2025年大学《大气科学》专业题库- 地球大气物理学发展趋势

2025年大学《大气科学》专业题库——地球大气物理学发展趋势考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在括号内。）1.下列哪项技术近年来在大气成分监测中扮演了越来越重要的角色？A.传统地面气象站B.卫星遥感C.气象雷达D.气象气球2.气候变化背景下，关于平流层臭氧变化的描述，以下哪项是正确的？A.平流层臭氧总量持续增加B.平流层上部臭氧减少，下部增加C.臭氧层空洞现象已经完全消失D.平流层臭氧总量总体下降，但存在时空差异3.极端降水事件增强的物理机制中，以下哪项描述不准确？A.气温升高导致大气水汽含量增加B.持续性强对流天气发展C.地形抬升作用增强D.大气层结稳定，抑制对流发展4.人工智能（AI）在地球大气物理学研究中应用日益广泛，其优势主要体现在哪些方面？（选择两个）A.能够处理海量观测数据B.可自动发现隐藏的物理规律C.极大地提高了传统仪器的测量精度D.无需依赖物理理论知识5.关于全球卫星导航系统（GNSS）气象学（如GPS水汽探空），以下哪项是其主要应用领域？A.直接测量风场B.探测大气中的液态水含量C.高精度探测大气可降水量D.测量地表温度6.大气声学研究中，关于雷电产生的声波，以下哪项描述是错误的？A.可以产生频率从次声波到超音波的宽频谱声波B.声波传播受大气稳定度影响显著C.是目前探测雷电位置和活动的唯一手段D.其频谱特征可用于反演雷电物理参数7.行星边界层（PBL）的物理特性研究中，以下哪个因素影响最为关键？A.大气静力稳定度B.太阳短波辐射C.地表摩擦力D.以上所有因素8.激光雷达（Lidar）在大气物理观测中的主要优势之一是？A.能够全天候工作，尤其对气溶胶和云的探测效果好B.无需电源即可长期自动运行C.直接测量地表温度D.可用于精确测量海平面高度9.气候变暖背景下，关于大尺度大气环流变化的趋势，以下哪项描述可能成立？A.Hadley环流显著增强B.赤道地区信风带宽度变窄C.极地涡旋活动减弱D.副热带高压带整体呈增强和北移趋势10.地球大气物理学与空间科学交叉研究的前沿领域之一是？A.地面空气质量模拟B.极区高层大气动力学与电离层耦合C.城市冠层下的微气象研究D.气候变化对农业的影响评估二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上。）1.利用卫星遥感反演大气参数时，常需要借助大气__________模型来校正大气本身的干扰。2.人工智能在气象预报中的应用，特别是在__________天气预报方面展现出巨大潜力。3.全球变暖对极端天气事件的影响主要体现在__________和__________两个方面。4.大气物理学中，__________是连接大尺度环流与局地天气现象的重要桥梁。5._________效应是指大气中的某些气体成分吸收太阳辐射并重新向外辐射，导致地球能量失衡。6._________是大气科学中用于描述大气垂直运动的常用参数。7._________技术利用GPS信号反射探测大气水汽含量，是遥感气象学的重要分支。8.大气声学研究中，__________是利用声波传播特性来探测声源（如雷电）位置和性质的技术。9.影响行星边界层发展高度的主要动力因素是__________和__________。10.地球大气物理学与海洋科学的交叉研究对于理解__________至关重要。三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述气象雷达在探测强天气系统（如雷暴）中的主要应用。2.比较平流层臭氧损耗与温室效应在影响地球气候系统方面的异同。3.简述大气数据同化在数值天气预报中的作用。4.简要说明什么是大气边界层，并列举两个影响边界层物理过程的关键因素。四、论述题（10分。请就以下问题展开论述。）当前，人工智能技术正快速发展并对包括大气科学在内的众多学科产生深远影响。请结合你所学知识，论述人工智能在地球大气物理学研究中可能带来的机遇与挑战。试卷答案一、选择题1.B2.D3.D4.AB5.C6.C7.D8.A9.D10.B二、填空题1.辐射传输2.短期（或分钟级、小时级）3.频率（或频率增加）、强度（或强度增加）4.行星边界层5.温室6.Brunt-Väisälä频率（或位温）7.GNSS气象学（或GPS水汽探空）8.声源定位（或回波定位）9.湍流混合、地表加热10.海气相互作用三、简答题1.解析思路：气象雷达通过发射电磁波并接收云、雨、雪、冰晶等气象回波，可以探测到雷暴的位置、强度、移动速度、回波形态等信息。其应用包括：识别雷暴单体，判断其是否含有强对流危险（如冰雹、大风、龙卷）；追踪雷暴的演变和发展；估算降水强度和总量；为强天气预报和预警提供重要依据。2.解析思路：相同点：两者都涉及大气成分对地球能量平衡的影响，导致地球气候系统发生变化。不同点：臭氧损耗主要是指平流层臭氧层变薄，导致对紫外线吸收减少，同时臭氧吸收红外辐射的能力也受影响，其直接影响是紫外线增强，对红外辐射的影响相对较小且复杂。温室效应主要是指大气中二氧化碳、甲烷等温室气体增加，吸收并重新辐射红外长波辐射，导致地表和低层大气温度升高。两者机制不同，影响层次和具体效应有所差异，但都作用于地球能量平衡。3.解析思路：大气数据同化是将观测到的各种大气数据（如温度、湿度、风速、气压等）有效地融入数值天气预报模型中，以修正模型初始场或分析场的误差，提高模型对大气状态逼近的真实度。其作用在于：利用观测信息来克服模型初始不确定性；改善预报技巧，特别是初值误差对预报结果的影响；提供更准确、更可靠的分析场产品，为后续预报和气候研究提供基础。4.解析思路：大气边界层是指紧贴地表、其物理特性（如温度、湿度、风速等）受地表摩擦和热力作用显著影响的一层大气。关键因素包括：地表热力强迫（如太阳辐射加热不均导致的地表温度差异）；地表摩擦力（近地面风速受地面粗糙度影响而减小）。其他重要因素还包括大气湍流混合、大气稳定度等。四、论述题解析思路：机遇：人工智能强大的数据处理、模式识别和预测能力，可处理海量复杂大气数据；发现传统方法难以察觉的隐藏规律和关联；提升天气预报（特别是短期、精细化预报）和气候模拟的准确率；发展智能化