2025年大学《应用气象学》专业题库- 气象学对能源产业的影响

2025年大学《应用气象学》专业题库——气象学对能源产业的影响考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、1.简述温度和湿度对风电机组运行效率和安全性的主要影响。2.气象要素中的哪些参数是太阳能资源评估和光伏发电功率预测的关键？二、3.阐述降水过程（降雨、降雪）对水电站径流量的影响机制，并说明持续干旱对水电系统可能造成的连锁反应。4.分析高温天气对火电厂锅炉效率、冷却系统以及核电站安全运行可能带来的主要挑战。三、5.为什么精准的风速和风向预报对于风电场的经济运行至关重要？请列举至少三个具体应用场景。6.大气中的云层和水汽含量如何影响地面接收到的太阳辐射？这对光伏电站的选址和设计有何启示？四、7.简述极端天气事件（如台风、冰冻、雷暴）可能对风电场和光伏电站造成哪些类型的损害？8.气象灾害风险评估在能源基础设施建设（如风电场、水电站、电网）选址和设计中扮演着怎样的角色？五、9.解释气象条件（特别是气温和风力）如何影响液化天然气（LNG）接收站的运行管理和安全。10.结合气候变化趋势，论述长期气象数据对能源产业战略规划（如能源结构优化、基础设施建设）的重要性。11.气象服务部门如何为电力系统的智能调度和运行提供支持？请举例说明。试卷答案一、1.答案：温度影响风电机组的叶片气动性能、发电机效率以及关键部件（如轴承、润滑油）的工作状态。高温可能导致效率下降、部件老化和故障风险增加；低温则可能影响润滑、材料韧性，并可能诱发冰冻灾害。湿度影响电机绝缘性能，高湿度可能增加绝缘风险，并加速金属部件的腐蚀。解析思路：考察对风电机组运行涉及的关键气象要素（温度、湿度）及其对设备性能和安全性影响的理解。需从物理特性、材料科学、空气动力学等多角度阐述。2.答案：关键气象要素包括太阳辐射总量（总辐照度）、直接辐射分量、散射辐射分量以及日照时数。这些参数决定了太阳能资源的丰富程度和可用性，是评估太阳能潜力、设计光伏阵列倾角、计算发电功率的基础。解析思路：考察太阳能资源评估和光伏发电预测的核心气象参数。需要区分不同类型的太阳辐射及其在光伏应用中的作用。二、3.答案：降水是形成河流径流的主要来源，直接影响水电站的水位和流量，从而决定其发电能力。持续干旱导致水库蓄水不足、河流流量锐减，迫使水电站降低出力甚至停机，影响电力供应稳定性和经济性。解析思路：考察降水对水电站径流的影响机制以及干旱的连锁效应。需理解水循环、水库调蓄原理及其与水电生产的关系。4.答案：高温导致火电厂冷却水需求量激增，可能引发冷却水源短缺问题，降低冷却效率，进而影响锅炉出力和效率。极端高温还可能使设备过热、绝缘材料老化加速，增加故障风险。对核电站而言，高温可能影响厂区冷却系统的效能，对反应堆的紧急冷却和厂区安全构成威胁。解析思路：考察高温天气对火电厂（特别是冷却系统、锅炉效率、设备安全）和核电站（特别是冷却系统安全）的影响。需结合热力学和设备运行原理分析。三、5.答案：精准的风速预报用于优化风机启停控制，避免低风速下运行效率低下和高风速下超载风险；用于预测发电量，支持电力市场交易和调度；用于评估风机和输电线路在特定风力条件下的安全稳定性。风向预报则关系到风机偏航系统的控制，以最大化捕获风能。解析思路：考察风速和风向预报在风电场运营中的具体应用，需结合风电场运行原理和经济性要求进行阐述。6.答案：云层和水汽含量通过吸收和散射太阳辐射，显著削弱到达地面的太阳辐射强度。云量越密、水汽含量越高，削弱作用越强，地面接收到的太阳辐射越少，光伏电池的输出功率就越低。这对光伏电站的选址（需要考虑当地云量和辐照条件）和设计（如电池板倾角、抗遮挡设计）有重要影响。解析思路：考察大气对太阳辐射的削弱作用及其对光伏发电的影响。需理解大气辐射传输原理以及云物理过程。四、7.答案：极端天气可能对风电场造成叶片损坏（如强风、冰载、雷击）、塔筒结构破坏（如台风、冰冻）、电气系统故障（如雷击、大风引起的振动）、基础冲刷等损害。对光伏电站可能造成电池板损坏（如冰雹、雪压、台风）、方阵倾倒、支架损坏、电气系统短路或过载等。解析思路：考察对典型极端天气事件（台风、冰冻、雷暴）可能对风电场和光伏电站造成损害类型的认知。8.答案：气象灾害风险评估通过分析历史气象数据、极端事件发生概率和可能造成的损失，帮助决策者在项目选址时避开高风险区域，在设计和建设时采取相应的防灾减灾措施（如提高结构抗风雪等级、设置防雷接地系统、优化系统布局等），从而降低投资风险，保障能源设施的安全稳定运行。解析思路：考察气象灾害风险评估在能源基础设施规划中的作用。需理解风险评估的基本流程及其在工程决策中的应用价值。五、9.答案：液化天然气接收站需要大量海水或淡水进行冷却和再气化。恶劣天气（如台风、暴风雨）可能导致海水取水口被淹没或进水受阻。低温可能使设备管道冻裂或影响制冷系统运行。雷击可能损坏设备和控制系统。高盐雾环境加速设备腐蚀。解析思路：考察气象条件对LNG接收站特定工艺环节（冷却、再气化）和设备（取水口、管道、电气设备）的影响及潜在风险。10.答案：气候变化导致极端天气事件频率和强度增加，海平面上升，这些都会直接影响能源供需模式。长期气象数据是预测未来能源负荷（如空调用电）、评估可再生能源资源稳定性（如风速、降水模式变化）、规划适应气候变化的基础，对于制定能源结构优化策略、保障能源安全至关重要。解析思路：考察气候变化背景下长期气象数据对能源产业战略规划的重要性。需结合气候变化影响和能源系统需求进行分析。11.答案：气象服务部门通过提供高精度的短期、中期和长期气象预报（特别是温度、风速、降水、极端天气预警），帮助电力系统预测可再生能