数值天气预报考试题答案

大气科学专业《数值天气预报》试卷（A ）1、 请写出σ坐标的定义？并给出水平气压梯度力在σ坐标下的形式？（8分） 答：（1）σ坐标的定义：（4分）（2）根据，气压梯度力在σ坐标下的形式：（2分）进一步利用状态方程有：（2分）2、 大气数值模式可以分为哪几类？（8分）答：大气模式的可以分为：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧斜压原始方程模式正压原始方程模式原始方程模式平衡模式线性平衡模式非地转模式准地转斜压模式准地转正压模式准地转模式过滤模式数值天气预报模式3、 已知地图投影直角坐标系中x 和y 方向的地图投影放大系数分别为m 和n ，请写出散度V•∇、标量平流A V ∇• 的表达式。

（8分）答：V •∇＝mn [⎪⎭⎫ ⎝⎛n U X ∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛m V Y∂∂] （4分）；A V ∇• ＝mU X A ∂∂+nV Y A ∂∂ （4分）4、 请写出A2∇答：22222yAx A A ∂∂+∂∂=∇，2,1,,122)(2Δs A A A x A ji j i j i -++-=∂∂；21,,1,22)(2Δs A A A y A j i j i j i -++-=∂∂最终有：2,,1,11,1,,2)(4)(Δs A A A A A A ji j i j i j i j i j i -+++=∇-+-+（8分）5、 对于一维平流方程：0=+x uc t u ∂∂∂∂（其中c 为常数），时间、空间均采用向前差分格式，写出对应的差分方程，并讨论其稳定性。

（15分）答：（1）差分方程：t u u n i n i ∆-+1＋c x u u ni n i ∆-+1=0；（5分）（2）稳定性讨论：设i Ikx n n i e A u =，将其代入差分方程，可以求得增幅因子G ：x k sin I x k cos G ∆β∆ββ--+=1()()()01111122≤+⇒≤+-+=ββ∆ββx k cos G当01≤-≤β时，该格式为稳定的。

姓名：山东省天气预报业务技能考试试卷答案（天原、雷达理论知识与业务规范共80分）（2009年12月23日）一、填空题(每空0.5分，共24分)1. 现代气象业务体系与国家气象科技创新体系、气象人才体系共同构成气象现代化体系，是中国特色气象事业的主要组成部分。

2. 大气运动受质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律所支配。

3. 描述大气运动的基本方程有运动方程、（连续方程）、（热力学能量方程）及（状态方程）。

4、天气图底图常用的投影法有兰勃脱正形圆锥投影法、（麦卡托圆柱）投影法、（极射赤面）投影法三种。

5、天气预报是根据气象观(探)测资料，应用天气学、动力学、统计学的原理和方法，对某区域或某地点未来一定时段的天气状况作出（定性）或（定量）的预测。

6、气象卫星图像是通过辐射计测量太阳、（地球）和大气所发射的散布在空间的（电磁辐射）而得到的。

7、雷达与卫星探测的区别：雷达是（主动）遥感，本身发射电磁波；而卫星是（被动）遥感，本身不发射电磁波。

8、日本数值预报传真图FXFE782 JMH 180000Z APR 2009 表示这张图是以（ 2006年4月18日0时0分（世界时））资料为初始场制作的（远东地区（FE）700HPA和850HPA24（小时））的预报图。

9、新一代天气雷达系统的应用主要在于对灾害性天气，特别是与风害和冰雹相伴随的灾害性天气的监测和预警。

它还可以提供较大范围降水的定量估测，获取降水和降水云体的风场结构。

10、多普勒天气雷达基本产品中最有用的是反射率因子和径向速度产品，它们是利用雷达识别降水系统的核心数据。

11、GCOS（Global Climate Observing System）是指全球（气候）（观测）系统。

12、运用红外云图估计降水强度时，主要考察云的种类、（云顶亮温）、（云顶面积变化），不同对流单体的合并云的移速和环境场中的湿度条件。

13、超级单体风暴中，灾害性的地面大风通常发生在风暴后侧下沉气流区内，也是中气旋的出流区。

2013年金华市气象行业天气预报职业技能大赛理论知识、业务规范试卷答题须知：1、本场考试时间为120分钟，满分100分。

2、本卷考试形式为笔试、闭卷考试。

3、答案一律写在试卷相应答题位置，超出装订线范围一律无效。

除首页填写个人信息外，卷面任何位置出现姓名及其他记号均视为无效卷处理。

一、单选题（共30小题，每题1分，计30分）1、我国雨带的季节性移动主要受哪个天气系统的支配？（D）。

A．台风 B．西风槽C．江淮气旋 D．西太平洋副热带高压2、南压高压是北半球夏季（A）层上最强大最稳定的控制性环流系统。

A．100百帕 B．200百帕 C．300百帕 D．500百帕3、阻塞高压与切断低压都是对流层中、上部大气长波的波幅不断增大后的产物，它们在( C )百帕上表现得最清楚。

A．700百帕 B．500百帕 C．300百帕 D．200百帕4、西太平洋副热带高压和青藏高压（A）。

A．分别是动力性高压和热力性高压 B．分别是热力性高压和动力性高压C．均是热力性高压 D．均是动力性高压5、台风主要发生在( C )N（S）的洋面上。

A．5－10° B．5－15° C．5－20° D．5－25°6、下列何处地方可以用地转风较好地代替实际风？（B）A．赤道地区 B．中纬度自由大气 C．南极 D．北极7、中小尺度天气系统具备以下特征。

（D）A．满足地转平衡，满足静力平衡 B．不满足地转平衡，满足静力平衡C．满足地转平衡，不满足静力平衡 D．不满足地转平衡，不满足静力平衡8、从日常天气图上定性判断大气的斜压性强弱可依据（B）。

A．等压面上等高线的密集程度 B．等压面上等温线的密集程度C．等压面上地转风的大小 D．等压面上等温线的数值大小9、在斜压扰动中涡度因子的主要作用是（B）。

A．使高层系统发展和移动 B．使低层系统发展，高层系统移动C．使低层系统发展和移动 D．使低层系统移动，高层系统发展10、对流性不稳定或位势不稳定层结的判据是（B）。

气象预报员试题——天气学试题三判断题高空等压面图能清楚地反应出天气和地面天气系统的分布，综合使用各标准等压面图还可以对天气系统的空间结构作进一步的分析研究。

（）错误（天气和地面天气系统→高空气压系统）天气图分析的主要内容是等值线分析。

（）正确每一种等值线都统一地规定了应分析的数值。

如海平面等压线，规定了以10hPa为基准线、间隔1.5hPa分析一条等压线；高空等压面图上的等温线，规定了以0℃为基准线，间隔8℃分析一条等温线。

（）错误（ 1.5 8 →2.54）大气是连续介质，气象要素的变化是逐步过渡的，是连续的，所以等值线应该是均匀平滑的。

（）正确分析等压线要注意与风场配合，等压线要与大范围有代表性的风向基本垂直。

（）错误（垂直→平行）在近地面层，由于摩擦作用，风向与等压线有交角。

一般在海上为15 度左右，在陆地上的平原地区为30度左右。

交角的大小视摩擦力而定。

（）正确等压线通过锋线时应有折角或气旋性弯曲突增现象，折角的尖端应指向低压一侧。

（）错误低压→高压地形等压线通常应分析在山脉的暖空气堆积一侧，并与山脉平行，不能横穿山脉或背风坡一侧。

（）错误（暖→冷）在高空图上，等高线要大体与风向平行，等高线的梯度与风速成反比。

（）×（反比→正比）地面天气图上所填的降水量是以mm为单位的。

字母“T”表示微量。

（）正确地面天气图上风向以矢杆表示，矢杆方向指向站圈，表示风的来向；风速以矢羽表示，矢羽一长划表示8米/秒，矢羽一短划表示4米/秒。

（）错误（8 4→4 2 ）天气分析中，使用的垂直剖面图有两种，即时间垂直剖面图和空间垂直剖面图。

（）正确时间垂直剖面图表示的是某一测站上空大气状态随时间变化的情况。

（）正确在垂直方向上，冷性低压随高度增高而加强，暖性低压随高度增高而减弱；冷性高压随高度增高而减弱，暖性高压随高度增高而加强。

（）正确从垂直方向看，低压中心随高度向暖区倾斜，高压中心随高度向冷区倾斜。

数值分析在气象学中的应用例题和知识点总结气象学作为一门研究大气现象和过程的科学，其发展离不开数学方法和工具的支持。

数值分析作为数学的一个重要分支，在气象学中发挥着至关重要的作用。

它为解决气象学中的复杂问题提供了有效的手段，帮助气象学家更好地理解和预测天气变化。

接下来，我们将通过一些具体的例题来展示数值分析在气象学中的应用，并总结相关的知识点。

一、数值分析在气象学中的应用例题例题 1：天气预报中的数值天气预报数值天气预报是气象学中应用数值分析最广泛的领域之一。

通过建立大气运动的数学模型，利用数值方法求解这些方程，可以预测未来一段时间内的天气状况。

假设我们要预测某地区未来 24 小时的气温变化。

首先，我们需要建立描述大气热传递过程的偏微分方程，例如热传导方程和对流扩散方程。

然后，将该地区的初始气温、地形、风速等数据作为初始条件和边界条件。

接下来，使用有限差分法或有限元法等数值方法将连续的偏微分方程离散化为代数方程组。

最后，通过计算机求解这些代数方程组，得到未来不同时刻该地区的气温分布。

例题 2：气候模型中的数值模拟气候模型用于研究长期的气候变化趋势。

在气候模型中，数值分析同样不可或缺。

例如，考虑全球气候模型中的海洋环流模拟。

海洋环流对全球气候有着重要影响。

我们可以建立描述海洋中水流运动的纳维斯托克斯方程，并结合热力学方程来模拟海洋的温度和盐度分布。

通过使用数值方法，如谱方法或混合有限元有限差分法，对这些方程进行求解，可以了解海洋环流的变化及其对气候的影响。

例题 3：大气污染物扩散的数值模拟在研究大气污染物的扩散过程时，数值分析也能发挥作用。

假设一个工厂向大气中排放污染物，我们要预测这些污染物在一定时间内的扩散范围和浓度分布。

可以建立描述污染物扩散的对流扩散方程，同时考虑大气的风速、湍流等因素。

使用数值方法求解该方程，能够为环境保护和决策提供依据。

二、数值分析在气象学中的知识点总结1、数值方法的选择在气象学应用中，需要根据问题的特点选择合适的数值方法。

2023年预报员竞赛真题第一部分：天气数据分析1.1 问题描述请根据以下给定的天气数据，进行分析并回答以下问题：天气数据（单位：摄氏度）：•2023年1月1日：-2°C•2023年1月2日：0°C•2023年1月3日：3°C•2023年1月4日：-1°C•2023年1月5日：2°C请回答以下问题：问题1： 1月份的平均温度是多少摄氏度？问题2：在这5天中，最低温度和最高温度分别是多少？1.2 解决方法问题1：为了求得1月份的平均温度，我们需要先计算出这5天的总温度，然后除以5。

计算过程如下：总温度 = -2 + 0 + 3 + (-1) + 2 = 2°C平均温度 = 总温度 / 5 = 2 / 5 = 0.4°C因此，1月份的平均温度是0.4°C。

问题2：为了求得最低温度和最高温度，我们需要对给定的天气数据进行比较。

计算过程如下：最低温度 = -2°C最高温度 = 3°C因此，在这5天中，最低温度是-2°C，最高温度是3°C。

第二部分：天气预报分析2.1 问题描述请根据以下给定的天气预报数据，进行分析并回答以下问题：天气预报数据（单位：摄氏度）：•2023年1月6日预报：0°C•2023年1月7日预报：4°C•2023年1月8日预报：2°C•2023年1月9日预报：-1°C•2023年1月10日预报：3°C请回答以下问题：问题1：根据天气预报数据，哪一天的预报温度最高？问题2：根据天气预报数据，哪一天的预报温度最低？2.2 解决方法问题1：为了找到预报温度最高的一天，我们需要比较给定的天气预报数据。

计算过程如下：最高预报温度 = 4°C因此，根据天气预报数据，预报温度最高的一天是2023年1月7日。

问题2：为了找到预报温度最低的一天，我们需要比较给定的天气预报数据。

绍兴市第二届天气预报技能竞赛试卷 (理论知识和业务规范参考答案说明:1、本卷考试时间为 90分钟,满分 100分。

2、本卷包括天气学原理与方法、多普勒天气雷达与业务应用、天气预报业务技术规范。

3、本卷考试形式为笔试、闭卷考试。

4、答案一律写在答题卷相应位置(空格或空白处上,在试卷上作答无效。

一、填空题 (共 30小题 60个空,每空 0.5分,计 30分1. 预报西太平洋台风的移动路径, 主要着眼于 (太平洋副热带高压和 (西风带槽脊的位置及其强度变化。

2. 锋面移动速度取决于锋面两侧风速垂直于锋面的分量大小及(风向 ,当无垂直于锋面的风速时,锋面呈(准静止状态。

3. 在分析各层饱和程度时,在各层等压面上分析等 T-Td 线,通常(T-Td ≤ ( 4~5℃作为湿区, (T-Td ≤( 2℃为饱和区。

4. 影响我国降水的主要行星尺度系统有西风带长波槽、阻塞高压、 (副热带高压、 (热带环流。

5. 中尺度雨团是由 10km 左右的降水单体所组成的,与中尺度雨团相配合的中尺度系统有中尺度低压、中尺度辐合中心、 (中尺度辐合线和 (中尺度切变线等。

6. 当大气处于弱的层结稳定状态时,在垂直方向上不能有上升气流的强烈发展,但在一定条件下可以发展(斜升气流,这种机制成为(对称不稳定。

7. 一般将平均风速达到( 6 级以上的风成为大风。

我国常见的大风有冷锋后偏北、 (高压后部偏南大风、低压大风以及台风大风。

8. 我国侯大雨带的南北位移与东亚环流的季节变化关系密切。

一般大雨带位于 500hPa (副热带高压脊线北侧 8-10纬度, 100hPa (青藏高压的北侧,副热带西风急流的南侧。

9. 在 0℃层附近,反射率因子回波突然(增加 ,会形成零度层亮带。

零度层亮带通常在(高于 2.4°的仰角比较明显。

P4910. 多普天气雷达使用低脉冲重复频率 PRF 测(反射率因子 , 用高脉冲重复频率 PRF 测(速度。

姓名： （2011年11月30日）第三届全国气象行业天气预报职业技能竞赛 山东强化阶段考试题（一）——基础理论知识与业务规范（共100分，时间120分钟）一、填空题（共29题66个空，每空0.5分，计33分） 1. －ρ1z p ∂∂－g ＝0，通常被称为气象学中的静力方程，适用于大尺度运动系统。

2. 南亚高压是夏季出现在青藏高原及邻近地区上空的对流层上部的大型高压系统，又称青藏高压或亚洲季风高压。

南亚高压具有行星尺度的反气旋环流特征，其在对流层上部是暖高压。

3. 大气环流形成与维持是由影响大气运动的一些基本因子在长期作用下造成的，其中最主要的因子是太阳辐射、地球自转、地球表面不均匀和地面摩擦，当然这些外因都要通过大气本身的特性而起作用。

4. 热带气旋发生发展的必要条件包括：热力条件、初始扰动、一定的地转偏向力作用、对流层风速垂直切变小。

5. 寒潮的中短期天气形势可归纳为三个大类，即小槽发展型、低槽东移型、横槽型。

6. 日常业务中常把850百帕或700百帕等压面上，风速大于、等于12米/秒的西南风极大风速带称为低空急流。

7. 从垂直方向看，低压中心随高度向冷区倾斜，高压中心随高度向暖区倾斜。

8. 涡度是由于速度场的空间分布不均匀所产生的，它描述的是气块的旋转特性。

9. 当大气低层出现明显的逆温或湿度随高度迅速降低时，大气折射指数随高度迅速降低，此时雷达波传播会产生超折射现象。

单位： 姓名：10.寒潮冷空气在南移的过程中不断增强是由于寒潮的冷空气堆存在上升运动，使空气绝热膨胀冷却引起的。

11.极涡的移动路径有三种类型：经向性运动、纬向性运动、转游性运动。

12.根据锋在移动过程中冷、暖气团所占主、次地位的不同，可将锋分为冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋四种；而根据锋的伸展高度的不同，也可将锋分为对流层锋、地面锋和高空锋三种。

13.我国境内有两个主要的锋生区通常称为南方锋生带和北方锋生带，南方锋生带是指华南到长江流域的锋生区；北方锋生带是指河西走廊到东北的锋生区。

天气预报竞赛试题 1武汉区域天气预报竞赛集训初试试题〔本试卷共 15 页，勿遗漏！〕姓名：省份考试日期：2023 年12 月14 日题号一二三四总分分数说明：1、本卷考试时间为 105 分钟，总分值 100 分。

2、本卷包括天气学原理与方法、多普勒天气雷达原理与业务应用、中国气象局天气预报业务技术标准、其他与天气预报业务相关学问。

3、本卷考试形式为笔试、闭卷考试。

4、答案一律写在试卷相应答题位置，答在其它地方无效。

一、填空题〔51 道题，80 空，每空 0.5 分，共 40 分〕1、假设用涡度强度表征系统的强度，那么在脊线上涡度局地变化为负时，〔脊进展〕。

2、地面冷高压的〔长轴方向〕可以指示冷空气向南爆发的势力。

3、在高空图上，寒潮冷空气常表现为〔强大的冷温度槽〕或〔冷中心〕。

4、产生冰雹的区域之一：中低层的低槽、切变线、低压中心等辐合系统与高空〔槽前散度场〕相迭置地区。

5、太平洋副带高压区的低层往往有〔逆温层〕存在，这是由下沉运动造成的。

6、层结稳定度是争论与大气的温湿水平分布状态联系的〔垂直运动〕的进展问题。

7、大气中的水平辐散辐合都是〔非地转风〕引起的。

8、槽线上和槽后有冷平流的槽，预报为〔进展的槽〕。

9、锋面四周所以产生大规模的垂直运运动，由于〔气流的辐合辐散〕和〔锋面抬升作用〕而引起的。

10、我们把水平气压梯度力和地转偏向力平衡时的大气流场称为〔地转风〕。

11、短波多半消灭在比较平直的西风上，波的振幅比较小，移动的速度〔比较快〕。

12、作用于实际大气真实的力，一般称之为根本力或牛顿力，包括〔气压梯度力、地心引力、摩擦力〕等。

13、重力在赤道上最〔小〕，随纬度增加而〔增大〕。

14、牛顿其次运动定律可导出大气的〔运动〕方程，质量守恒可导出〔连续〕方程，而能量守恒则可导出〔热流量〕方程。

15、大气的热量主要是来源于〔地球外表的长波辐射〕。

16、假设其他条件不变，锋面坡度是随纬度增加而〔增大〕，而锋面两侧温差越大则坡度〔越来越小〕。

重要天气预报技能竞赛理论知识与业务规范试题单位：姓名：（考试时间：120分钟）一、填空：（每题1分，共20分。

请将答案填写在空格位置）1. 中国气象事业发展战略思想的核心是树立（公共气象）、（安全气象）和（资源气象）的发展新理念。

2. 我国对在经度（180）度以西、赤道以北的（西北太平洋）和南海海面上出现的中心附近的最大平均风力达到八级或以上的热带气旋，按照其出现的先后次序进行编号。

3. 就精细天气预报而言，短期预报要明确（灾害性天气落区），短时和临近预报要明确灾害性天气出现的（具体时间）、位置和强度。

4. 根据锋在移动过程中冷、暖气团所占的主次地位可将锋分为：（冷锋、暖锋、静止锋、锢囚锋）。

5. 对流性天气形成的基本条件是（水气条件、不稳定层结条件、抬升力条件）。

6. 云中有冰晶和过冷却水滴同时并存，在同一温度下，由于冰晶的饱和水汽压（小于）水滴的饱和水汽压，致使水滴蒸发并向冰晶上凝华，这种所谓的"冰晶效应"能促使云滴迅速增长而产生降水。

7. 入侵我国冷空气的路径分别是（西路、西北路（中路）、东路、东路加西路）。

8. "中低压"和"中气旋"的主要区别是在（风场）上，前者没有明显的（气旋）式环流。

9. 对于我国而言，在西风带中的上游地区（乌拉尔山）、欧洲北大西洋和北美东岸这三个关键地区最为重要。

10. 按照形成的原因，霜冻可分为：（平流霜冻、辐射霜冻和平流-辐射霜冻）。

11. 日常业务中常把850百帕或700百帕等压面上，风速大于、等于（12米/秒）的西南风极大风速带称为低空急流。

12. 根据天气过程或系统的逼近时间和影响强度，预报等级用语一般依次为（预报、警报和预警信号）。

13. 短时预报是指（0-12 ）小时天气预报，其中（0-2 ）小时预报为临近预报。

延伸期天气预报是指（10－30 ）天的天气预报。

14. 对于未明确量级的"阵雨"、"雷阵雨"、"阵雪"预报进行检验时，按照（小雨（雪））进行检验。

1第三届上海气象行业重要天气预报技能竞赛试卷——基础理论与业务规范（答案）（闭卷形式，考试时间90分钟）项目填空题单选题多选题简答题合计满分20202040100得分一、填空题（每空1分，20格，共20分）1．在红外云图上，由卫星接收到的辐射推算出的温度比实际目标物的温度要（小），由此估算出的云顶高度（偏高）。

2.雷暴的移动是(平移)和（传播）两种运动合成的结果。

3.任一层风速可用T v A v v +=表示，它能成立的条件是（各层等温线平行（各层之间热成风方向相同）），若v 为地面风速，则A 取（-1）。

4.按台风的结构在水平方向天气最强烈的中圈区域称为（漩涡）区，在垂直方向上最高层称为（流出）层。

5.中尺度对流系统按结构可分为（孤立对流系统）、（带状对流系统）、（中尺度对流复合体）等类型。

6．重力是地心引力与（惯性离心力）的合力。

7．用运动学方法预报气压系统的移动,脊向变压（升度）方向移动,椭圆形高压的移向介于变压（升度）方向和高压的（长）轴之间。

8．根据气压倾向方程可知，在平坦的地面上垂直速度为零时，地面气压变化由两项因子造成的。

它们是（整个气柱中密度平流）（称为热力因子）以及（整个气柱内速度水平散度的总和）(称为动力因子)。

9.在温度-对数压力图中有五种基本线条，除了等温线和等压线以外，还有（干绝热线（等位温θ线））、（湿绝热线（等假相当位温θse））和（等饱和比湿线（等qs线））。

二、单项选择题（每小题2分，10题，共20分）在下列每小题的几个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题中的括号里。

1.槽前气流疏散的对称槽（A）。

A．移动较快；B.移动较慢；C.强度增大；D.强度减小。

2．在一条冷式切变型的横槽槽线上地转涡度平流，（B）A．为负B．为正C．为零D．不定3.在正压条件下，短波系统的位置和强度的变化主要取决于：（Ｄ）A．地转涡度平流；B．厚度平流；C．温度平流；D．相对涡度平流。

大气数值模式及模拟（数值天气预报）习题第一章大气数值模式概论1．试述原始方程组、全球模式、区域模式和非静力模式之间的区别。

2．试述天气模式、气候模式的主要区别？3．区域气候模式、大气环流模式、中尺度模式、陆面模式、边界层模式各有什么特点？第二章 大气运动方程组1. 试证明球坐标系中单位矢量i 的个别变化率为(sin cos )cos di u j k dt r ϕϕϕ=- 2.试说明局地直角坐标系（即z 坐标系）中的运动方程与球坐标系中的运动方程有何异同？3．用球坐标导出下面两个方程：(sin cos )cos d i u j k dt r ϕϕϕ=- tan d j u v i k dt r rϕ=-- 4.由热力学方程v dT d C p Q dt dtα+=推导出如下方程： p dT C Q dt αω-= ()dp dtω= 式中v dT C dt为单位质量理想空气内能的变化率，v C 为空气的定容比热，d p dtα为可逆过程中单位质量非粘性气体在单位时间里膨胀所作的功。

Q 为外界对单位质量空气的加热率。

第三章 数值计算方案1. 什么是差分格式的收敛性和稳定性？二者之间有何关系？2. 试证明一阶偏微商u x ∂∂的三点差商近似式：3(,)(,)213(,)4(,)(2,)22u u x x t u x t x x u x t u x x t u x x t x ∂+∆-⎡⎤=⎢⎥∂∆⎣⎦-++∆-+∆⎡⎤-⎢⎥∆⎣⎦的截断误差为2()O x ∆。

3. 用中央差分将涡度方程()()()l l u u u v l t x y x y∂Ω∂Ω+∂Ω+∂∂++=-+∂∂∂∂∂ 写成有限差形式。

设(,)l l x y =，并取水平坐标步长为s δ，时间步长为t δ。

4. 分别对x 轴上的i+1和i+3格点，以d 和2d 为步长，写出一阶微商dF dx的前差、后差和中央差的差分近似式，以及二阶微商22d F dx 的二阶中央差分近似式。

数值天气预报_南京信息工程大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.球坐标系的曲率项是由于地球的（）性质造成的。

参考答案:球面##%_YZPRLFH_%##曲面##%_YZPRLFH_%##球面曲率2.大气运动的热力学方程是根据（）定律建立的。

参考答案:能量守恒##%_YZPRLFH_%##热力学第一##%_YZPRLFH_%##能量守恒定律##%_YZPRLFH_%##热力学第一定律3.由p坐标系构成的【图片】坐标系，它们一般需要满足（）条件参考答案:静力平衡4.世界上第一个成功建立的数值天气预报模式是（）参考答案:准地转正压模式5.以下属于次网格尺度的物理量的是（）参考答案:摩擦力6.一般在边界层才需要考虑的力是（）参考答案:摩擦力7.过滤模式由于滤去了（），所以不能模拟地转适应过程。

参考答案:重力惯性波8.状态方程是根据（）定律建立起来的。

参考答案:气体试验定律9.大气运动方程组中次网格尺度的物理量有（）参考答案:摩擦力_非绝热加热率10.水汽方程【图片】中的S指的是（）。

参考答案:水汽源汇项11.正压原始方程组本质上应该用于作面的预报参考答案:自由面12.三步法时间积分方案用了下面那些时间积分格式（）参考答案:中央差格式_欧拉格式13.正压原始方程中含有的波动包括（）参考答案:Rossby波_重力惯性外波14.正压原始方程模式具有哪些重要的积分性质（）参考答案:总质量守恒_总绝对角动量守恒_总能量守恒_总涡度守恒15.在平滑滤除大气短波的过程中，为了减小对大气长波的影响，通常采用（）参考答案:正逆平滑16.欧拉-后差时间积分格式是（）参考答案:显示格式17.中央差时间积分格式的计算精度是（）的参考答案:二阶18.对于二维的正压原始方程模式，若空间分辨率d取50公里，重力外波波速c取300m/s, 最大风速u取50m/s，为了保证计算稳定性，则时间积分步长需不超过（）参考答案:100秒19.任何时间积分格式都会产生频率误差。

青海省首届预报员考试普选试题（时间：120分钟）姓名：单位：分数：一、单选题（共15小题，每小题2分）1、新一代天气雷达可以获得强度和速度信息，在业务应用中以＿＿为主。

AA.强度场B.速度场C. 谱宽D. 高度2、在雷达探测中，经常导致测高误差的折射是＿＿。

DA. 临界折射B.零折射C. 标准大气折射D. 超折射3、PPI上出现“雹钉”回波是判断大冰雹的＿＿条件。

BA.必要B. 充分C. 谱宽D. 高度4、在辐合、辐射冷却的作用下，空气产生下沉运动，下沉的空气中一部分在低空又返回到热带辐合带中去，这个环流圈称为。

BA. 费雷尔环流B. 哈得来环流C. 极地环流D. 间接环流5、预计未来12小时（有把握时也可以提前24小时）责任区内将有暴雨发生，对国民经济、人民生命财产安全和生活有较大影响，可发布。

CA. 暴雨消息B. 暴雨预报C. 暴雨警报D. 暴雨预警信号6、天气雷达是通过接收来探测大气参数的。

CA. 四周散射的电磁波B. 大气的反射辐射C. 后向散射的电磁波D. 大气发出辐射波7、雷达定量估计降水的误差主要是因为：。

CA. 单部雷达探测范围有限B. 计算方法精度低C. Z-I关系不稳定D. 雷达难于精确测量参数8、沙尘暴指强风将地面大量尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于的天气现象。

DA. 50米B. 100米C. 500米D. 1000米9、《灾害性天气及其次生灾害落区预报业务暂行规定》中明确规定，森林草场火险等级大于时需制作落区预报并画落区线。

BA． 2级B．3级C．4级D．5级10、离雷达站＿＿＿距离为雷达盲区。

CA. h／4B. h/3C. h/2 D．h11、南亚高压是对流层的暖高压。

DA. 下部B. 中部C. 中上部D. 上部12、一般当云顶发展到等温线高度以上时，云中便有了足够多的冰晶，因此，就会出现闪电和雷鸣。

AA. －20℃B. 0℃C. －30℃D. －12℃13、方法是根据长期的历史观测资料来导出预报关系式的，与数值模式无关。

第六届全省气象系统天气预报技能竞赛试卷——基础理论知识与业务规范（闭卷形式考试，120分钟内完成）单位：姓名：准考证号：------------------装------------------订-----------------线-------------------一、填空题（共 16小题40 个空,每个空0.5分，计20 分）1.急流轴的左侧风速有气旋式切变，相对涡度为正，低空急流一般出现在 600 hPa以下。

2.南亚高压是夏季出现在青藏高原及其附近地区上空的对流层上部的大型高压系统，它是北半球夏季 100 hPa层上最强大、最稳定的控制性环流系统，对夏季我国大范围旱涝分布及亚洲天气都有重大影响。

3.我国寒潮的中短期天气形势有三个大类型，即小槽发展型、横槽转竖型?和低槽东移型。

4.在温度-对数压力图中有五种基本线条，除了等温线和等压线以外，还有干绝热线（等位温θ线）、湿绝热线（等假相当位温θse）和等饱和比湿线（等qs线）。

5.请指出右图高空观测的要素名称和数值：要素1： SW风20m/s要素2：温度-10度要素3：温度露点差2度要素4：等压面高度576位势什米6.龙卷涡旋特征（TVS）是业务上用以探测强烈龙卷的一种方法。

TVS的定义有三种指标：切变、垂直方向伸展厚度、持续性。

7.台风的结构被分为三个区，分别是台风眼区（也称内圈）、涡旋区（也称中圈）、大风、暴雨区（也称外圈）。

8.某地区水汽的局地变化主要取决于比湿平流、比湿垂直输送、凝结、蒸发及湍流扩散。

9.西南涡一般是指形成于四川西部地区，700 百帕或850 百帕上的具有气旋性环流的闭合小低压。

形成原因包括：高原地形作用，500百帕有高原槽东移 ,700百帕有能使高原东侧西南气流加强的环流形势。

10.有利于强对流天气的环境条件，除了大气垂直层结不稳定、低层水汽、抬升触发外，还包括较强的垂直风切变。

11.寒潮爆发的两个必要条件：一是要有强冷空气的堆积，二是要有合适的流场引导冷空气南下。

数值分析在气象学中的应用例题和知识点总结气象学是一门研究大气现象和过程的科学，它对于预测天气、应对气候变化以及保障人类的生产生活具有重要意义。

在气象学的研究和实践中，数值分析方法发挥着至关重要的作用。

通过对大气物理过程进行数学建模，并利用数值方法求解这些模型，我们能够更加深入地理解大气的行为，并做出更准确的气象预测。

数值分析在气象学中的应用十分广泛，以下我们将通过一些具体的例题来展示其应用，并总结相关的知识点。

一、气象学中的数值分析例题例题 1：天气预报中的数值模式假设我们要预测未来几天某个地区的气温变化。

首先，我们需要建立一个描述大气热传递过程的数学模型。

这个模型可能包括太阳辐射的吸收、地表的热交换、大气的对流和传导等因素。

然后，使用数值方法（如有限差分法或有限元法）将这个偏微分方程在空间和时间上进行离散化，并求解得到不同时刻和地点的温度值。

例如，对于一维的热传导方程：＄＼frac{＼partial u}｛＼partial t} ＝＼alpha ＼frac{＼partial^2 u}｛＼partial x^2}＄其中，＄u(x,t)＄表示温度，＄＼alpha$ 是热扩散系数。

我们可以将空间区间＄0,L$ 分成＄N$ 个等距的网格点，时间步长为＄＼Deltat$ 。

使用有限差分法，可以得到以下的差分格式：＄u_{i}＾｛n+1} ＝ u_{i}＾｛n} ＋＼frac{＼alpha ＼Delta t}｛（＼Delta x)＾2}（u_{i+1}＾｛n} 2u_{i}＾｛n} ＋ u_{i-1}＾｛n}）＄通过不断迭代计算，就可以得到未来各个时刻的温度分布。

例题 2：大气环流模型中的数值解法大气环流是指大气在全球范围内的大规模运动。

为了模拟大气环流，我们需要建立一个复杂的方程组，包括动量方程、质量守恒方程、能量方程等。

以二维的不可压缩流体动量方程为例：＄＼frac{＼partial u}｛＼partial t} ＋ u\frac{＼partial u}｛＼partial x} ＋ v\frac{＼partial u}｛＼partial y} ＝＼frac{1}｛＼rho}＼frac{＼partial p}｛＼partial x} ＋＼nu （＼frac{＼partial^2 u}｛＼partial x^2} ＋＼frac{＼partial^2 u}｛＼partial y^2}）＄＄＼frac{＼partial v}｛＼partial t} ＋ u\frac{＼partial v}｛＼partial x} ＋ v\frac{＼partial v}｛＼partial y} ＝＼frac{1}｛＼rho}＼frac{＼partial p}｛＼partial y} ＋＼nu （＼frac{＼partial^2 v}｛＼partial x^2} ＋＼frac{＼partial^2 v}｛＼partial y^2}）＄其中，＄u$ 和＄v$ 分别是水平和垂直方向的速度分量，＄p$ 是压力，＄＼rho$ 是密度，＄＼nu$ 是粘性系数。

天气预报技术竞赛试题〔甘南州气象局〕一、单项选择1.中尺度天气系统可分为三个等级：中－ 、中－ 、中－ ，它们对应的程度尺度分别为：〔 B 〕。

A:100～1000km、10～100km、1～10kmB:200～2000km、20～200km、2～20kmC:300～1000km、30～300km、3～30kmD:200～1000km、20～200km、2～20km2.雹暴是一种强烈的对流运动，它的产生首先要求位势不稳定能量的积累。

理论和理论均说明〔 C 〕对冰雹在积雨云中的形成、增长及其落地前的融化等一系列的物理过程有亲密关系。

A:稳定度 B:冷暖气团 C:环境温、湿层结3.大范围雹爆发生前6-12小时，〔 A 〕已在降雹区上游存在。

降雹区低空的逆温〔干暖盖〕使不稳定能量积累，以便系统到达时不稳定能量爆发式释放。

A:大气潜在不稳定能量 B:程度风的垂直切变C:低空急流4.影响气层稳定度的因子主要包括〔 C 〕。

A:地形的抬升作用B:湍流作用C:整层气层的抬升和下沉、高空的冷暖平流、垂直混合等5.当气旋中心气压随时间降低时，气旋会〔 C 〕。

A:减弱或开展 B:加深或开展C:减弱或消亡6.预计将来72小时内有6-7级大风，最低气温下降8℃以上，最低气温≤4℃。

应当发布〔 A 〕。

A:大风降温消息 B:大风寒潮消息C:大风寒潮预警7.大气运动受〔 A 〕等根本物理定律所支配。

A:质量守恒，动量守恒，能量守恒B:地转风规律，梯度风规律，热成风规律，绝对涡度守恒和位涡守恒规律C:地转风规律，梯度风规律，绝对涡度守恒和位涡守恒规律8.在温度对数压力图上，锋面逆温的特点是逆温层上界面湿度〔 A 〕下界面湿度。

A:大于 B:小于 C:等于9.临近预报降水量预报以mm为单位，降雨跨度不大于 ，降雪跨度不大于1mm；大风预报应同时给出风力和风速，风力跨度不大于 。

〔 A 〕A:5mm，1级 B:1mm，2级 C:10mm，1～2级10.副热带高压是一个行星尺度的高压，它是一个〔 B 〕。