(2025年)气象学模考试题(附参考答案)

(2025年)气象学模考试题(附参考答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.下列气体中，对大气长波辐射吸收能力最弱的是（）A.二氧化碳（CO₂）B.臭氧（O₃）C.氮气（N₂）D.水蒸气（H₂O）2.对流层中，气温垂直递减率的平均值约为（）A.0.65℃/100mB.6.5℃/100mC.0.65℃/kmD.6.5℃/km3.地面有效辐射是指（）A.地面向上的长波辐射B.大气向下的长波辐射C.地面长波辐射与大气逆辐射的差值D.太阳短波辐射与地面长波辐射的差值4.当空气块作绝热上升运动时，其温度变化主要取决于（）A.水汽凝结释放潜热B.气压降低引起的膨胀冷却C.与周围空气的热量交换D.太阳辐射的直接加热5.下列哪种气团属于极地海洋气团（）A.cPB.mPC.cTD.mT6.冷锋过境时，地面气象要素的典型变化是（）A.气温上升、气压下降、风速减小B.气温下降、气压上升、风速增大C.气温不变、气压骤降、风速剧增D.气温波动、气压先降后升、风速稳定7.积雨云（Cb）的云底高度通常位于（）A.100-1000mB.2000-6000mC.6000-12000mD.12000m以上8.下列降水类型中，与暖锋活动直接相关的是（）A.雷阵雨B.连续性细雨C.地形雨D.台风雨9.天气图上，等压线越密集的区域，（）A.水平气压梯度力越小B.地转风风速越大C.摩擦作用越显著D.垂直运动越弱10.副热带高压（副高）控制下的典型天气特征是（）A.多阴雨、大风B.高温少雨、晴朗C.低温潮湿、多雾D.强对流、雷暴频发11.全球气候系统的五大圈层中，对短期天气变化影响最直接的是（）A.大气圈B.水圈C.冰冻圈D.岩石圈12.下列现象中，属于中尺度天气系统的是（）A.台风B.雷暴群C.副热带高压D.极地涡旋13.计算大气稳定度时，若环境温度直减率（γ）小于湿绝热直减率（γₘ），则大气处于（）A.绝对不稳定状态B.绝对稳定状态C.条件性不稳定状态D.中性平衡状态14.平流层温度随高度升高而递增的主要原因是（）A.臭氧吸收太阳紫外辐射B.二氧化碳吸收地面长波辐射C.水汽凝结释放潜热D.湍流混合传递热量15.下列哪项不是ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）的典型影响（）A.南美洲西岸暴雨频发B.澳大利亚东部干旱加剧C.西北太平洋台风提供数减少D.东亚夏季风强度增强16.城市热岛效应导致的局地环流是（）A.海陆风B.山谷风C.热岛环流D.焚风17.数值天气预报中，模式初始场的主要来源是（）A.卫星云图反演B.地面气象站观测C.探空资料同化D.气候平均值插值18.下列哪类云通常不会产生降水（）A.层云（St）B.卷云（Ci）C.积雨云（Cb）D.雨层云（Ns）19.大气中臭氧的主要分布层是（）A.对流层B.平流层C.中间层D.热层20.当相对湿度为100%时，空气温度等于（）A.干球温度B.湿球温度C.露点温度D.虚温二、填空题（每空1分，共10分）1.大气中含量最高的温室气体是________（不考虑水汽）。2.对流层顶的高度在赤道地区约为________km，在极地约为8-10km。3.地面辐射的波长主要集中在________微米（μm）范围内，属于长波辐射。4.逆温层的存在会抑制大气的________运动，不利于污染物扩散。5.气团变性的主要方式包括湍流交换、辐射冷却/加热、________和大范围垂直运动。6.锢囚锋是由________锋和暖锋合并形成的。7.气象观测中，常用________（符号）表示雷暴天气现象。8.气候系统的能量主要来自________的短波辐射。9.数值天气预报模式的核心是求解________方程组，包括运动方程、连续方程、热力学方程等。10.ENSO的两种极端相位分别是厄尔尼诺（ElNiño）和________（LaNiña）。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述大气静力学方程（dp=-ρgdz）的物理意义及其在气象学中的应用。2.比较海陆风与山谷风的形成机制和日变化特征。3.分析冷锋过境时，地面气象要素（气温、气压、风向风速、降水）的变化过程。4.说明积雨云（Cb）与层积云（Sc）在微观结构（云滴大小、液态水含量、垂直发展）上的主要差异。5.简述全球变暖对东亚季风系统可能产生的影响（从夏季风强度、雨带位置、极端降水事件等角度分析）。四、论述题（每题15分，共30分）1.从大气辐射收支角度，论述平流层温度垂直分布特征（随高度递增）的形成机制，并解释其对平流层大气运动的影响。2.结合天气学原理，分析台风（热带气旋）登陆后强度迅速减弱的主要原因，并说明登陆时可能伴随的次生灾害。五、计算题（共30分）1.已知某高度处气压为500hPa，气温为-30℃，空气密度为0.73kg/m³，求该高度与海平面（1000hPa）的高度差（取g=9.8m/s²，结果保留整数）。（6分）2.某气块在地面（z=0，T=25℃，相对湿度RH=60%）作绝热上升运动，已知该气块的凝结高度为1500m，求凝结高度处的气温（取干绝热直减率γd=1℃/100m）。（6分）3.某地观测到近地面气温T=30℃，露点温度Td=20℃，求空气的绝对湿度（水汽压e）和相对湿度（RH）（已知30℃时饱和水汽压E=42.4hPa，20℃时E=23.4hPa）。（8分）4.某地区一次降水过程中，云内液态水总含量为5×10⁶kg，实际降落到地面的水量为1.2×10⁶kg，求该云的降水效率（结果保留两位小数）。（5分）5.已知某高度处的气温垂直递减率γ=0.8℃/100m，湿绝热直减率γm=0.5℃/100m，干绝热直减率γd=1℃/100m，判断该层大气的稳定度类型，并说明理由。（5分）参考答案一、单项选择题1.C2.D3.C4.B5.B6.B7.A8.B9.B10.B11.A12.B13.B14.A15.D16.C17.C18.B19.B20.C二、填空题1.二氧化碳（CO₂）2.16-183.3-1204.垂直5.大范围水平混合（或平流）6.冷7.雷暴符号（如“△”或“⚡”）8.太阳9.大气动力-热力学10.拉尼娜三、简答题1.物理意义：大气静力学方程表示在垂直方向上，气压随高度的变化率等于空气密度与重力加速度的乘积（负号表示气压随高度增加而减小）。其本质是垂直方向上气压梯度力与重力的平衡。应用：用于计算气压高度差（如压高公式）、分析大气垂直结构（如逆温层的判识）、辅助探空资料的高度订正等。2.形成机制：海陆风因海陆热力性质差异（白天陆地升温快、气压低，海洋升温慢、气压高，形成海风；夜间相反形成陆风）；山谷风因山坡与山谷的昼夜温差（白天山坡升温快、空气上升，山谷气流补充形成谷风；夜间山坡冷却快、空气下沉，形成山风）。日变化：海陆风日变化周期约24小时，海风强于陆风，午后最盛；山谷风日变化显著，谷风多在上午开始，山风多在日落前后形成。3.变化过程：-气温：过境前受暖气团控制，气温较高；过境时冷空气侵入，气温骤降；过境后受冷气团控制，气温持续较低。-气压：过境前气压较低；过境时气压开始上升；过境后气压明显升高。-风向风速：过境前多偏南风（暖区气流）；过境时风向转为偏北（或西北），风速骤增；过境后风速逐渐减小。-降水：多发生在锋线附近及锋后，以雷阵雨、阵性降水为主，持续时间较短。4.微观差异：-云滴大小：积雨云（Cb）云滴大小差异大（包含大量过冷水滴、冰晶甚至冰雹），平均直径20-100μm；层积云（Sc）云滴较均匀，平均直径10-20μm。-液态水含量：Cb液态水含量高（0.5-3g/m³），Sc较低（0.1-0.5g/m³）。-垂直发展：Cb垂直厚度大（可达10km以上），跨越多个温度层；Sc垂直厚度小（通常1-2km），水平范围广。5.可能影响：-夏季风强度：全球变暖可能导致海陆热力差异变化（如陆地升温快于海洋），初期可能增强夏季风，但长期因海洋热容量大，可能减弱季风稳定性。-雨带位置：西太平洋副高北抬异常，可能导致雨带北移（华北降水增加，长江流域梅雨期缩短）或南滞（南方洪涝加剧）。-极端降水：暖湿空气持水能力增强（按克劳修斯-克拉珀龙方程，每升温1℃，可多容纳7%水汽），可能增加短历时强降水频率。四、论述题1.形成机制：平流层中臭氧（O₃）主要集中在20-50km高度（臭氧层），臭氧能强烈吸收太阳紫外辐射（波长0.2-0.3μm的UV-B和UV-C），将其转化为内能，导致该层空气温度随高度升高而递增。此外，平流层内垂直运动弱，热量主要通过辐射交换传递，进一步维持了温度随高度递增的特征。对大气运动的影响：温度递增使平流层大气垂直稳定度极高（γ<γd），抑制垂直对流，以水平运动为主；水平温度梯度（赤道暖、极地冷）驱动平流层环流（如西风急流），且环流形态相对稳定（季节变化小于对流层）。2.减弱原因：-能量来源中断：台风能量主要来自海洋表面的潜热释放（海水蒸发提供水汽，凝结释放潜热）。登陆后，下垫面转为陆地，海水蒸发减少，潜热输入骤减。-摩擦增强：陆地表面粗糙度大（地形、植被等），边界层摩擦耗散增加，台风水平风速减小，切向环流减弱。-垂直风切变增大：陆地热力性质不均可能导致大气垂直风切变（不同高度风向风速差异）增强，破坏台风的对称结构。-水汽供应减少：陆地空气中水汽含量低于海洋，台风内核区的凝结潜热释放减少，暖心结构（中心高温区）被削弱。次生灾害：强降水引发的山洪、泥石流；风暴潮（若沿海地区）与天文大潮叠加导致的海水倒灌；大风破坏建筑物、电力设施等。五、计算题1.解：由静力学方程积分得压高公式（近似）：Δz=(p₀-p)/(ρg)代入数据：p₀=1000hPa=10⁵Pa，p=500hPa=5×10⁴Pa，ρ=0.73kg/m³，g=9.8m/s²Δz=(10⁵-5×10⁴)/(0.73×9.8)=5×10⁴/(7.154)≈6989m答案：约6989米。2.解：气块在凝结高度以下作干绝热上升，温度递减率为γd=1℃/100m。地面温度T₀=25℃，上升1500m，温度降低ΔT=1500×1℃/100m=15℃凝结高度处气温T=T₀-ΔT=25-15=10℃答案：10℃。3.解：-绝对湿度（水汽压e）等于露点温度对应的饱和水汽压，即Td=20℃时，e=23.4hPa。-相对湿度RH=(e/E)×100%，其中E为30℃时的饱和水汽压42.4hPaRH=(23.4/42.4)×100%≈55.2%答案：e=23.4hPa，RH≈55.2%。4.解：降水效率=（实际降水量/云内液态水总含量）×100%代