2017年南京信息工程大学硕士研究生入学考试《普通水文气象学》考试大纲-气象学专业

南京信息工程大学2017年研究生招生入学考试

《普通水文气象学》考试大纲

科目代码：F28

科目名称：普通水文气象学

第一部分  课程目标与基本要求

一、 课程目标

水文气象学是研究陆面和底层大气水循环中水的产生、存在、运动和转化以及这两个层面间能量相互转换的科学，着重应用气象学和水文学的原理和方法，研究水文循环和水分平衡、能量平衡中同降水、蒸发有关问题的一门学科。水文气象学作为连接水文学与气象学的交叉学科，主要研究与水文循环、水量平衡变化密切相关的水问题，如暴雨洪水，干旱，水资源等水文气象现象的变化规律，及其预报预测方法。陆地与大气的水量平衡、热量平衡是水文气象学的主要原理，涉及陆-气间水量、热量交换和水文过程与大气过程的耦合（反馈）作用。水文气象极端事件多发生在气圈和地圈的界面上，这类极端事件是水文气象学研究的重点之一。本课程的目的在于讲述气象学在水文问题上的应用，培养学生通过气象学与水文学相结合的手段来解决水文问题中与大气有关的自然现象。

二、 基本要求

通过《普通水文气象学》的学习，学生应初步掌握水文气象学的基本概念，理解水文气象学中的重要理论依据、主要的研究内容、研究技术和方法，以及了解当今常用的一些水文气象耦合模型和一些迫切需要解决的与国民经济生产实际密切相关的应用问题。通过本课程的学习，学生应能够利用一些气象学方法来解决一些较为常见的与大气科学有关的水文问题。 

第二部分 课程内容与考核目标

1、绪 论 (2 学时)

1.1水文气象学的研究对象（1学时）

（1）理解水文气象学的研究对象与水文学和气象学研究对象的区别和联系；

（2）掌握水文气象学的定义、研究对象和研究范围；

重点：水文气象学的定义，水文气象学的研究对象，水文气象学的研究范围（降水和蒸发）。

难点：水文气象学的研究对象与水文学和气象学研究对象的区别和联系。

1.2水文气象学发展回顾（0.5学时）

（1）了解水文气象学的发展历史。

1.3水文气象学在当前经济建设中的应用（0.5学时）

（1）了解水文气象学在实际生活生产中的应用。

2、水文循环和能量循环 （4学时）

2.1 水循环与水平衡（2学时）

（1）了解地表水量平衡方程及流域水量平衡方程；

（2）理解水文循环、水量平衡概念及其研究意义；

（3）掌握水文循环尺度的划分,水文大循环和小循环的概念、通用水量平衡方程；

重点：水文循环、水量平衡方程；

难点：水文循环的概念，水平衡原理。

2.2 能量循环与能量平衡（2学时）

（1）了解全球和中国太阳特点；

（2）理解大气对太阳辐射的削弱作用；

（3）掌握净辐射概念及其特点，大气窗口概念及其应用，地面和大气辐射定义；

重点：净辐射，地面和大气辐射；

难点：净辐射特点，大气窗口应用。

3、降水（6学时）

3.1 降水的形成（1.5学时）

（1）了解降水的定义；

（2）理解降水的形成过程；

（3）掌握形成降水的几个要素，降水的天气系统；

重点：降水的形成过程；

难点：降水的天气系统。

3.2 降水类型及影响因素（0.5学时）

（1）了解降水的分类；

（2）理解影响降雨的因素；

重点：降水的分类。

3.3 降水要素及其时空变化（2学时）

（1）了解降水的基本要素；

（2）掌握降水时间变化的表示方法（降水量累积过程线，降水量强度过程线，时段降水量柱状图，等雨量线，降水强度与历时关系曲线，降水深与面积关系曲线和降水深与面积和历时关系曲线）；

重点：降水时空变化的表示方法；

难点：降雨量综合特性曲线。

3.4 降水的监测（0.5学时）

（1）了解降水的监测方法；

（2）理解降水资料检验方法；

重点：降水数据的一致性检验。

3.5降水统计分析（0.5学时）

（1）了解降水的基本统计量；

（2）理解重现期的概念；

（3）掌握重现期的计算方法，各种统计参数的计算，4种暴雨资料选样方法；

重点：重现期的概念及计算方法，4种暴雨资料选样方法；

难点：多种暴雨资料选样方法的优缺点。

3.6 区域（流域）面平均降雨量计算方法（1学时）

（1）理解面平均降雨量计算原理；

（2）掌握常用面雨量4种计算方法（算术平均法、等雨量线法、泰森多边形法和网格法）；

重点：常用面雨量4种计算方法；

难点：多种区域平均降水量计算方法的对比。

4、暴 雨 （8学时）

4.1 暴雨概述（2学时）

（1）了解暴雨的定义；

（2）理解暴雨的研究意义、内容和方法；

（3）掌握中国暴雨分布概况，中国区域性暴雨概况；

重点：中国区域性暴雨概况。

4.2 可降水量与水汽（1.5学时）

（1）了解大气可降水量定义；

（2）理解暴雨的物理上限；

（3）掌握我国水汽输送的特点、水汽输送与降水量的关系，大气可降水量的计算方法；

重点：水汽输送与降水量的关系，暴雨的物理上限；

难点：可降水量的推求方法。

4.3 暴雨成因分析与暴雨天气系统（0.5学时）

（1）理解暴雨的成因，不同尺度的暴雨天气系统；

（2）掌握影响我国暴雨的主要天气系统；

重点：暴雨成因分析和天气系统。

4.4 地形对暴雨的影响（1学时）

（1）理解地形对暴雨的影响类型；

（2）掌握地形如何影响暴雨；

重点：地形的抬升作用；

难点：地形（海拔和形状）对暴雨（类型和降水量）的影响。

4.5  典型大暴雨简介（3学时）

（1）理解中国5场（大陆35.7五峰, 63.8海河，75.8河南；台湾67.10新寮，09.8莫拉克）典型大暴雨的特点、成因及地形影响；

难点：典型大暴雨当时的天气系统分析。

5、设计暴雨的估算 （2学时）

5.1防洪设计标准概述（0.5学时）

（1）了解设计暴雨的三种类型（标准工程暴雨（SPS）、可能大降水（PMP）和依据频率分析获得的暴雨）；

（2）理解防洪设计标准概念；

重点：设计暴雨的4种估算方法；

5.2 点暴雨量频率计算（1学时）

（1）理解点暴雨频率计算的一般方法；

（2）掌握地区综合法推求点暴雨频率曲线；

重点：点暴雨频率计算方法；

难点：地区综合法

5.3  面暴雨量计算（0.5学时）

（1）了解设计面暴雨量的计算方法；

（2）理解合理性检查的步骤；

重点：设计面暴雨量直接计算法；

6、蒸散发 （4学时）

6.1 蒸散发的物理过程及其影响因素（2学时）

（1）理解蒸散发（水面、土壤和植被蒸腾）的物理过程及其影响因素；

重点：蒸散发（水面、土壤和植被蒸腾）的物理过程及其影响因素。

6.2蒸散发的测定（0.5学时）

（1）了解：蒸散发（水面、土壤和植被蒸腾）的测定方法。

6.3 流域实际蒸散发的估算（1.5学时）

（1）了解蒸散发的我国分布情况、全球分布；

（2）理解流域蒸散发概念、影响因素；

（3）掌握流域蒸散发的一般规律和计算方法；

重点：流域蒸散发概念、影响因素；

难点：流域实际蒸散发的估算。

7、陆面-大气的耦合反馈（4学时）

7.1土壤湿度的概念（0.5学时）

（1）掌握土壤湿度概念、表示方法、饱和带和非饱和带概念（根系区）；

重点：土壤湿度表示方法。

7.2 陆面能量平衡和水平衡（1学时）

（1）理解陆面水量平衡、土壤湿度如何调控能量循环和水循环；

（2）掌握净辐射的支出、陆面能量平衡（潜热、显热、土壤热通量、波文比）；

重点：陆面能量平衡、水量平衡；

难点：土壤湿度如何调控能量循环和水循环。

7.3 土壤湿度对大气降水的反馈作用（2.5学时）

（1）了解正反馈与负反馈概念；

（2）理解蒸散发的基本机制，与净辐射和土壤湿度的关系；

（3）掌握土壤湿度对大气降水的反馈机制；

重点：蒸散发的基本机制；

难点：土壤湿度对大气降水的反馈机制。

8、水文气象在生产实际中的应用 （2学时）

（1）了解世界洪水记录和中国洪水记录，山洪泥石流预警预报系统的概念、组成和国内外研究进展，水文气象集合预报的概念、回顾和业务预报方法；

（2）理解线性矩的概念、特点以及与概率权重矩和常规矩之间的区别，一致区的确定、频率分布的选择和区域线性矩的影响因素、区域线性矩在频率分析中的应用，PMF的定义、传统方法求PMF（产流计算、流域汇流计算和河道汇流计算）、流域模型法求PMF（蓄满产流模型和超渗产流模型）、特大面积PMP/PMF的推求（水文气象学与水文学结合法和特大历史洪水暴雨模拟法）；

（3）掌握线性矩的应用方法和PMP的估算方法；

重点：线性矩在频率分析中的应用、特大面积PMP/PMF的推求；

难点：区域线性矩的概念及具体应用，集合预报方法

第三部分  有关说明与实施要求

1．考试目标的能力层次的表述

本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述：

较低要求——了解

一般要求——理解、熟悉

较高要求——掌握

2．参考书目

林炳章等.普通水文气象学讲义（2015版）.南京信息工程大学水文气象学院，2015.

芮孝芳. 水文学原理. 中国水利水电出版社, 2004

葛朝霞，曹丽青.《气象学与气候学教程》,中国水利水电出版社，2011.

3．命题考试的若干规定

本课程的命题考试是根据本大纲规定的考试内容来确定的，根据本大纲规定的各种比例（每种比例规定可有3分以内的浮动幅度来组配试卷，适当掌握试题的内容、覆盖面、能力层次和难易度）。

各章考题所占分数大致如下：

第一章绪论5%

第二章水文循环和能量循环5%

第三章降水30%

第四章暴雨25%

第五章设计暴雨的估算5%

第六章蒸散发5%

第七章陆面-大气的耦合反馈20%

第八章水文气象在生产实际中的应用5%

其难易度分为易、较易、较难、难四级，在试卷中四种难易度；试题难易度分数比例2：3：3：2。

试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解”占20%，“理解”（熟悉、能、会）占40%，“掌握”包括应用占40%.

试题主要题型有:判断题、选择题、填空题、计算题（绘图）、问答题在内5种题型.

考试方式为闭卷考试。考试时间180分钟，试题主要测验考生对本学科的基本理论、基本知识和基本技能掌握的程度，以及运用所学理论分析、解决问题的能力。试题要有一定的区分度，难易度要适当。一般应使本学科、专业本科毕业的优秀考生能取得及格以上成绩。

题型举例：

判断题：

1．水资源是再生资源，因此总是取之不尽，用之不竭的。     ( )

2．雨量筒可观测到一场降水的瞬时强度变化过程。      ( )

3．重现期是指某一事件出现的平均间隔时间。                    (    )

4. 据统计，年大24小时雨量小于年大的日雨量。 (    )

选择题：

1.因地表局部受热，气温向上递减率增大，大气稳定性降低，因而使地表的湿热空气膨胀，强烈上升而降雨，称这种降雨为（ ）。

（A）地形雨 （ ）锋面雨 （C）对流雨 　 （D）气旋雨

   2.以下可以用来描述降水的空间变化的是(      )。

（A）降水量累积过程线  （ ）降水强度过程线

（C）等雨量线          （D）时段降水量柱状图

填空题：

1.一般运用地区综合法来推求点暴雨频率曲线，目前常用的地区综合方法有     _______和_______。 

2.从概念上讲，实际蒸散发与潜在蒸散发的主要区别在于______________。

3.降水形成过程是   的过程；其形成条件有：  。

4. 地形对暴雨的增幅作用大致有三方面：  。

计算题：

1. 某站年雨量系列符合皮尔逊III型分布，经频率计算已求得该系列的统计参数：均值=900mm，C_v=0.20，C =0.60。试结合表1推求百年一遇年雨量？ 

表1 P—III型曲线Φ值表

 2.某雨量站测得一次降雨的各时段雨量如表2，试计算和绘制该次降雨的时段平均降雨强度过程线和累积雨量过程线。

表2 某站一次降雨实测的各时段雨量

 问答题：

1.从宏观条件来说，暴雨形成必须具备哪三个条件？请简要描述我国暴雨的时空分布情况。

2.土壤湿度对大气降水的反馈作用主要发生在干燥和湿润气候的过渡地带，试简析其原因