2025年大学《应用气象学》专业题库- 火灾天气预警系统的建设

2025年大学《应用气象学》专业题库——火灾天气预警系统的建设考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、名词解释（每题3分，共15分）1.火灾气象学2.可燃物易燃性指数（FFI）3.火灾风险动态评估4.火灾天气预警阈值5.红外火灾监测二、简答题（每题5分，共25分）1.简述温度、湿度、风力三个气象因子对森林火灾发生和蔓延的主要影响机制。2.列举至少三种用于火灾风险评估的气象指标，并简述其原理。3.简述地面气象站网在火灾监测中的布局原则及其作用。4.比较卫星遥感技术和地面传感网络在火灾监测方面的主要优缺点。5.火灾天气预警系统建设过程中，需要考虑哪些关键的技术环节？三、论述题（每题10分，共30分）1.论述确定火灾天气预警信号发布阈值的主要依据和考虑因素。2.结合你所学的《应用气象学》知识，论述一个区域性火灾天气预警系统的总体架构设计思路。3.在火灾天气预警系统的业务运行中，如何进行系统评估和持续改进？四、计算题（共15分）假设某地区某日20时地面气象观测数据如下：气温25℃，相对湿度40%，风速5m/s（风向NNW），地面降水为零。该地区主要可燃物为枯草，属于中等易燃状态。请根据这些数据，计算该时刻的FWI（森林火险气象指数）值，并简要分析该气象条件对火灾发生和蔓延的潜在风险。五、设计题（共15分）设计一个针对城市郊野结合部区域的火灾天气预警信息发布方案。方案需包含以下内容：目标区域描述、预警信息的主要内容和指标、信息发布渠道的选择与组合、信息发布流程和注意事项。试卷答案一、名词解释1.火灾气象学：研究气象条件对火灾发生、发展、蔓延及其防治活动的影响规律和应用技术的应用气象学分支学科。**解析思路：*考察对学科定义的掌握。答案需包含两个核心要素：研究对象（气象条件与火灾的关系）和研究内容（发生发展蔓延及防治应用）。2.可燃物易燃性指数（FFI）：由温度、相对湿度、风速、干旱度、可燃物类型等因子综合计算得出，用于定量评估可燃物燃烧的难易程度和火灾危险性的指标。**解析思路：*考察对核心指标的认知。答案需说明FFI是综合指标，其组成要素（提及主要因子即可），以及其核心用途（评估易燃性和危险性）。3.火灾风险动态评估：结合实时气象要素、可燃物状况、地形以及历史火灾数据等信息，动态分析和预测未来特定区域发生火灾的可能性及其严重程度的评估方法。**解析思路：*考察对风险评估方法的理解。答案需突出“动态”特征（实时、变化），并包含评估依据的关键要素（气象、可燃物、地形、历史数据）和评估目标（可能性、严重程度）。4.火灾天气预警阈值：基于历史火灾气象规律、火灾风险评估结果或实验数据，确定的当气象条件达到或超过某一标准时，可能发生火灾或火灾风险显著升高，从而需要发布预警信号的临界值。**解析思路：*考察对预警机制关键概念的理解。答案需说明阈值的定义（达到或超过标准），其触发条件（可能发生火灾或风险升高），以及最终目的（发布预警信号）。5.红外火灾监测：利用红外探测器接收火灾产生的热辐射信号，通过探测和识别目标红外辐射特征来发现和定位火灾的技术。**解析思路：*考察对监测技术的掌握。答案需明确技术原理（探测热辐射），技术手段（红外探测器），以及核心功能（发现和定位火灾）。二、简答题1.简述温度、湿度、风力三个气象因子对森林火灾发生和蔓延的主要影响机制。**解析思路：*考察对基本火灾气象原理的理解。需分别阐述三个因子对可燃物点燃（温度、湿度影响可燃物着火点及水分蒸发）和火势蔓延（风力影响氧气供应、热传递和火焰高度）的作用机制。2.列举至少三种用于火灾风险评估的气象指标，并简述其原理。**解析思路：*考察对评估工具的掌握。需列举三种具体指标（如FFI、DMC、DC、NFFI等），并简要说明每个指标衡量火灾危险性的侧重点和基本原理（如FFI综合多种气象因素评估易燃性，DMC/DIC评估干旱累积）。3.简述地面气象站网在火灾监测中的布局原则及其作用。**解析思路：*考察对监测系统基础知识的理解。布局原则应包括覆盖目标区域、考虑地形影响、适当密度、结合下垫面特征等。作用在于提供区域气象背景场信息、监测关键点气象变化、为火灾风险评估和预警提供基础数据支撑。4.比较卫星遥感技术和地面传感网络在火灾监测方面的主要优缺点。**解析思路：*考察对不同监测技术的优劣认知。卫星遥感优点（大范围、宏观、连续；成本相对较低；不受地面地形限制）。缺点（分辨率限制；易受云雨天气影响；实时性相对较差；数据处理复杂）。地面传感网络优点（高精度、高时效性、可深入监测；可针对特定区域布设；可与本地预警系统联动）。缺点（覆盖范围有限、成本高、易受地形和植被遮挡、维护量大）。5.火灾天气预警系统建设过程中，需要考虑哪些关键的技术环节？**解析思路：*考察对系统建设全流程的掌握。关键环节应包括：多源数据获取（地面、遥感、气象卫星、无人机等）、数据预处理与质量控制、火灾风险评估模型构建与计算、预警阈值设定与逻辑判断、预警信息生成与发布、用户接收与服务、系统运行监控与维护等。三、论述题1.论述确定火灾天气预警信号发布阈值的主要依据和考虑因素。**解析思路：*考察对预警核心环节的深入理解。主要依据应是历史火灾气象分析（如特定气象条件与火灾发生/蔓延的关联性）、火灾风险评估模型输出、实验数据（如相似条件下火行为观测）。考虑因素包括：预警目标的级别（预防小火、控制大火）、保护对象的重要性（人口密集区、重要设施）、不同区域/植被类型的差异、季节性和时间变化（如白天/夜间）、与其他预警信息（如林火快报）的衔接、社会可接受度与伦理影响等。2.结合你所学的《应用气象学》知识，论述一个区域性火灾天气预警系统的总体架构设计思路。**解析思路：*考察系统设计能力和综合应用能力。架构设计需体现模块化思想，至少应包括：感知层（数据采集，整合各类监测手段）、数据层（数据存储、管理、处理），模型层（火灾气象分析模型、风险评估模型、预警逻辑模型），应用层（预警信息生成、发布服务），用户层（各类用户接口），以及支撑层（网络、通信、电力、安全保障）。需阐述各层功能及其相互关系，体现数据流和业务流程。3.在火灾天气预警系统的业务运行中，如何进行系统评估和持续改进？**解析思路：*考察对系统运维和优化的理解。评估应包含多个维度：预警准确率（命中率、误报率、漏报率）、预警及时性（提前量、发布速度）、预警信息覆盖率和到达率、用户满意度、系统稳定性和可靠性等。评估方法可包括：历史数据回溯分析、与传统方法对比、用户问卷调查、专家评审等。持续改进则基于评估结果，针对性地优化模型算法、调整预警阈值、升级监测设备、完善发布渠道、加强用户服务、优化系统架构等，形成闭环改进。四、计算题假设某地区某日20时地面气象观测数据如下：气温25℃，相对湿度40%，风速5m/s（风向NNW），地面降水为零。该地区主要可燃物为枯草，属于中等易燃状态。请根据这些数据，计算该时刻的FWI（森林火险气象指数）值，并简要分析该气象条件对火灾发生和蔓延的潜在风险。**解析思路：*考察FWI计算的实际应用能力。FWI计算涉及多个气象要素，通常基于当日和前24小时的数据计算。题目给出现时数据，但未给前24小时数据，按常规考试可能需假设或说明。若按题目给定的即时数据计算，需明确指出这是不完整的，标准FWI计算需要日最大值和日最小值等。若强行计算，可能简化为基于现时值的简化指数或仅作原理演示。此处假设题目意在考察对计算原理的理解，而非精确