2025年天气预报竞赛试题答案

2025年天气预报竞赛试题答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列气象要素中，需通过探空仪直接测量的垂直分布特征是（）。A.地面气压B.近地面风速C.500hPa温度露点差D.地表辐射通量答案：C解析：探空仪通过气球携带至高空，可测量从地面到对流层顶的温度、湿度、气压垂直廓线，500hPa温度露点差需通过高空湿度数据计算，属于垂直分布特征；地面气压（A）、近地面风速（B）为地面观测内容，地表辐射通量（D）由辐射仪测量，均不依赖探空仪。2.2025年某数值预报模式采用4D-Var同化技术，其核心优势在于（）。A.提高初始场与观测数据的时间一致性B.降低模式积分过程中的计算误差C.增强对中小尺度系统的分辨率D.优化边界层参数化方案答案：A解析：4D-Var（四维变分同化）通过在同化窗口内同时调整初始场和模式积分过程，使模式模拟结果与多时刻观测数据最优匹配，核心是解决传统3D-Var（三维变分）仅匹配单时刻观测的时间不一致问题（A正确）。降低计算误差（B）依赖模式动力框架优化，分辨率（C）由网格间距决定，参数化（D）属物理过程改进，均非4D-Var核心。3.卫星云图中，强雷暴对应的典型云顶特征是（）。A.光滑均匀的亮白色区域B.纹理粗糙的灰黑色卷云羽C.带有“上冲云顶”的凸起亮区D.边界清晰的层状云砧答案：C解析：强雷暴（如超级单体）发展旺盛时，上升气流极强，云顶可突破对流层顶进入平流层，形成“上冲云顶”（overshootingtop），表现为云顶局部凸起的高亮区域（C正确）。光滑亮白区（A）多为层状云，灰黑卷云羽（B）为消散阶段云系，层状云砧（D）是雷暴成熟后扩散的云顶，均非强雷暴核心特征。4.地面天气图上，冷锋过境时的典型气压变化特征是（）。A.气压先降后升B.气压持续下降C.气压先升后降D.气压波动平稳答案：A解析：冷锋前为暖气团控制，气压较低；冷锋过境时，冷气团楔入暖区下方，地面气压开始上升；过境后，冷气团完全占据，气压维持较高。因此气压变化为“先降（锋前暖区）后升（锋后冷区）”（A正确）。5.衡量大气垂直稳定度的关键参数是（）。A.地转风涡度B.假相当位温垂直递减率C.水平温度梯度D.边界层高度答案：B解析：假相当位温（θse）是保守量，其垂直递减率（dθse/dz）直接反映大气的潜在不稳定：若dθse/dz＜0（随高度减小），大气呈对流性不稳定；若dθse/dz＞0，为稳定状态（B正确）。地转风涡度（A）反映水平气流旋转，水平温度梯度（C）影响气压场，边界层高度（D）是湍流混合层厚度，均不直接表征垂直稳定度。6.2025年某沿海地区发布台风红色预警，其对应的中心附近最大平均风速阈值是（）。A.≥12级（32.7m/s）B.≥14级（41.5m/s）C.≥16级（51.0m/s）D.≥17级（56.1m/s）答案：D解析：中国台风预警等级中，红色预警对应“中心附近最大平均风速≥17级（56.1m/s）或阵风≥17级以上”（D正确）。12级（A）为台风级起始，14级（B）为强台风级，16级（C）接近超强台风下限（16级为51.0-56.0m/s，17级≥56.1m/s）。7.雷达反射率因子（Z）与降水粒子直径（D）的关系通常表示为Z=ΣD⁶，该公式成立的前提是（）。A.粒子为球形且远小于雷达波长B.粒子为扁球形且接近雷达波长C.粒子形状不规则且包含冰晶D.粒子直径大于10mm答案：A解析：雷达反射率因子的基本公式Z=ΣD⁶基于瑞利散射（Rayleighscattering）假设，要求粒子直径远小于雷达波长（通常天气雷达波长为3cm或10cm，降水粒子直径多＜5mm），且粒子为球形（A正确）。若粒子接近或大于波长（B、D），需采用米散射（Miescattering）修正；冰晶（C）形状复杂，需额外考虑非球形散射。8.下列数值预报模式中，2025年中国自主研发的全球中期预报模式是（）。A.ECMWFIFSB.GFSC.CMA-GFSD.UKMOUnifiedModel答案：C解析：CMA-GFS（中国气象局全球预报系统）是中国自主研发的全球中期数值预报模式（C正确）。ECMWFIFS（欧洲中期天气预报中心）、GFS（美国全球预报系统）、UKMOUnifiedModel（英国统一模式）均为国外模式。9.冬季强寒潮过程中，500hPa环流形势通常表现为（）。A.东亚大槽减弱，中高纬为纬向环流B.乌拉尔山阻塞高压崩溃，东亚大槽加深C.副热带高压北抬，南支槽活跃D.极地涡旋分裂为多个小涡，中纬度多波动答案：B解析：寒潮爆发的关键是冷空气从极地或高纬地区向南爆发，通常对应乌拉尔山阻塞高压（暖性高压）崩溃，其下游的东亚大槽（冷性低压）加深，引导冷空气沿槽后西北气流南下（B正确）。纬向环流（A）不利于冷空气南下；副高北抬（C）为夏季特征；极涡分裂（D）多导致分散冷空气活动，非强寒潮主因。10.评估短期预报（0-72小时）准确性的核心检验指标是（）。A.月平均气温误差B.降水TS评分C.年极端天气出现频率D.模式分辨率答案：B解析：短期预报重点关注天气现象（如降水、大风）的时空准确性，TS评分（威胁评分）是衡量降水预报准确率的核心指标（B正确）。月平均误差（A）为气候预测指标，极端频率（C）属气候评估，分辨率（D）是模式性能参数，均非短期预报检验核心。二、填空题（每空1分，共20分）1.气象卫星按轨道分为极轨卫星和______卫星，后者的轨道高度约为______公里。答案：静止（同步）；357862.地面气象观测中，百叶箱内温度计需距离地面______米，测量的是______温度。答案：1.5；空气3.强对流天气的触发条件包括抬升机制、______和______。答案：不稳定能量（CAPE）；垂直风切变4.数值预报模式的“spin-up”现象指模式初始阶段因______不平衡导致的______误差。答案：动力场与热力学场；虚假5.2025年新版《暴雨预警信号》中，红色预警的24小时降水量阈值为______毫米，对应的防御措施包括______。答案：≥250；停止集会、停课停业（人员转移）6.多普勒雷达通过测量______频移获取______信息。答案：回波信号；径向风速7.天气图分析中，等压面上的等高线反映______分布，等温线与等高线的交角反映______平流。答案：气压（位势高度）；温度8.热带气旋的暖心结构是由于______释放______潜热形成的。答案：水汽凝结；大量9.边界层气象学中，莫宁-奥布霍夫长度（L）表征______对湍流的影响，L＞0时表示______层结。答案：浮力；稳定10.2025年某地区出现“干雷暴”（只打雷不下雨），其主要原因是______在下降过程中______。答案：降水粒子；被低层干空气蒸发三、简答题（每题10分，共30分）1.简述如何利用探空资料判断大气的对流性不稳定。答：对流性不稳定的本质是整层空气被抬升时，气层从稳定转为不稳定的状态。判断步骤如下：（1）绘制探空曲线（T-logP图），标注温度（T）、露点温度（Td）廓线；（2）计算假相当位温（θse）的垂直分布：θse随高度增加而减小（dθse/dz＜0）时，气层为对流性不稳定；（3）结合抬升凝结高度（LCL）和自由对流高度（LFC）：若LFC存在且其上方θse随高度递减，表明气层被抬升超过LFC后，暖湿空气将自动上升，形成对流；（4）辅助参数如对流有效位能（CAPE）＞0时，进一步确认存在可释放的不稳定能量。2.说明卫星云图在台风路径预报中的应用要点。答：卫星云图是台风路径预报的关键工具，应用要点包括：（1）确定台风中心位置：通过可见光或红外云图识别台风眼（清晰眼区为成熟台风，模糊眼区可能减弱），结合云系对称结构判断中心；（2）分析环境流场：观测台风外围云系的移动方向（如外围螺旋云带的走向），反映引导气流（如副热带高压、高空槽）的方向和强度；（3）监测台风与周围系统的相互作用：如台风与西风槽云系的合并（可能导致路径北折）、与副高边缘云系的关系（副高加强则台风西行）；（4）利用水汽云图追踪台风北侧的干空气侵入（可能导致台风减弱，路径偏移）；（5）结合云顶温度（TBB）判断台风强度：云顶温度越低（＜-80℃），对流越旺盛，台风强度可能增强，其移动受大尺度环流控制更稳定。3.分析2025年某北方城市“倒春寒”天气的成因及预报关键点。答：“倒春寒”指春季回暖后因强冷空气活动导致气温骤降的现象，成因及预报关键点如下：（1）成因：①环流调整：中高纬阻塞高压（如乌拉尔山阻高）建立，其后部冷空气堆积；②阻高崩溃：阻塞高压减弱东移，引导极地冷空气沿西北路径南下；③南方暖湿气流弱：春季暖湿气流尚未稳定北抬，冷空气无暖湿气流阻挡，降温剧烈；④地面辐射冷却：冷空气过境后，夜间晴空少云，地面长波辐射强，加剧低温。（2）预报关键点：①500hPa环流形势：监测阻高的强度、位置及崩溃时间，东亚大槽的加深程度（决定冷空气南下速度）；②850hPa温度平流：冷平流的强度（≥-10℃/24h）和范围（是否覆盖预报区域）；③地面气压场：冷高压中心强度（≥1030hPa）及移动路径（是否经蒙古高原直驱华北）；④最低气温预报：结合冷空气强度、风速（静风利于辐射降温）、地表覆盖（积雪会进一步降低气温）；⑤转折时间：确定回暖后的降温起始时间（通常在冷空气过境后6-12小时），避免误判“短暂波动”为“倒春寒”。四、综合分析题（30分）2025年5月10日08时（北京时），某气象台获取以下气象资料，需制作未来48小时（10日20时至12日08时）华北地区天气预报。请根据资料分析并回答问题：资料1：500hPa高度场（单位：dagpm）-贝加尔湖以西有一深厚冷涡（中心504dagpm，温度-36℃），冷涡东南侧为西北气流（风速20-25m/s）；-华北上空为槽前西南气流（风速15-20m/s），槽线位于115°E附近（38°N-42°N）。资料2：850hPa温度场与湿度场-华北南部（35°N-38°N）温度16-18℃，露点温度12-14℃（温度露点差4-6℃）；-华北北部（38°N-42°N）温度12-14℃，露点温度8-10℃（温度露点差4-6℃）；-低空急流（12-15m/s）从黄海南部向西北延伸至华北南部。资料3：地面气压场-蒙古国中东部有一冷高压（中心1032hPa），高压前部冷锋位于二连浩特-张家口-北京一线（114°E），锋后24小时降温8-10℃；-华北南部地面气压1008-1010hPa，存在弱辐合区。问题：（1）分析未来24小时（10日20时至11日20时）华北地区的主要天气系统演变。（2）预测11日白天（08时至20时）华北中南部（35°N-38°N）的降水分布、强度及伴随天气。（3）说明11日夜间至12日凌晨华北北部的最低气温预报依据。答案：（1）天气系统演变分析：①500hPa冷涡：贝加尔湖冷涡稳定少动，其东南侧西北气流引导冷空气向东南扩散，与华北上空的槽前西南气流交汇，促使115°E附近槽线东移（移速约10-15km/h，24小时东移240-360km，11日20时槽线移至118°E附近）。②850hPa低空急流：受500hPa槽前西南气流驱动，黄海南部低空急流（12-15m/s）将加强并北伸至华北中南部（35°N-38°N），输送暖湿气流（比湿约10-12g/kg），与西北冷空气在锋区附近形成强烈辐合。③地面冷锋：蒙古冷高压（1032hPa）向东移动，冷锋（当前位于114°E）以15-20km/h速度东移（24小时移动360-480km），11日08时到达118°E（天津-沧州一线），11日20时进入渤海；锋后冷高压主体11日白天进入内蒙古中部，强度维持1028-1030hPa。（2）华北中南部降水预测：①降水时间：11日08时起，随着冷锋逼近（11日08时冷锋至118°E），低空急流输送的暖湿气流与锋面抬升结合，触发降水；11日14-20时为降水最强时段，冷锋过境后（20时后）降水减弱。②降水分布：受低空急流轴线（指向华北南部）和锋区位置影响，降水主要集中在华北中南部（35°N-38°N），重点区域为石家庄-德州-济南一线（115°E-117°E），北部（38°N以北）因湿度略低（露点温度8-10℃），降水强度较弱。③降水强度：850hPa温度露点差4-6℃（相对湿度70%-80%），结合500hPa槽前上