2025 年大学大气科学（数值天气预报概论）试题及答案

2025年大学大气科学（数值天气预报概论）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.数值天气预报中，描述大气运动的基本方程组不包括以下哪一项？（）A.运动方程B.能量方程C.水汽方程D.状态方程2.以下哪种数值模式在全球数值天气预报中应用较为广泛？（）A.有限差分模式B.有限元模式C.谱模式D.半拉格朗日模式3.数值天气预报中，初始场误差对预报结果的影响通常通过（）来描述。A.误差增长函数B.预报时效C.分辨率D.物理过程参数化4.在数值模式中，边界层参数化方案主要用于处理（）。A.大气边界层内的热量交换B.大气边界层内的水汽输送C.大气边界层内的动量输送D.以上都是5.数值天气预报中，时间积分方案的稳定性主要取决于（）。A.时间步长B.空间分辨率C.物理过程参数化D.初始场误差6.以下哪种资料同化方法可以有效利用卫星观测资料？（）A.变分同化B.三维变分同化C.四维变分同化D.集合卡尔曼滤波同化7.数值天气预报中，地形对大气运动的影响主要通过（）来体现。A.地形高度B.地形坡度C.地形粗糙度D.以上都是8.在数值模式中，云微物理过程参数化方案主要用于模拟（）。A.云的形成和发展B.降水的形成和发展C.云与辐射的相互作用D.以上都是9.数值天气预报中，模式验证的主要目的是（）。A.评估模式的准确性B.评估模式的稳定性C.评估模式的可扩展性D.评估模式的计算效率10.以下哪种数值天气预报产品对航空飞行安全最为重要？（）A.地面温度预报B.风速风向预报C.降水预报D.能见度预报二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.数值天气预报中的物理过程参数化包括以下哪些方面？（）A.边界层参数化B.云微物理过程参数化C.辐射过程参数化D.降水过程参数化2.数值天气预报中，常用的初始场资料包括以下哪些？（）A.地面观测资料B.高空探测资料C.卫星观测资料D.雷达观测资料3.以下哪些方法可以用于数值天气预报中的误差分析？（）A.统计检验B.数值模拟C.对比分析D.同化分析4.数值天气预报中，模式发展的趋势包括以下哪些？（）A.提高分辨率B.改进物理过程参数化C.加强资料同化D.发展集合预报5.数值天气预报在以下哪些领域有重要应用？（）A.气象预报B.气候预测C.航空航天D.海洋预报三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”）1.数值天气预报可以完全准确地预报未来的天气变化。（）2.初始场误差是数值天气预报中误差的唯一来源。（）3.数值模式的分辨率越高，预报结果就越准确。（）4.物理过程参数化方案对数值天气预报的结果没有影响。（）5.资料同化的目的是将观测资料和模式预报结合起来，提高初始场的质量。（）6.数值天气预报中，时间积分方案的稳定性与时间步长无关。（）7.地形对大气运动的影响主要体现在低层大气中。（）8.云微物理过程参数化方案可以准确地模拟云的所有物理过程。（）9.模式验证是数值天气预报中必不可少的环节。（）10.数值天气预报产品的准确性只与模式本身有关，与观测资料无关。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述数值天气预报的基本原理。2.说明资料同化在数值天气预报中的重要性及常用方法。3.举例说明数值天气预报在气象灾害预警中的应用。五、论述题（总共2题，每题15分，请详细论述下列问题）1.论述物理过程参数化对数值天气预报的影响，并举例说明。2.分析数值天气预报未来的发展方向及面临的挑战。答案：一、选择题1.D2.C3.A4.D5.A6.C7.D8.D9.A10.B二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABC4.ABCD5.ABCD三、判断题1.×2.×3.×4.×5.√6.×7.√8.×9.√10.×四、简答题1.数值天气预报基本原理：根据大气运动方程组，利用数值方法离散求解，结合初始场和边界条件，模拟大气运动演变，预测未来天气状况。2.资料同化重要性：提高初始场质量，减少初始误差。常用方法：变分同化、三维变分同化、四维变分同化、集合卡尔曼滤波同化等。3.如暴雨预警，数值天气预报通过模拟降水系统演变，提前预测暴雨落区、强度和移动路径，为发布预警、采取防范措施提供依据。五、论述题1.物理过程参数化影响：合理参数化可提高预报准确性，不合理则误差增大。如边界层参数化