐射传输、水汽蒸发和凝结、对流混合、边界层过程等）的参数化方案。NWP模式将连续的大气空间离散化为网格点，时间离散化，通过迭代计算每个网格点在每个时间步长上的气象要素变量。

*主要组成部分：

*动力学框架：包括时间积分方案（如时间滤波）、坐标系统（如球坐标）、对流方案（如绝热对流参数化、moistconvectionscheme）等，负责计算大气运动。

*物理过程参数化方案：由于模式网格尺度远大于真实物理过程尺度，需要用数学公式来模拟这些过程对大气的影响，如辐射参数化（ShortwaveandLongwaveRadiation）、边界层物理（Monin-ObukhovLaw,SurfaceFluxes）、积云对流参数化、陆面过程（Evaporation,R