2025年大学《地理科学》专业题库- 风能与太阳能开发利用

2025年大学《地理科学》专业题库——风能与太阳能开发利用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分）1.以下哪种地理要素对风能资源的形成和分布具有决定性影响？A.气压带与风带B.地形地貌C.海陆分布D.洋流模式2.光伏发电的核心原理是将哪种能量直接转换为电能？A.风能B.太阳辐射能C.地热能D.水能3.衡量一个地区太阳能资源丰富程度最常用的指标是？A.风速B.风功率密度C.年太阳辐射总量D.日照时数4.某地建设大型风电场，首要考虑的地理选址因素通常是？A.土地价格B.周边人口密度C.风资源丰富且稳定D.交通运输便利性（针对风场内部）5.与传统化石能源相比，风能和太阳能开发利用最主要的优点是？A.投资成本低B.运行维护简单C.资源取之不尽、用之不竭D.能量转换效率极高6.风力发电机叶片通常设计为特定形状，其主要目的是？A.减少噪音B.提高空气动力学效率C.增强抗腐蚀能力D.方便运输7.光伏电站建设对地理环境可能产生的负面影响之一是？A.提高区域空气湿度B.改变局部小气候C.产生大量固体废弃物D.导致地下水位急剧下降8.在地理学视角下，评估风电场或光伏电站项目的社会经济效益需要考虑哪些方面？（多选）A.对当地就业的带动作用B.对土地利用的影响C.对区域经济增长的贡献D.对生物多样性的潜在威胁9.遥感技术在大规模风能或太阳能资源普查中主要发挥什么作用？A.精确测量风速风向B.定量化评估太阳辐射C.提供宏观资源分布信息D.设计具体的工程布局10.风能和太阳能作为清洁能源，其开发利用有助于缓解哪种地理现象？A.全球变暖B.水资源短缺C.土地退化D.空气污染二、简答题（每小题5分，共20分）1.简述风能资源的形成过程及其主要影响因素。2.简要说明太阳能辐射到达地表的主要过程。3.简述风电场选址需要综合考虑哪些主要的自然地理和社会经济因素。4.简述光伏发电技术相较于传统火力发电在地理环境友好性方面的优势。三、论述题（每小题10分，共30分）1.论述风能和太阳能资源的地理分布特征及其与主要自然地理要素的关系。2.结合实例，论述风电场和光伏电站建设可能对区域生态环境产生哪些影响，以及可以采取哪些地理学方法进行评估。3.从地理学的角度，分析推动风能和太阳能开发利用的重要驱动因素以及面临的挑战。试卷答案一、选择题（每小题2分，共20分）1.B*解析思路：风是由大气压力差驱动的。地形地貌（如高山、平原、海岸线）能显著改变气流方向、速度和稳定性，是影响风能资源形成和分布的关键地理因素。海陆分布和气压带风带也重要，但地形地貌的作用更为直接和显著。2.B*解析思路：光伏发电利用半导体材料（如硅）的photovoltaic效应，将太阳辐射能（一种光能形式，本质是能量）直接转换为直流电能。其他选项均为不同形式的能源或转换方式。3.C*解析思路：年太阳辐射总量直接反映了单位面积在一年内接收到的太阳辐射能量多少，是衡量一个地区太阳能资源丰富程度的核心和常用指标。日照时数是相关但辅助的指标。4.C*解析思路：风电场发电量直接取决于风资源。因此，选择能够提供丰富、稳定风能的区域是建设风电场的首要前提。其他因素如土地、交通等也很重要，但风资源是根本。5.C*解析思路：风能和太阳能是可再生能源，资源本身在自然界中是持续补充的，取之不尽、用之不竭。这是区别于化石能源最根本的优势。低投资成本、简单维护和高效转换率并非其绝对优势。6.B*解析思路：风力发电机叶片的特殊形状（空气动力学设计）是为了捕获风能，提高风力驱动叶轮旋转的效率，从而产生更大的电能。7.B*解析思路：大型光伏电站地面部分覆盖大面积镜面，可能对局部区域产生反光，改变局地温度（吸热），影响小型气候。其他选项如固体废弃物、地下水影响相对较小或非主要方面。8.A,C*解析思路：评估社会经济效益需关注其对当地经济社会的影响。A选项带动当地就业属于社会效益；C选项贡献经济增长属于经济效益。B选项土地利用影响是地理空间问题，D选项生物多样性威胁是环境影响。9.C*解析思路：遥感技术具有宏观、快速、成本相对较低的特点，适合用于大范围地物覆盖调查，可以快速获取地表覆盖信息，辅助识别和初步评估风能或太阳能资源的潜力区域分布。10.D*解析思路：风能和太阳能是清洁、低碳能源。它们在发电过程中不排放二氧化硫、氮氧化物、粉尘等大气污染物，有助于改善空气质量，缓解大气污染问题。全球变暖、水资源短缺、土地退化是更广泛或与其他因素相关的环境问题。二、简答题（每小题5分，共20分）1.简述风能资源的形成过程及其主要影响因素。*解析思路：风能是大气运动的表现形式，其形成过程主要是太阳辐射能unevenly加热地球表面，导致不同地区气温差异，从而产生气压差，空气从高压区流向低压区形成风。主要影响因素包括：①大气环流模式（如气压带风带）；②地形地貌（如山脉对气流的屏障和通道作用，平原开阔地带利于风力汇集）；③海陆分布（陆地和海洋受热差异导致海陆风）；④纬度（太阳辐射强度影响气温分布）；⑤下垫面性质（如城市热岛效应、植被覆盖影响近地面风）。2.简要说明太阳能辐射到达地表的主要过程。*解析思路：太阳辐射从太阳内部产生，以电磁波形式向宇宙空间传播。到达地球大气层外时，能量最强。进入大气层后，部分辐射被大气中的水汽、二氧化碳、尘埃等吸收；部分辐射被臭氧层吸收（主要是紫外线）；部分辐射被云层、气溶胶等散射。最终，未被吸收和散射的太阳辐射到达地表，成为地表最主要的能量来源。大气中的气体成分、云量、大气污染物浓度、海拔高度等因素都会影响到达地表的太阳辐射强度。3.简述风电场选址需要综合考虑哪些主要的自然地理和社会经济因素。*解析思路：自然地理因素主要包括：①风资源条件（风功率密度大、风速稳定、风向一致性好、年有效风速时数长）；②地形地貌（开阔平坦或有一定起伏但无障碍物地区）；③土地资源（土地面积足够、土地利用类型适宜、不占用生态保护红线等）；④水文地质（满足施工用水、不影响地下水位）；⑤电网接入条件（靠近现有或规划的输电线路）。社会经济因素主要包括：①交通可达性（便于设备运输和施工）；②基础设施（如通讯条件）；③环境敏感区规避（远离居民区、生态保护区、军事设施等）；④土地获取成本和权属；⑤社区关系（获得当地居民支持）。4.简述光伏发电技术相较于传统火力发电在地理环境友好性方面的优势。*解析思路：光伏发电的核心优势在于其清洁性，不产生燃烧化石燃料带来的大气污染物（如SO2,NOx,PM2.5）和温室气体（CO2），因此对大气环境友好。通常不需要大面积水体用于冷却（或用水量极少），对水资源消耗小，对水文环境更友好。其土地占用形式灵活（可建设在屋顶、地面、水面等），对土地的直接影响形式与其他类型项目可能不同。运行过程无噪音，对声环境友好。虽然存在土地占用、材料潜在污染、电池板寿命终结后的回收处理等问题，但其整体环境友好性远超传统火力发电。三、论述题（每小题10分，共30分）1.论述风能和太阳能资源的地理分布特征及其与主要自然地理要素的关系。*解析思路：论述要点应包括：*风能资源分布特征：全球分布不均，主要集中在中高纬度的中纬度信风带、季风区、西风带沿海地区以及山口、谷地等特定地形区域。内陆地区受地形影响，风能资源分布更为复杂多样。资源量受纬度、地形、海陆、天气系统等多种因素共同控制。*太阳能资源分布特征：全球分布极不均衡，主要集中在低纬度地区（赤道附近）、高原地区（海拔高，空气稀薄干净）以及气候干燥少云的地区。资源量与纬度（太阳高度角）、海拔（大气透明度）、天气状况（云量）、大气污染物浓度等密切相关。*与自然地理要素的关系：*大气环流与地形：风能分布深受全球大气环流模式（信风、西风）和局部地形（山脉、海岸、平原、峡谷）的影响，地形是风能局地差异的主要塑造者。*太阳辐射与地形地貌：太阳能资源分布主要受纬度位置（决定太阳高度角）和地形（决定日照时数和大气透明度，如高原、盆地）影响。海拔越高，空气越稀薄洁净，到达地面的太阳辐射越强。*海陆分布：海陆热力性质差异导致海陆风环流，影响近海和沿海地区的风能分布。内陆地区气候干燥少雨区太阳能资源更丰富。*结论：风能和太阳能资源的地理分布既具有宏观的全球模式，又受到局部自然地理要素的显著调制，是多种因素综合作用的结果。理解其分布规律及其与自然地理要素的关系，对于科学规划可再生能源开发利用至关重要。2.结合实例，论述风电场和光伏电站建设可能对区域生态环境产生哪些影响，以及可以采取哪些地理学方法进行评估。*解析思路：论述要点应包括：*可能产生的生态环境影响：*风电场：*鸟类影响：风力涡轮机可能对飞行中的鸟类（特别是迁徙路线上的鸟类）造成碰撞死亡（直接危害）。大型风电场可能改变局部鸟类群落结构和栖息地使用模式。*蝙蝠影响：类似鸟类，蝙蝠也可能因碰撞或风力涡轮机产生的低频噪音而受伤或死亡。*景观影响：大量风力发电机对自然景观或人文景观可能造成视觉干扰，改变区域美学价值。*噪声影响：运行时产生的噪音可能影响周边区域（包括居民区、野生动物）。*土地占用与栖息地改变：建设期需要占用土地，可能破坏原有植被，改变地表结构和微气候，影响小型动物栖息地。*生态廊道阻断：可能对野生动物的迁徙廊道造成阻隔。*光伏电站：*土地占用与植被覆盖：大型地面光伏电站需要大面积土地，可能占用农田、林地，导致植被清除和栖息地丧失。*地表温度升高：光伏组件吸收太阳辐射，可能导致其表面及下方地表温度升高，影响局部微气候和土壤墒情，对某些植物和昆虫不利。*水资源影响：光伏组件清洗需要用水，可能消耗区域水资源。部分冷却系统可能需要用水。*生态足迹扩大：相关基础设施（如输电线路）的建设可能进一步扩大生态足迹。*地理学评估方法：*遥感与GIS技术：利用遥感影像监测项目区土地利用/覆盖变化、植被指数变化、地表温度变化。利用GIS叠加分析技术，评估项目与鸟类迁徙路线、重要栖息地、生态敏感区等的空间关系，预测潜在影响范围。*生态调查方法：进行鸟类、蝙蝠等动物种群调查（如样线调查、红外相机监测），评估项目对生物多样性的具体影响。进行土壤、植被本底调查，评估土地占用和改造的生态后果。*模型模拟：利用生态模型模拟风电叶片碰撞对鸟类死亡率的潜在影响，模拟光伏电站对局部微气候和生物栖息地的影响。*景观评价方法：运用景观格局指数等指标，评估项目对区域景观连续性、破碎化程度的影响。*生态补偿与缓解措施评估：评估提出的生态补偿措施（如栖息地恢复、鸟类引导系统）或缓解措施（如优化布局、降低噪音）的有效性。*结论：风电场和光伏电站建设均可能带来生态环境影响。地理学提供了多种空间分析、监测和评估方法，有助于科学识别、预测和量化这些影响，为优化选址、设计合理的缓解和补偿措施提供依据，实现可再生能源发展与生态保护的有效协调。3.从地理学的角度，分析推动风能和太阳能开发利用的重要驱动因素以及面临的挑战。*解析思路：论述要点应包括：*推动驱动因素（从地理学角度分析）：*能源安全驱动：地理上，许多国家位于化石能源进口地，开发利用本土的风能和太阳能资源有助于减少对外部能源的依赖，提升国家能源自给率和地缘能源安全。这是重要的地缘政治和地理经济考量。*气候变化与环境压力驱动：地理学揭示了人类活动（特别是化石能源燃烧）导致的气候变化及其全球性影响。为了应对气候变化、改善区域和全球环境质量（如减少空气污染），开发利用低碳清洁的可再生能源成为地理环境可持续发展的必然要求。*经济与市场驱动：地理上，可再生能源技术成本持续下降，加上政策补贴、碳定价机制以及能源需求增长，形成了市场驱动力。特定区域（如日照丰富区、风资源优越区）发展可再生能源具有比较优势，能带动地方经济增长和就业（地理经济效应）。*技术创新驱动：地理学关注资源利用效率和技术进步。风能和太阳能技术的不断进步（如更高效的光伏电池、更可靠的风力涡轮机、智能电网技术）降低了开发利用成本，提高了能源转化效率，是技术地理学发展的体现，也推动了产业扩张。*政策与制度驱动：政府的能源政策、法律法规、规划引导（如设定可再生能源发展目标、提供财政激励）是重要的驱动因素。这体现了上层建筑对经济基础（能源结构）的调控，具有宏观地理背景。*社会认知与价值观念驱动：公众对环境问题的关注度提高，对可持续生活方式的追求，也形成了一种社会文化地理背景，推动了对清洁能源