2025年大學(xué)《軍事海洋學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——海洋環(huán)境模型與預(yù)測(cè)技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項(xiàng)不屬于海洋環(huán)境模型需要模擬的主要物理海洋要素？A.海水溫度B.海水鹽度C.大氣壓力D.海水流速2.有限差分法在海洋模型中主要應(yīng)用于求解哪一類方程？A.連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方程B.電解質(zhì)守恒方程C.能量守恒方程D.湍流模型方程3.在海洋環(huán)境模型中，參數(shù)化方案主要用來(lái)描述哪一類過(guò)程？A.大尺度環(huán)流運(yùn)動(dòng)B.小尺度湍流混合C.海水密度計(jì)算D.海氣熱量交換4.以下哪種技術(shù)主要用于結(jié)合觀測(cè)數(shù)據(jù)和模型輸出，以提高模型狀態(tài)估計(jì)的精度？A.集合預(yù)報(bào)B.數(shù)據(jù)同化C.預(yù)警系統(tǒng)D.模型驗(yàn)證5.海洋環(huán)境模型對(duì)于軍事應(yīng)用最核心的價(jià)值之一是提供準(zhǔn)確的：A.海上交通圖B.航空管制信息C.作戰(zhàn)區(qū)域環(huán)境背景D.港口天氣預(yù)報(bào)6.潛艇在深海潛航時(shí)，最受關(guān)注的環(huán)境因素是：A.海浪高度B.海面風(fēng)場(chǎng)C.水聲環(huán)境噪聲D.水面艦船活動(dòng)7.軍用艦船進(jìn)行精確射術(shù)射擊時(shí)，主要依賴哪一類的海洋環(huán)境信息？A.潮汐預(yù)報(bào)B.海流剖面C.海浪要素D.海霧狀況8.預(yù)測(cè)軍事演習(xí)區(qū)域未來(lái)幾天的水文氣象條件，應(yīng)優(yōu)先考慮使用哪種類型的模型？A.全球氣候模型B.區(qū)域海洋環(huán)流模型C.局地天氣預(yù)報(bào)模型D.海洋生態(tài)模型9.集合預(yù)報(bào)技術(shù)的主要目的是：A.提高模型計(jì)算效率B.增加模型物理過(guò)程描述C.提供概率性的預(yù)報(bào)結(jié)果D.減少模型系統(tǒng)誤差10.以下哪項(xiàng)技術(shù)能夠直接提供水下目標(biāo)周?chē)娜S聲學(xué)環(huán)境信息？A.海洋環(huán)流模型B.海洋聲學(xué)傳播模型C.海氣相互作用模型D.海洋化學(xué)模型二、名詞解釋（每題3分，共15分）1.海洋環(huán)境模型2.有限差分法3.數(shù)據(jù)同化4.集合預(yù)報(bào)5.軍事海洋環(huán)境分析三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述物理海洋模型的基本構(gòu)成要素。2.簡(jiǎn)述選擇海洋環(huán)境模型時(shí)需要考慮的主要因素。3.簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)同化技術(shù)在提高海洋模型預(yù)報(bào)精度方面的作用機(jī)制。4.簡(jiǎn)述海洋環(huán)境模型在潛艇作戰(zhàn)中的主要應(yīng)用場(chǎng)景。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述海洋環(huán)境模型預(yù)測(cè)的不確定性來(lái)源及其對(duì)軍事應(yīng)用可能產(chǎn)生的影響。2.論述發(fā)展高分辨率海洋環(huán)境模型對(duì)于提升軍事海戰(zhàn)能力的意義。五、綜合應(yīng)用題（12分）假設(shè)你需要為一次在近海區(qū)域進(jìn)行的反潛作戰(zhàn)任務(wù)提供海洋環(huán)境支持。請(qǐng)簡(jiǎn)述你會(huì)考慮使用哪些類型的海洋環(huán)境模型，并說(shuō)明選擇這些模型的原因以及如何利用模型輸出為作戰(zhàn)決策提供支持。試卷答案一、選擇題1.C2.A3.B4.B5.C6.C7.B8.B9.C10.B二、名詞解釋1.海洋環(huán)境模型：基于物理定律、數(shù)學(xué)方程和算法，對(duì)海洋環(huán)境狀態(tài)（如溫度、鹽度、流速等）隨時(shí)間和空間變化進(jìn)行定量描述和模擬的計(jì)算機(jī)工具。2.有限差分法：一種將偏微分方程轉(zhuǎn)化為差分方程組，并在離散網(wǎng)格上求解的數(shù)值方法，是海洋環(huán)境模型中常用的計(jì)算技術(shù)。3.數(shù)據(jù)同化：一種融合觀測(cè)數(shù)據(jù)和模型預(yù)報(bào)信息，以獲得對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)更精確、更完整估計(jì)的綜合技術(shù)，能有效改進(jìn)模型預(yù)報(bào)的初始條件和參數(shù)。4.集合預(yù)報(bào)：通過(guò)運(yùn)行多個(gè)初值略有不同的模型實(shí)例，產(chǎn)生一系列可能的發(fā)展路徑（集合成員），從而提供預(yù)報(bào)結(jié)果概率分布的預(yù)報(bào)技術(shù)，能更好地表示預(yù)報(bào)的不確定性。5.軍事海洋環(huán)境分析：利用海洋環(huán)境數(shù)據(jù)和模型，分析評(píng)估特定軍事行動(dòng)區(qū)域的環(huán)境條件及其可能產(chǎn)生的影響，為軍事決策提供環(huán)境支持的過(guò)程。三、簡(jiǎn)答題1.物理海洋模型的基本構(gòu)成要素通常包括：①控制方程（如連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、熱量方程、鹽量方程等，描述海洋現(xiàn)象的基本物理規(guī)律）；②初始條件（模型運(yùn)行起始時(shí)刻的海洋狀態(tài)）；③邊界條件（模型計(jì)算區(qū)域邊界的物理狀態(tài)，如海岸、開(kāi)邊界）；④物理過(guò)程參數(shù)化方案（對(duì)模型無(wú)法直接解算的小尺度過(guò)程，如湍流混合、彌散、海氣交換等，采用簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描述）；⑤數(shù)值格式和離散網(wǎng)格（將連續(xù)空間和時(shí)間離散化，并選擇計(jì)算方法）；⑥觀測(cè)數(shù)據(jù)同化模塊（用于融合觀測(cè)信息）。2.選擇海洋環(huán)境模型時(shí)需要考慮的主要因素有：①應(yīng)用目的（模型是用于研究、預(yù)報(bào)還是支持特定軍事任務(wù)）；②空間和時(shí)間尺度（所需模擬或預(yù)報(bào)的區(qū)域范圍和時(shí)效）；③環(huán)境要素（模型需要模擬哪些海洋變量）；④地形復(fù)雜性（計(jì)算區(qū)域海底和海岸地形的特點(diǎn)）；⑤數(shù)據(jù)可用性和質(zhì)量（是否有足夠的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化、驗(yàn)證和同化）；⑥計(jì)算資源（可用的計(jì)算能力和時(shí)間）；⑦模型精度和可靠性（模型經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的準(zhǔn)確程度）；⑧用戶界面和易用性（模型輸出結(jié)果的易讀性和可用性）。3.數(shù)據(jù)同化通過(guò)將實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)融入模型運(yùn)行過(guò)程中（或融入集合預(yù)報(bào)的成員更新中），能夠修正模型誤差（包括初始狀態(tài)誤差和參數(shù)誤差），產(chǎn)生比單純依賴模型預(yù)報(bào)更準(zhǔn)確、更接近真實(shí)狀態(tài)的模型狀態(tài)估計(jì)。它如同給模型“校準(zhǔn)”和“修正”，使得后續(xù)的模型預(yù)報(bào)能夠建立在一個(gè)更可靠的基礎(chǔ)上，從而有效提高海洋環(huán)境預(yù)報(bào)的精度和可靠性，尤其對(duì)于短期預(yù)報(bào)和局部區(qū)域預(yù)報(bào)效果顯著。4.海洋環(huán)境模型在潛艇作戰(zhàn)中的主要應(yīng)用場(chǎng)景包括：①潛艇靜默與隱蔽：分析潛艇周?chē)乃沫h(huán)境（如流速、流場(chǎng)、溫躍層、鹽躍層等），評(píng)估潛艇受洋流影響的風(fēng)險(xiǎn)，為潛艇擇優(yōu)航行路線、確定最佳深度提供環(huán)境依據(jù)；②潛艇導(dǎo)航與定位：利用高分辨率海流模型產(chǎn)品輔助潛艇進(jìn)行慣性導(dǎo)航的修正；③潛艇聲納作業(yè)：結(jié)合聲學(xué)模型和環(huán)境數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)聲波在潛艇周?chē)w的傳播特性，評(píng)估潛艇自身聲納的探測(cè)性能或評(píng)估敵方聲納的威脅；④反潛作戰(zhàn)環(huán)境評(píng)估：分析戰(zhàn)場(chǎng)海況對(duì)潛艇探測(cè)（如被動(dòng)聲納、魚(yú)雷探測(cè)）、反潛武器（如聲納自導(dǎo)頭、線列陣）性能的影響。四、論述題1.海洋環(huán)境模型預(yù)測(cè)的不確定性來(lái)源主要包括：①模型本身的不確定性（物理過(guò)程描述的簡(jiǎn)化或偏差、參數(shù)化方案的不精確、數(shù)值格式的誤差）；②初始條件的不確定性（觀測(cè)數(shù)據(jù)本身存在誤差、觀測(cè)不完整導(dǎo)致初始狀態(tài)存在偏差）；③邊界條件的不確定性（開(kāi)邊界海況的預(yù)報(bào)誤差或未知）；④觀測(cè)數(shù)據(jù)的不確定性（觀測(cè)誤差、觀測(cè)儀器的局限性、觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的稀疏性）。這些不確定性通過(guò)模型積分傳播，導(dǎo)致預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)出現(xiàn)偏差。對(duì)于軍事應(yīng)用而言，這種不確定性可能導(dǎo)致對(duì)目標(biāo)位置判斷錯(cuò)誤、武器射程和精度估算偏差、潛艇探測(cè)或隱蔽效果評(píng)估失真，進(jìn)而影響作戰(zhàn)決策的準(zhǔn)確性和有效性，甚至在極端情況下可能導(dǎo)致任務(wù)失敗。因此，在軍事應(yīng)用中必須充分考慮并評(píng)估模型預(yù)測(cè)的不確定性。2.發(fā)展高分辨率海洋環(huán)境模型對(duì)于提升軍事海戰(zhàn)能力具有重要意義。首先，高分辨率模型能夠提供更精細(xì)的空間細(xì)節(jié)，如海區(qū)內(nèi)的溫鹽結(jié)構(gòu)、小尺度渦旋、局部流場(chǎng)特征、精細(xì)地形影響等，這些細(xì)節(jié)對(duì)于精確預(yù)測(cè)潛艇位置、聲納探測(cè)效果、導(dǎo)彈飛行軌跡、艦船操縱性能等至關(guān)重要。其次，高分辨率模型能更好地模擬近岸、河口等復(fù)雜海岸帶區(qū)域的海洋現(xiàn)象，這些區(qū)域通常是軍事活動(dòng)熱點(diǎn)，環(huán)境條件復(fù)雜多變，高分辨率模型能提供更準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)支持。此外，高分辨率模型有助于更精確地評(píng)估局部海況對(duì)軍事行動(dòng)的細(xì)微影響，為兵力部署、作戰(zhàn)計(jì)劃制定提供更精細(xì)的環(huán)境依據(jù)，從而在未來(lái)的海戰(zhàn)中爭(zhēng)取到信息優(yōu)勢(shì)和行動(dòng)先機(jī)。五、綜合應(yīng)用題為近海反潛作戰(zhàn)任務(wù)提供海洋環(huán)境支持時(shí)，我會(huì)考慮使用：①高分辨率的區(qū)域海洋環(huán)流模型，用于精細(xì)預(yù)報(bào)作戰(zhàn)海區(qū)的三維水流場(chǎng)、溫鹽分布及變化，特別是關(guān)注潛艇可能活動(dòng)深度的溫躍層、鹽躍層動(dòng)態(tài)；②海洋聲學(xué)傳播模型，用于預(yù)測(cè)水下聲波的傳播損失、時(shí)延、混響等特性，評(píng)估潛艇自身聲納的探測(cè)距離和效果，以及敵方聲納的威脅范圍；③（如果需要）高分辨率海浪模型，用于預(yù)報(bào)海面風(fēng)場(chǎng)和海浪要素（波高、波向、波周期），評(píng)估海況對(duì)艦船活動(dòng)、直升機(jī)起降、水面艦艇聲納探測(cè)以及潛艇接近水面目標(biāo)的影響。選擇這些模型的原