2025年大学《气象技术与工程》专业题库—— 高空气象观测在气象技术中的重要性.docxVIP

2025年大学《气象技术与工程》专业题库——高空气象观测在气象技术中的重要性

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、简答题（每题5分，共20分）

1.简述探空仪（Radiosonde）在高空气象观测中主要测量哪些大气要素？

2.气象气球在执行高空气象探测任务时，其上升过程中通常会经历哪些主要的温度层？

3.解释什么是“自由大气”层，并说明高空风场信息对于理解大气环流和天气预报的重要性。

4.与地面气象观测相比，高空气象观测在揭示大气垂直结构方面具有哪些独特的优势？

二、论述题（每题10分，共30分）

5.详细论述高空气象观测数据对于提高数值天气预报（NWP）模式初始场质量，进而提升天气预报准确率的具体作用机制。

6.结合气象学原理，论述高空探测数据在分析、监测和预警典型灾害性天气过程（如强对流天气或台风）中的应用价值。

7.阐述高空探测数据在气象科学研究领域（例如大气环流诊断、气候变迁分析、边界层研究等）的重要性，并举例说明。

三、案例分析题（10分）

8.假设某地高空观测获得了一段简化的探空数据（仅考虑温度和气压随高度的变化趋势：地面温度较高，随高度升高迅速降低，在某一高度达到最低后转为缓慢升高），请分析由此描述的大气垂直温度结构特征，并简要说明这种结构可能对近地面天气系统的发展有何潜在影响。

试卷答案

一、简答题

1.探空仪主要测量大气温度、气压、湿度（通常通过测量水汽压或露点温度间接获取）以及风向和风速（通过气象罗盘或陀螺风向风速仪测量）。

**解析思路：*考察对探空仪基本测量要素的掌握。探空仪是自由大气探测的核心仪器，其测量的要素是描述大气状态的基础参数。

2.气象气球上升过程中通常经历：对流层（温度随高度增加而降低）、平流层（温度随高度增加而升高，存在臭氧层）、中间层（温度随高度升高而降低）、热层（温度随高度急剧升高）。

**解析思路：*考察对大气垂直分层及其温度特征的基本知识。理解不同温度层对解释高空大气现象至关重要。

3.自由大气是指远离地面摩擦影响的高空大气层。高空风场信息对于理解大气长波和急流等大型环流系统、分析锋面位置和强度、判断天气系统的发展趋势和移动路径等，都至关重要，是制作高质量天气预报的关键依据。

**解析思路：*考察对自由大气定义及其风场信息重要性的理解。重点在于阐述高空风场在宏观天气分析和预报中的作用。

4.高空气象观测可以提供连续的、代表大范围高空状态的垂直剖面信息，弥补地面观测只能反映局地近地面状况的不足。它能揭示大气的垂直稳定性、是否存在逆温层、大气层结的能量状况等，这些信息是地面天气图分析所无法直接提供的，对于理解天气现象的发生发展和演变机制至关重要。

**解析思路：*考察对高空观测相对地面观测的优势的理解。重点在于强调高空观测在提供垂直信息、揭示大气深层结构方面的独特性及其对天气分析预报的意义。

二、论述题

5.高空气象观测数据为数值天气预报模式提供了关键的初始气象场信息。模式需要知道大气在每个空间网格点上的初始状态（包括温度、湿度、气压、风速等），高空探测数据能够提供模式域内，特别是上空区域的初始状态信息。准确的高空数据有助于初始化大气垂直风切变、湿度层结等关键参数，减少模式初始场与实况的偏差，从而抑制模式对初始扰动的不稳定增长，提高预报的收敛速度和长期预报的准确性，尤其对于短时和中期天气预报效果显著。

**解析思路：*考察对高空数据在NWP中作用的深入理解。需阐述高空数据如何作为初始场输入、对模式内部关键参数的影响，以及最终如何提升预报准确性和稳定性。

6.高空探测数据能够提供大气的垂直结构信息，这对于分析灾害性天气系统的发展环境至关重要。例如，通过分析高空风垂直切变（急流的位置、强度和方向）、大气层结的稳定性（如存在不稳定层结或逆温层）、湿度分布等高空参数，可以判断强对流天气（如雷暴、冰雹）的发生和发展潜力。在台风分析中，高空风场数据（特别是高空急流的存在及其与台风的相对位置）是判断台风强度变化趋势的重要指标。因此，高空数据是进行灾害性天气风险评估和预警的重要支撑。

**解析思路：*考察将高空数据与具体灾害性天气过程分析结合的能力。需举例说明高空关键要素（风切变、层结、湿度等）如何影响特定灾害天气的发生发展，并强调其在预警中的应用。

7.高空探测数据对于气象科学研究不可或缺。在大气环流诊断中，通过分析长时间序列的高空风场和温度场数据，可以揭示全球或区域性的大气主要环流模式（如急流带、行星波、阻塞高压等）的年际和年代际变化特征。在气候变迁研究中，高空温度数据是评估全球变