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《数值预报》原理与模型应用基础试题

一、单选题（每题2分，共20题）

1.数值天气预报（NWP）的基本思想是利用数学方程组描述大气运动，其核心是（）。

A.大气动力学方程

B.大气热力学方程

C.统计插值方法

D.数值积分技术

2.以下哪项不是有限差分法在数值预报中的主要应用？（）

A.时间离散化

B.空间离散化

C.边界条件处理

D.蒙特卡洛模拟

3.在数值天气预报中，滤波技术主要用于（）。

A.提高模型分辨率

B.滤除高频噪声

C.增强模型稳定性

D.减小计算量

4.欧拉方法与龙格-库塔方法在数值积分中的主要区别在于（）。

A.时间步长选择

B.空间离散方式

C.精度控制机制

D.边界处理技巧

5.数值天气预报中，初始场的误差累积主要受哪种因素影响？（）

A.模型参数设置

B.计算精度

C.大气非线性特性

D.地面观测设备

6.资料同化技术的核心目的是（）。

A.提高模型分辨率

B.减小初始场误差

C.增强模型物理过程描述

D.优化计算资源分配

7.以下哪种数值预报模型适合用于短期强对流天气的预报？（）

A.全球谱模式

B.区域中尺度模式

C.海洋环流模式

D.大气化学传输模式

8.数值天气预报中的“嵌套技术”主要目的是（）。

A.提高全球预报精度

B.增强区域预报分辨率

C.优化计算资源分配

D.减小初始场误差

9.在数值天气预报中，地形强迫主要影响（）。

A.大气环流模式

B.海洋环流模式

C.大气化学传输模式

D.地震活动预测

10.数值天气预报中，集合预报的主要优势是（）。

A.提高预报精度

B.减小预报不确定性

C.增强模型稳定性

D.优化计算资源分配

二、多选题（每题3分，共10题）

1.数值天气预报中，以下哪些属于大气动力学方程？（）

A.连续方程

B.热力学方程

C.动量方程

D.累积方程

2.有限差分法的优点包括（）。

A.计算效率高

B.易于编程实现

C.适用于复杂边界条件

D.理论推导简单

3.数值天气预报中的滤波技术包括（）。

A.卡尔曼滤波

B.预测修正滤波

C.波动分离滤波

D.多尺度滤波

4.数值积分方法中，龙格-库塔方法的特点包括（）。

A.显式积分方法

B.自适应步长控制

C.高阶精度

D.易于并行计算

5.资料同化技术的常用方法包括（）。

A.卡尔曼滤波

B.三维变分法

C.四维变分法

D.基于物理约束的滤波

6.数值天气预报模型中，物理过程参数化包括（）。

A.云微物理过程

B.辐射过程

C.陆面过程

D.大气化学过程

7.区域中尺度模式的主要应用领域包括（）。

A.局地强对流天气预报

B.环境空气质量预报

C.海洋灾害预警

D.极端天气事件预测

8.集合预报的常用方法包括（）。

A.蒙特卡洛方法

B.基于扰动的集合预报

C.基于贝叶斯推断的集合预报

D.基于物理扰动的集合预报

9.数值天气预报中的嵌套技术包括（）。

A.多重网格嵌套

B.时间嵌套

C.空间嵌套

D.物理嵌套

10.地形强迫在数值天气预报中的作用包括（）。

A.影响气流方向

B.改变降水分布

C.产生局地天气现象

D.增强模型稳定性

三、判断题（每题2分，共20题）

1.数值天气预报的基本思想是利用数学方程组描述大气运动。（）

2.有限差分法在数值天气预报中是最常用的离散化方法。（）

3.滤波技术可以提高数值天气预报的精度。（）

4.龙格-库塔方法是一种隐式积分方法。（）

5.初始场的误差累积在数值天气预报中是不可控的。（）

6.资料同化技术可以完全消除初始场误差。（）

7.全球谱模式适合用于短期强对流天气的预报。（）

8.嵌套技术可以提高区域预报的分辨率。（）

9.地形强迫在数值天气预报中可以忽略不计。（）

10.集合预报可以完全消除预报不确定性。（）

四、简答题（每题5分，共10题）

1.简述数值天气预报的基本原理和步骤。

2.比较有限差分法、有限体积法和有限元法的优缺点。

3.解释卡尔曼滤波在数值天气预报中的作用。

4.简述数值天气预报中嵌套技术的原理和应用。

5.分析资料同化技术对初始场误差的影响。

6.简述区域中尺度模式的主要特点和应用领域。

7.解释集合预报的基本原理和常用方法。

8.分析地形强迫在数值天气预报中的作用。

9.简述数值天气预报中物理过程参数化的意义。

10.比较全球谱模式与区域中尺度模式的适用范围和优缺点。

五、论述题（每题10分，共2题）

1.论述数值天气预报中资料同化技术的重要性及其对预报精度的影响。