2025年大学《大气科学》专业题库- 大气科学中的林巢围镰谍两音南西

2025年大学《大气科学》专业题库——大气科学中的林巢围镰谍两音南西考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、简述对流层的主要特征及其对天气现象的影响。二、列举几种常见的大气遥感技术，并简述其基本原理和主要应用领域。三、分析南半球急流的形成机制及其对全球天气气候的影响。四、西藏林芝地区具有独特的高原气候特征，试述其气候特点及成因。五、解释“声波测风”技术的原理，并说明其在大气科学研究中的应用。六、西风带是全球大气环流的重要组成部分，简述其季节变化特征及其对中高纬度地区天气的影响。七、“镰刀弯钩云”是一种特殊的云状，试描述其形态特征，并分析其可能预示的天气变化。八、大气探测技术在大气科学研究中发挥着至关重要的作用。请选择一种你熟悉的大气探测技术，详细说明其工作原理、优缺点及适用范围。九、结合你所学的知识，论述大气环流对全球水热平衡的影响。十、“林巢围镰谍两音南西”这一组合词在题目中可能代表什么？请结合大气科学知识，提出你的理解和解释。试卷答案一、对流层是地球大气层最靠近地表的一层，其上界平均高度为12公里。主要特征包括：气温随高度升高而降低，平均每升高1公里，气温下降约6.5℃；空气具有明显的垂直运动，天气现象（如云、雨、雪等）主要发生在此层；存在电离层，能反射无线电波。对流层的大气垂直运动和对流现象是导致天气变化的主要原因，例如云的形成和降水等都与对流层的温度、湿度以及空气运动密切相关。二、常见的大气遥感技术包括：1.雷达探测技术：利用雷达发射电磁波，通过接收目标反射的回波来探测大气中的降水粒子（如雨滴、雪花）、云层等。原理是电磁波的反射和散射。主要应用于天气预报、大气边界层研究、降水监测等。2.卫星遥感技术：利用卫星上搭载的各种传感器（如红外、可见光、微波辐射计等），接收地面或大气层发射/反射的电磁波信息，对大气进行遥感探测。原理是电磁波的辐射和散射。主要应用于天气预报、气候变化研究、大气成分监测等。3.激光雷达技术：利用激光束作为信息载体，通过探测大气分子或气溶胶对激光的散射回波来获取大气参数（如风场、气溶胶浓度、云高、温度廓线等）。原理是激光的散射（如米氏散射、拉曼散射）。主要应用于大气成分探测、风场测量、云物理研究等。4.微波辐射计技术：接收大气自身发射或大气中的水汽、云液态水等对地球辐射背景的微波辐射，通过测量其强度来反演大气温度、湿度、云水含量等参数。原理是大气微波辐射的发射和吸收。主要应用于气象卫星、探空仪等，用于获取大范围、长时间序列的大气参数。三、南半球急流的形成机制主要与行星波活动有关。中高纬度地区存在强烈的波动活动，这些波动在向极地传播过程中会不断叠加、加强，最终形成狭窄的、风速极高的气流带，即南半球急流（通常位于对流层高层，如200-300hPa）。其主要成因包括：1.基本气流和科里奥利力：地球自转产生的科里奥利力导致气流在北半球向右偏，南半球向左偏，形成地转风，这是急流形成的基础。2.行星波活动：南半球基本气流存在波动，特别是长波（Rossby波）的活动，当长波发生急速发展或阻塞时，会激发出强烈的波动能量，导致急流区的风速急剧增大。3.极地涡旋与副热带高压：南极洲周围的极地涡旋和北太平洋/大西洋的副热带高压之间的相互作用，也会影响急流的定位和强度。南半球急流对全球天气气候有显著影响：1.连接大气环流：急流作为动力传送带，将中高纬度的能量和水汽向极地和副热带地区输送。2.影响天气系统活动：急流带是天气系统（如锋面、低压槽）发展和移动的重要场所，急流轴附近容易出现强烈的天气扰动。3.调制气候异常：急流的强度和位置异常与许多气候现象（如厄尔尼诺-南方涛动、极端天气事件）的发生发展密切相关。四、西藏林芝地区的高原气候特征及其成因：气候特点：1.海拔高，气温低：平均海拔约3000米以上，气温年较差和日较差都较大，冬季寒冷，夏季温和。2.热量不足，属于高原温带/亚热带气候：由于海拔高，获得太阳辐射较少，年平均气温低，热量资源相对匮乏。3.降水集中，干湿季分明：受南亚季风影响，降水主要集中在夏季（6-9月），冬季降水稀少，形成明显的干湿季。4.日照充足，太阳辐射强：海拔高，空气稀薄洁净，大气透明度高，日照时数长，太阳总辐射量丰富。5.气候垂直差异显著：随着海拔升高，气温、降水等气候要素变化明显。成因：1.地理位置与地形：林芝地处青藏高原东南缘，喜马拉雅山脉的东南翼，地势起伏较大，海拔高，这是形成其高寒气候的基础。2.大气环流影响：北部有喜马拉雅山脉的阻挡，使得冷空气难以侵入；夏季受来自印度洋的暖湿气流影响，带来丰沛降水；冬季受南支气流和西风带影响，气候相对温和。3.青藏高原热源作用：青藏高原作为全球最大的高原，在夏季会对大气产生加热，影响区域环流和气候。五、声波测风技术（AcousticDopplerVelocimetry,ADV或SODAR/PWS等）的原理是利用声波的多普勒效应来测量风场。具体原理如下：1.声波发射：设备（如声波测风仪）向大气中发射已知频率的声波。2.声波与大气相互作用：发射的声波与大气中的空气分子发生相互作用（主要是空气分子的运动带动声波传播介质运动）。3.多普勒频移：当声波传播方向与风速存在夹角时，由于空气分子的运动，接收器接收到的声波频率会相对于发射频率发生偏移，这个频率的偏移量称为多普勒频移。风速越大，多普勒频移也越大；风速方向与声波方向的夹角不同，频移的符号也不同。4.风速计算：通过精确测量接收到的声波频率与发射频率之间的多普勒频移，并根据声波频率、声速等已知参数，可以计算出空气分子的运动速度，即风速的大小和方向（通常通过发射多个声波束或旋转发射方向来实现三维测风）。声波测风技术在大气科学研究中的应用：1.大气边界层风场测量：可用于测量近地面至几百米高度范围内的风速风向廓线，为天气预报、污染物扩散模型提供数据。2.大气物理过程研究：可用于研究大气湍流结构、边界层结、风切变等物理过程。3.风能资源评估：为风能发电场的选址和评估提供数据支持。4.气象观测：作为常规气象观测的一部分，特别是在难以部署其他测风设备（如高空风）的场合。六、西风带是全球中高纬度地区的主要大气环流系统，其季节变化特征及其对天气气候的影响：季节变化特征：1.位置的季节性摆动：西风带的平均位置大致在副热带高压带以北，纬度较低时位于南纬30-40度附近，纬度较高时位于南纬50-60度附近。夏季北移，冬季南移。2.强度的季节性变化：夏季，由于副热带高压加强，西风带强度相对减弱；冬季，副热带高压减弱北退，西风带加强，风速增大，尤其高空急流发展旺盛。3.波动的季节性变化：西风带中的行星波活动强度和频率也随季节变化，冬季通常比夏季更为活跃。对中高纬度地区天气气候的影响：1.天气系统的引导：西风带是中高纬度天气系统（如气旋、锋面）的主要路径，天气系统的移动方向和速度受西风带引导。2.降水分布：西风带携带水汽，其位置和强度变化影响中高纬度地区的降水分布。例如，西风带的位置偏北或偏南，会影响到大陆西岸和沿海地区的降水季节变化。3.极端天气事件：西风带的强度和稳定性与一些极端天气事件（如寒潮、强降雪）的发生有关。当西风带突然加强（爆发急流）或出现阻塞形势时，往往伴随着剧烈的天气变化。4.气候异常联系：西风带的季节性变化与一些大型气候模式（如厄尔尼诺-南方涛动）的演变存在联系，影响全球气候年际变化。七、“镰刀弯钩云”（FingerofMoses或Arcuscloud）是一种特殊的卷云，其形态特征为：由许多细长、弯曲、呈白色或淡黄色的云带组成，形似镰刀弯钩或一排手指伸向天空。这些云带通常沿着水平或近乎水平的位置排列，长度可从几公里到几十公里不等。镰刀弯钩云可能预示的天气变化：1.通常预示不稳定天气：镰刀弯钩云是高空急流（JetStream）中的波动（RollClouds或Arcusclouds）产生的，而急流带本身就是大气不稳定和天气系统活动的区域。因此，其出现通常预示着天气将变得不稳定，可能带来强风、雷暴、降水甚至龙卷风等天气。2.强风风险：急流本身伴随着高空强风，镰刀弯钩云的出现往往意味着附近的急流带特别强盛，地面可能会受到强风的影响。3.天气转变信号：在某些情况下，它也可能预示着天气系统的快速移动或强烈发展，导致天气发生明显转变。需要注意的是，虽然镰刀弯钩云通常与不稳定天气相关，但其本身并不直接产生降水，降水是否发生以及强度如何，还取决于其他气象条件。八、选择：雷达探测技术(其他技术如激光雷达、微波辐射计等也可，原理类似)详细说明：雷达探测技术是利用雷达发射电磁波，并通过接收目标反射的回波来探测大气中各种现象的一种遥感技术。工作原理：1.发射：雷达天线向特定方向发射一束具有特定频率的电磁波脉冲。2.传播与反射：电磁波在传播过程中遇到大气中的目标物（如雨滴、雪晶、冰雹、云滴、气溶胶粒子等）时，会有一部分能量被目标物散射并反射回雷达天线。3.接收与处理：雷达天线接收反射回来的回波信号。接收到的信号强度与目标物的距离、反射截面积（与粒子大小、形状、介电常数等有关）以及大气介质对电磁波的衰减程度有关。4.距离测量：根据电磁波在发射和接收之间往返的时间，可以计算出目标物与雷达的距离。5.速度测量（多普勒效应）：如果目标物相对于雷达是运动的，那么反射回来的电磁波频率会发生偏移（多普勒频移）。通过测量回波信号的多普勒频移，可以计算出目标物相对于雷达的运动速度（径向速度）。利用多普勒雷达，可以探测风场。6.成像与分析：通过旋转天线或使用多个天线，可以在空间上扫描，获得大气目标的分布图像。结合距离、速度等信息，可以进行更复杂的大气参数反演。优点：1.探测距离远：电磁波传播距离远，可实现对大范围大气的探测。2.探测要素多：可根据不同的波长和频率，探测不同的目标物和参数，如降水粒子、风场、云参数、大气中的某些成分（如液态水含量）等。3.可连续观测：可实现对大气现象的连续、实时监测。4.全天候工作：相对于光学观测，雷达不受光照条件限制，可在夜间或恶劣天气下工作。缺点：1.受天气影响大：降水会衰减雷达信号，强降水区域可能造成信号丢失；浓雾、强风雪也会对探测造成一定影响。2.空间分辨率限制：受波长限制，雷达对小尺度细节的分辨能力有限。3.只能探测视线内目标：雷达只能探测其视线范围内的目标物。4.数据反演复杂：从接收到的信号中精确反演大气参数需要复杂的算法和模型。适用范围：雷达探测技术广泛应用于气象学（降水监测、天气预报、台风探测）、大气物理（云物理、大气边界层研究）、航空（机场场面监视、空中交通管制）、环境监测（空气污染扩散）、地球物理（遥感火山灰、海浪）等多个领域。九、大气环流是驱动全球热量和水汽在大气中重新分配的主要动力系统，对全球水热平衡起着至关重要的作用。其影响体现在以下几个方面：1.热量输送：太阳辐射在地球表面分布不均，低纬度地区接收更多热量，高纬度地区接收较少热量。大气环流（如哈德莱环流、费雷尔环流、极地涡旋等）通过大气运动将低纬度的热量向高纬度地区输送，调节了全球的温度梯度，使得高纬度地区不至于过于寒冷，低纬度地区不至于过于炎热，维持了相对稳定的全球气候。2.水汽输送：海洋是地球上最主要的水汽来源。大气环流（特别是行星尺度环流系统）将海洋上的水汽向大陆内部和各大洋的各个区域输送。例如，信风将热带海洋的水汽输送到大陆东岸，西风带将中纬度海洋的水汽输送到大陆西岸。这种水汽输送是形成全球降水分布格局的基础。3.降水分布：大气环流不仅输送水汽，还决定了水汽最终凝结和降落的区域和强度。例如，赤道地区上升气流旺盛，降水丰沛，形成热带雨林气候；副热带地区受副热带高压控制，空气下沉，降水稀少，形成热带沙漠气候；中纬度地区西风带控制，降水相对较多。全球降水分布的这种地带性规律与大气环流密切相关。4.塑造气候带：大气环流是全球气候带形成和演变的主要驱动力。不同的环流模式（如季风环流、西风环流）塑造了不同的气候类型和区域气候特征。5.影响海洋环流：大气环流通过海气相互作用，对海洋环流（如洋流）产生影响，进而影响海洋的热量和盐度分布，进一步反作用于大气环流。十、“林巢围镰谍两音南西”这一组合词在题目中极有可能是一个特定的代号或缩写，其具体含义需要结合大气科学知识进行解读。由于没有明确的上下文，以下提供几种可能的联想和理解：1.代表特定的研究项目或实验：可能源于某个大气科学研究项目的名称、实验代号或特定观测平台的名称，其中每个字可能代表该项目的某个核心要素、地点、技术或目标。例如，“林”代表林芝观测站，“巢”代表对流层观测平台，“围”代表环绕型探测，“镰”代表某种特殊云图观测，“谍”代表秘密探测或遥感侦察，“两音”代表双频探测或声波探测，“南”代表南半球研究，“西”代表西风带研究。2.代表大气科学中的某个特定理论或模型的缩写/谐音：这种可能性相对较小，但也不排除存在某个较为冷僻的理论或模型使用了类似的命名方式。需要结合深厚的专业知识进行检索和判断。3.代表大气现象或要