2025年大学《应用气象学》专业题库- 气象学在水域环境监测中的应用

2025年大学《应用气象学》专业题库——气象学在水域环境监测中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内。）1.在水域环境监测中，风的主要作用不包括（）。A.增强水面蒸发B.促进水体上下层混合C.影响河流的输沙能力D.直接决定水体的pH值2.暖锋过境时，通常对近岸海域水体的物理结构带来的主要影响是（）。A.导致气温骤降，水体迅速冷却B.引起气压急剧升高，水体趋于稳定C.带来暖湿空气，可能导致海雾形成，并可能伴随降水，使近表层水体温度升高、盐度略降D.引起强烈的海浪，导致海水大量翻涌混合3.对于大型湖泊或水库，夏季出现温跃层的主要原因是（）。A.水体深层获得大量太阳辐射而温度升高B.水体表层与底层因密度差异导致垂直交换受阻C.寒潮频繁活动导致上下层水体温度趋于一致D.降水入湖使湖水盐度均匀化4.以下哪种气象条件最有利于近海浮游植物的光合作用？（）A.阴天，光照弱，风速大B.晴朗，光照强，风浪平静C.晴朗，光照强，有雾，水体层化D.阴天，光照弱，风力强劲5.水面蒸发量通常在以下哪种天气形势下达到最大？（）A.晴朗无风B.晴朗有风C.阴天无风D.阴天有风6.利用气象数据进行水文模型模拟时，通常需要输入的关键气象参数是（）。A.气温、气压B.风速、风向C.降水量、蒸发量D.以上所有7.在水域环境监测中，卫星遥感技术获取水色信息的主要依据是水体对哪种辐射的吸收和散射特性？（）A.红外辐射B.可见光辐射C.紫外线辐射D.微波辐射8.气象因素对水体污染物迁移转化影响显著，例如，持续无风天气可能导致（）。A.污染物在水面快速扩散至下游B.水体表层污染物被风力吹向岸边C.水体垂直混合增强，污染物在水中均匀分布D.水体底层污染物因缺氧而加速分解9.寒潮爆发可能对水域环境造成的主要危害包括（）。A.引起近海水体温度骤降，可能导致鱼类冻伤或死亡B.增加水面蒸发，导致湖泊水位下降C.带来大量暖湿气流，促进藻类快速生长D.使河流水位快速上涨，引发洪水10.以下哪项技术能够利用气象数据来估算水体的蒸发散量？（）A.光学遥感B.声学多普勒测流C.水文模型模拟D.地震勘探二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上。）1.气象要素的________和________变化是影响水域环境动态变化的主要驱动力。2.水平方向上气压的________形成了风，风是驱动水体________的主要外力。3.水温的垂直分布不均形成的________是影响水体混合和物质输运的重要界面。4.太阳辐射不仅是水体的主要________来源，也直接影响水生植物的________过程。5.水面蒸发不仅受气象要素（如气温、湿度、风速）影响，还与水体的________和下垫面性质有关。6.在利用遥感技术监测水体参数时，云量和________是影响观测效果的关键气象因素。7.气象灾害如________和________对水域生态环境和人类活动可能造成严重冲击。8.水文气象模型是集成________和水文过程，模拟和预测水文情势的重要工具。9.风对水体混合的影响程度与风速大小和________相关。10.气象条件（尤其是温度）的变化会直接影响水体中溶解氧的________和消耗过程。三、简答题（每小题5分，共25分。请简洁明了地回答下列问题。）1.简述气温与水温的关系及其对水生生物的影响。2.风对湖泊和海洋水体的混合过程有何不同？并说明其环境意义。3.降水对河流水质可能产生哪些主要影响？4.简述气象因素（特别是风和波浪）在近海渔业环境监测中的作用。5.为什么气象数据是进行水域环境数值模拟不可或缺的输入？四、论述题（每小题10分，共30分。请结合所学知识，全面、深入地回答下列问题。）1.论述大气环流和天气系统（如锋面、气旋）对湖泊水体物理化学环境可能产生的主要影响。2.结合具体应用实例，论述遥感技术如何结合气象数据进行水域环境监测（例如监测水体范围变化、水华、污染带等）。3.分析在全球气候变化背景下，气象变化趋势可能对水域环境监测带来的挑战和机遇。试卷答案1.D2.C3.B4.B5.B6.D7.B8.C9.A10.C1.垂直分布；时间变化2.差值；混合3.温跃层4.热量；光合作用5.水深（或水力条件）6.大气状况（或光照条件）7.台风；寒潮8.气象；水文9.水深（或水力条件/混合程度）10.产生与消耗1.气温通过影响水面蒸发和热量传递改变水温。水温直接影响水生生物的新陈代谢速率、生长、繁殖和存活，也影响水生生物对溶解氧的需求以及某些污染物的毒性。不同水生生物对水温有不同的适应范围。2.风对湖泊混合主要影响表层水体，通过风生流和剪切力促进上下层水体交换，混合效果受湖体大小、形状和风力大小影响。风对海洋混合影响更广泛，特别是强风和台风能引起剧烈的混合，将深层冷、营养盐带到表层，影响海洋生态和物质循环。环境意义在于：混合增强水体交换，影响水生生物分布、水质（如氧供需、污染物扩散）和水体稳定性（如温跃层强度）。3.降水（尤其是初期降雨）会冲刷地表，将土壤中的泥沙、农药、化肥、重金属、有机污染物等带入河流，导致河水浊度升高、悬浮物增加、特定污染物浓度短期升高，造成水质恶化。降水还可能溶解大气中的污染物，或冲刷排污口附近的污染物。4.风和波浪是影响近海表层水体混合、交换和运动的关键气象因素。它们能促进表层海水与大气进行热量、气体（如CO2、O2）交换，影响表层海水温度、盐度及溶解氧分布。风生流和波浪破碎能影响悬浮物质的输运和聚集，对浮游生物的垂直分布和鱼群活动有显著影响。监测这些气象参数有助于预测鱼群洄游路线、捕捞作业安全、浮游植物聚集区（可能引发赤潮）以及污染物在近海的扩散范围。5.水域环境数值模拟旨在模拟水动力学、水质、水温等参数的时空变化。气象数据是驱动这些变化的关键外力。例如，气温影响蒸发、水温、化学反应速率；风速风向影响水体混合、污染物扩散方向和速度；降水影响入湖入河流量和污染负荷；太阳辐射影响水温分层和水生植物生长。没有准确的气象数据输入，模拟结果将失去真实性和可靠性，无法有效服务于水域环境监测、预测和管理。1.大气环流决定了区域性的降水分布和风场特征，进而影响水体的水量平衡（降水入渗）和物理结构（风驱动的混合与流动）。例如，季风区降水集中，易引发洪涝和富营养化；副热带高压控制下，干旱少雨，导致水体萎缩和盐度升高。天气系统是大气环流的具体表现，对水体影响更直接和短暂。锋面过境常伴随大风和降水，加剧水体混合，并可能带来初期污染负荷。气旋活动中心常有大风和降水，对近海混合和水质有显著影响。这些气象要素的变化共同塑造了水域环境的物理化学特征及其时空变异。2.遥感技术利用卫星或航空平台获取水面及其上方大气的电磁波信息。结合气象数据进行水域环境监测主要体现在：①气象条件影响遥感观测效果：晴朗少云的条件下，传感器能获取高质量数据；云量和雾气会遮挡视线，影响监测；风速影响海面平静度，影响光学遥感和雷达遥感的有效性。②气象数据辅助参数反演：利用气象数据（如气温、风速、光照）校正遥感反演结果，提高水体参数（如叶绿素浓度、悬浮物浓度、水温）的精度。③气象数据用于模型驱动遥感：结合水色模型和气象参数（如光照、叶绿素浓度），反演水体参数；利用气象模型预测未来云雨风状况，优化遥感观测计划。④应用实例：利用结合风速和光照的遥感数据监测近岸赤潮的范围和密度；利用气象驱动的模型结合遥感数据估算水体蒸发散量；利用气象条件预测洪水淹没范围并结合遥感进行验证。3.全球气候变化导致极端天气事件（如强降水、热浪、干旱、风暴）频率和强度增加，给水域环境监测带来严峻挑战：①监测负荷加大：极端事件频发需要监测系统具备更高的响应速度和覆盖范围，数据量激增，分析难度加大。②监测风险增高：强风暴可能损坏监测设备，洪水可能淹没站点，干旱可能使水体蒸发过快影响传感器工作。③模型不确定性增加：气候变化改变了水文气象过程的统计特性，增加了基于历史数据的模型预测的不确定性。同