2025年大学《大气科学》专业题库- 大气科学中的冰雹抑制技术

2025年大学《大气科学》专业题库——大气科学中的冰雹抑制技术考试时间：______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题干后的括号内。）1.以下哪种气象条件通常不被认为是冰雹形成的必要条件？（）A.强对流天气系统B.足够的过冷水含量C.垂直风速随高度增加而减小D.云中存在大量的冰雹核2.在人工影响天气抑制冰雹的技术中，盐粉法和燃烧法（如焰弹）主要利用的是哪种物理过程来促进冰晶生成？（）A.冷云中的过冷水滴自动冻结B.通过吸湿性粒子引发过冷水滴的碰并C.提供冰核，使水汽在其上凝华D.直接加热云中过冷水，使其立即冻结3.碘化银（AgI）作为人工影响天气的播撒剂，其主要优势在于？（）A.燃烧时能产生大量热量，直接融化冰雹B.具有与冰晶相似的晶体结构，作为高效冰核被优先捕获水汽C.价格低廉，易于大规模生产D.能显著增加云中的水汽含量4.人工影响天气中，通常将碘化银等冰核物质播撒在冰雹云的哪个部位效果较好？（）A.云的顶部，主要是冷却层B.云的中部，过冷水含量最多的区域C.云的底部，靠近冰雹形成的区域D.根据云的垂直结构动态调整，没有固定部位5.评估人工冰雹抑制作业效果时，最核心的指标通常是？（）A.作业区域的平均气温变化B.作业前后降雹次数的绝对差异C.作业区域内降雹强度的减弱程度或降雹率的变化D.播撒剂的利用率（即多少播撒剂形成了冰晶）6.以下哪项技术通常不被认为是主流的人工冰雹抑制方法？（）A.播撒盐粉B.播撒碘化银C.向云中发射超声波D.使用干冰进行云内冷却7.影响人工冰雹抑制作业成功率和效果的关键因素之一是？（）A.播撒剂的化学成分B.播撒时机与云内微物理条件的匹配度C.播撒设备的价格D.受影响区域的地理纬度8.冰雹抑制技术的主要目的是？（）A.完全消除云中的过冷水B.阻止云中的冰晶相互碰撞C.减轻冰雹对地面生命和财产的灾害性影响D.增加云中冰雹的数量9.针对冰雹抑制技术，其“局限性”主要体现在？（）A.技术本身原理不科学B.成本较高、效果受自然条件限制大、存在潜在的环境影响等C.无法在所有冰雹云中实施D.受到公众普遍反对10.利用数值天气预报模式和云物理模式进行冰雹抑制研究，其重要价值在于？（）A.直接进行物理实验B.模拟和预测冰雹云的演变及抑制效果，优化作业策略C.代替人工进行实际的播撒作业D.精确计算大气中的污染物含量二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上。）1.冰雹是在______云中形成的，其核心形成机制通常涉及过冷水滴与冰核或霰的______过程。2.人工影响天气抑制冰雹的核心思想是通过引入人工冰核，改变云的______过程，从而影响冰雹的______。3.碘化银之所以被广泛用作人工冰雹抑制的播撒剂，主要是因为它与冰晶具有相似的______结构。4.评估冰雹抑制效果时，“降雹率”是指______与______之比。5.影响冰雹抑制技术效果的关键大气条件包括云的______、上升气流______以及过冷水含量等。6.除了人工影响天气，探讨中微子、激光等对冰雹云的______作用也属于冰雹抑制研究的前沿尝试。7.冰雹抑制技术在应用中面临的主要挑战之一是如何提高______的精准度。8.某些研究表明，人工冰雹抑制作业可能对______区的降水产生一定影响，这是评估其环境效应时需要关注的问题。三、简答题（每题5分，共20分。）1.简述碰并理论在冰雹形成过程中的作用。2.比较盐粉法和碘化银法在抑制冰雹原理上的主要区别。3.简述影响人工冰雹抑制作业成功的关键因素有哪些。4.什么是“云物理诊断”？它在冰雹抑制研究中有何作用？四、论述题（每题10分，共30分。）1.试论述目前主流的人工冰雹抑制技术（如播撒AgI等）面临的主要挑战和局限性。2.结合冰雹形成的微物理过程，论述如何通过改变云微物理参数来抑制冰雹的形成和增长。3.从大气科学的角度，探讨冰雹抑制技术研究的前沿方向和发展潜力。试卷答案一、选择题1.C2.B3.B4.D5.C6.C7.B8.C9.B10.B二、填空题1.对流性碰并2.微物理生长3.晶体4.有效降雹面积作业影响面积5.结构强度6.物理（或：扰动）7.播撒时机与位置8.降水（或：下风向区域）三、简答题1.答案要点：碰并理论描述了过冷水滴在冰核或霰周围自动冻结，并与已有的冰晶或霰粒子碰撞合并，增长为更大的冰雹的过程。这是冰雹增长的主要方式。解析思路：问题要求简述碰并理论的作用。首先明确碰并理论是解释过冷水滴如何增长的机制。其次，说明其在冰雹形成中的地位，即它是冰雹（特别是大于5mm的冰雹）增长的主要过程。最后，简述其核心过程：过冷水滴冻结并合并。2.答案要点：盐粉法主要通过吸湿性迅速增长，改变过冷水含量和冻结层次，促进小冰晶生成；原理侧重于引发大规模碰并。碘化银法利用其与冰晶相似的晶体结构，作为高效冰核，优先参与凝华过程，改变冰晶/霰的浓度比，抑制霰向冰雹转化。解析思路：问题要求比较盐粉法和碘化银法的原理区别。首先要分别说明两种方法的基本原理。盐粉法主要是通过其吸湿性改变云微物理环境，促进冰晶。碘化银法主要是作为高效冰核，改变凝华与碰并的竞争，影响冰雹胚胎。其次，比较两者原理的侧重点，盐粉法偏重于环境改变和碰并，碘化银法偏重于冰核竞争和微物理过程调控。3.答案要点：关键因素包括：准确的灾害性冰雹云识别和监测、精确的播撒时机（在冰雹形成关键阶段）、优化的播撒部位（如冰雹形成区）、合适的播撒剂量、有效的作业平台和指挥系统、以及有利的大气条件（如足够的上升气流）。解析思路：问题要求简述影响人工冰雹抑制成功的关键因素。需要从技术、时机、位置、剂量、装备和环境等多个维度进行思考。重点突出“精准”的概念，即时机、位置、剂量的精准是成功的关键。4.答案要点：云物理诊断是指利用探空、雷达、卫星等观测手段获取冰雹云内部的水汽、冰晶、霰、冰雹等粒子的大小、浓度、相态以及温度、湿度、气流等微物理参数的分布信息。它在冰雹抑制研究中作用在于：提供云的实况结构，帮助识别适合进行人工影响作业的云型；判断当前云微物理状态，为选择合适的技术和参数提供依据；评估人工影响作业的效果，通过对比作业前后云微物理参数的变化来验证理论。解析思路：问题要求解释云物理诊断及其作用。首先定义云物理诊断是什么，明确其对象是云内部的微物理参数。其次，阐述其在冰雹抑制研究中的具体作用，可以从诊断的用途出发，如帮助识别云、判断状态、评估效果，并说明这些用途如何服务于冰雹抑制的目标。四、论述题1.答案要点：主要挑战和局限性包括：①效果的不确定性和不可重复性，受云微物理条件影响大；②缺乏对云过程的根本性改变，只能在一定程度上抑制，无法完全消除冰雹；③成本较高，特别是飞机作业；④可能存在对环境的影响，如改变区域降水；⑤技术原理和效果的科学机制尚有争议，需要更多深入研究和验证；⑥精准播撒（时机、位置、剂量）的技术难度大。解析思路：问题要求论述主流人工冰雹抑制技术的挑战和局限性。需要从效果、原理、成本、环境、技术和科学认知等多个方面展开。强调“主流”技术（主要指人工影响天气）的固有缺点和当前面临的难题。可以结合实际案例或研究现状进行阐述。2.答案要点：通过改变云微物理参数抑制冰雹，主要是通过引入人工冰核（如AgI）来增加冰晶浓度，改变凝华与碰并过程的平衡。这通常发生在过冷水含量较高的云层中。增加的冰晶能优先与过冷水滴通过凝华增长，从而减少了参与碰并过程的小冰晶数量。同时，可能改变云的冻结层次，使得霰不易形成或增长受限，从而抑制了向大冰雹的转化。此外，某些方法（如加热）可能破坏冰雹生长所需的强上升气流环境。通过这些参数的改变，最终达到减弱冰雹或阻止其形成的目的。解析思路：问题要求结合冰雹形成过程论述如何通过改变云微物理参数来抑制冰雹。首先要明确抑制冰雹的目标是阻止或减缓冰雹的增长。其次，思考如何改变云微物理过程来实现这个目标。核心在于人工冰核的作用，它如何影响凝华和碰并的竞争，进而影响冰晶和霰的生成与增长。可以结合具体的抑制技术（如播撒AgI）来解释其作用机制。还可以提及其他可能改变参数的方法（如加热）及其作用。3.答案要点：前沿方向和发展潜力包括：①发展更先进的云微物理诊断技术（如多普勒天气雷达、激光雷达、卫星遥感），更精确地识别云的“可影响性”和关键微物理参数；②研发更高效、环保、低成本的播撒剂和播撒设备；③利用人工智能和大数据分析，提高识别适合作业时机和优化投放策略的精度；④结合数值模拟，进行更深入的理论研究和效果预测；⑤探索新的物理机制或技术路径，