2025年大学《大气科学》专业题库- 大气科学中的洪水预警系统

2025年大学《大气科学》专业题库——大气科学中的洪水预警系统考试时间：______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.下列哪种降水类型最常导致城市内涝？()A.持续性小雨B.短时强降水C.毛毛雨D.冰雹降水2.用于探测大气中降水分布和强度的关键气象仪器是？()A.自动气象站B.风速仪C.气象雷达D.气压计3.洪水预警提前期的长短主要取决于？()A.洪水的类型B.监测系统的密度C.预报模型的精度D.以上都是4.卫星遥感在洪水预警中的主要作用不包括？()A.实时监测大范围降水B.动态监测洪水淹没范围C.精确预报降雨强度D.提供高分辨率地形数据支持5.集合天气预报对于洪水预警的意义在于？()A.提供唯一的确定性预报结果B.评估预报的不确定性C.显著提高降水预报的绝对精度D.减少对雷达数据的依赖6.水文模型在洪水预警系统中的作用是？()A.预报未来大气环流形势B.估计流域出口断面流量过程C.直接预报大气降水分布D.测量流域内的实时土壤湿度7.以下哪项不是洪水预警系统发布环节的关键要素？()A.预警标准制定B.多种发布渠道C.预警信息加密D.社会公众信息接收确认8.影响山区洪水预警系统效能的主要自然因素是？()A.交通基础设施状况B.地形复杂，信息传递延迟C.预警覆盖人口密度大D.气象监测站点经济成本高9.漏报率指的是？()A.实际发生洪水但未发布预警的次数比例B.发布了洪水预警但实际未发生洪水的次数比例C.发布了洪水预警且实际发生洪水的次数比例D.未安装预警设备的区域比例10.大气中的水汽来源主要是？()A.地表蒸发和植物蒸腾B.洋面水汽输送C.地下水源补给D.大气内部水汽生成二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上。）1.洪水预警系统通常包含______、______和______三个主要部分。2.利用微波束照射大气并测量回波信号强度来探测降水分布和强度的技术称为______。3.卫星遥感监测洪水主要利用其获取的______和______数据。4.数值天气预报模式通过求解描述大气运动的______方程组来模拟大气状态演变。5.洪水预警的准确率通常用______率、______率和______率等指标衡量。6.在洪水预报中，考虑了地形、土壤、植被等因素的水文模型被称为______模型。7.洪水预警信息发布应遵循______、______和______的原则。8.影响洪水预警系统预警提前量的关键因素之一是______的时空分辨率。9.某些地区的洪水预警需要特别关注______（如融雪、冻雨）带来的不确定性。10.大气科学中，描述水汽从液态或固态变为气态的过程称为______。三、名词解释（每题4分，共20分。请准确解释下列名词。）1.洪水预警提前期2.雷达雨强订正3.水文预报模型4.预警阈值5.集合天气预报四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述暴雨形成的主要大气物理机制。2.简述自动气象站在洪水预警监测系统中的作用。3.简述数值天气预报模式在洪水预报流程中的位置和作用。4.简述洪水预警信息发布需要考虑的关键环节。五、论述题（每题10分，共20分。请结合所学知识，深入论述下列问题。）1.论述影响洪水预警系统效能的关键因素及其相互作用。2.结合一个具体区域（如我国某流域或某城市），论述其在洪水预警方面可能面临的挑战以及相应的应对策略。试卷答案一、选择题1.B2.C3.D4.C5.B6.B7.C8.B9.A10.A二、填空题1.监测系统，预报系统，预警发布系统2.气象雷达3.云图，地表参数反演4.边界层5.预报，空报，漏报6.分布式7.及时性，科学性，准确性8.监测数据9.融雪10.蒸发三、名词解释1.洪水预警提前期：指从发布洪水预警时刻到预报的洪水发生时刻之间的时间间隔。2.雷达雨强订正：指利用其他方法（如地面雨量站）对雷达探测到的降雨强度进行修正，以获得更准确的降水估测值。3.水文预报模型：指基于水文学原理和数学方法，模拟流域内降水入渗、径流汇流、河道洪水演进等过程的计算机模型，用于预报未来某断面的水位或流量。4.预警阈值：指发布不同级别洪水预警所依据的洪水要素（如水位、流量、雨量）或气象要素（如降雨强度、降雨量累积）的临界值。5.集合天气预报：指通过运行多个初始条件略有不同的数值天气预报模式，产生一组（集合）预报结果，用以评估和表达预报的不确定性。四、简答题1.简述暴雨形成的主要大气物理机制。解析思路：暴雨的形成需要充足的水汽、不稳定的大气层结和足够强的上升运动。主要机制包括：暖湿空气受地形（如山脉）或热力（如城市热岛）强迫抬升，发生绝热冷却；在上升气流中，水汽凝结形成云，如果大气持续不稳定，上升气流将不断加强，导致降水增强，形成暴雨。对流性暴雨是由于强烈的对流发展所致，而持续性暴雨则与稳定层结下的强水汽输送有关。2.简述自动气象站在洪水预警监测系统中的作用。解析思路：自动气象站是地面气象观测网络的基础，在洪水预警监测中作用关键。它们能够实时、连续地监测降水（雨量）、气温、湿度、风速风向、土壤湿度、水位等关键气象和水文要素。这些数据是洪水监测的“眼睛”，为后续的降水估测、洪水预报和预警发布提供基础信息，特别是雨量数据的及时获取对于短时强降水引发的洪水预警至关重要。3.简述数值天气预报模式在洪水预报流程中的位置和作用。解析思路：数值天气预报模式位于洪水预报流程的起始端。其作用是预报未来一段时间内的大气环流形势、气温、水汽分布等气象要素场。这些气象预报结果是洪水预报模型（水文模型）的输入驱动力。水文模型根据气象输入和流域下垫面特性，模拟计算流域产流和汇流过程，最终预报出流域内各点的洪水水位或流量。因此，NWP模式是提供洪水预报所需“气象条件”的关键环节。4.简述洪水预警信息发布需要考虑的关键环节。解析思路：洪水预警信息发布是一个系统工程，关键环节包括：首先，根据监测和预报结果，判断是否达到预警标准，确定预警级别；其次，通过预设的多种渠道（如电视、广播、手机短信、预警平台、警报器等）迅速、广泛地将预警信息传递给目标公众；再次，确保预警信息内容准确、清晰，包含关键信息（如预警级别、影响区域、防范措施等）；最后，建立畅通的反馈机制，了解信息接收情况，并根据需要更新预警信息或发布后续通知。五、论述题1.论述影响洪水预警系统效能的关键因素及其相互作用。解析思路：洪水预警系统效能指系统能够及时、准确、有效地发出预警，并减少洪水造成的损失。关键因素及其相互作用包括：*监测能力：监测系统的密度、精度、时效性直接影响对洪水前兆信息（如强降水、水位上涨）的捕捉能力。监测盲区或信息滞后会缩短预警提前期。*预报能力：气象预报（特别是短临预报）和洪水预报模型的精度决定了预警的准确性。模式误差、数据同化质量、模型对极端事件的处理能力等都会影响预报结果，进而影响预警的可靠性。*预警标准与发布机制：合理的预警阈值设定能平衡预警的及时性和准确性。高效的发布机制（技术先进、流程顺畅、渠道多样）能确保预警信息快速到达受众。*社会响应能力：公众对预警信息的接收率、理解程度和响应行动是预警生效最终体现。这依赖于预警信息的传播效果、公众的防灾意识和自救能力、以及政府的应急响应预案和执行效率。*相互作用：监测是预报的基础，预报指导监测重点和预警发布决策。预警的准确性和及时性依赖于前两者的支持。社会响应能力是检验预警系统效能的最终环节，其强弱反过来也影响了对监测和预报的要求（如高风险区可能需要更高精度和更及时的预警）。各环节性能的短板都会制约整个系统的效能。2.结合一个具体区域（如我国某流域或某城市），论述其在洪水预警方面可能面临的挑战以及相应的应对策略。解析思路：选择一个具体区域（例如：长江流域中下游、珠江三角洲、华北平原某城市如北京、或山洪易发区的西南地区某县）。*识别挑战：分析该区域独特的自然地理和社会经济特征带来的挑战。例如：*长江中下游：汛期长、雨量大、汛情复杂、江湖关系复杂、人口密集、经济发达、洪涝风险高。*珠江三角洲：地势低洼、河网密布、受台风和风暴潮影响大、城市内涝问题突出。*华北平原（如北京）：季节性降水集中（夏汛、秋汛）、部分区域地下水超采影响河道泄洪、城市快速发展带来新的内涝风险。*西南山区：地形陡峭、山洪灾害突发性强、监测预警难度大、交通不便影响应急响应。*提出策略：针对识别出的挑战，提出相应的应对策略。例如：*加强流域/区域尺度立体监测网络建设（多普勒雷达、卫星遥感、自动站、雨量站、水位站、地下水监测等），提高监测覆盖率和数据时效性，特别关注关键控制断面和易灾区域。*发展高分辨率、高精度的数值预报模式（包括集合预报），加强气象水文耦合预报研究，提高对短时强降水、强对流天气以及复杂地形下洪水过程的预报能力。*完善分区域、分级别的预警标准体系，优化预警发布流程，利用现代通信技术