2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——?dú)庀髮W(xué)在氣候模擬中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項(xiàng)字母填入括號內(nèi)）1.下列哪一項(xiàng)不屬于氣候模擬的主要目的？A.預(yù)測未來氣候變化趨勢B.理解氣候系統(tǒng)的運(yùn)作機(jī)制C.評估人類活動對氣候的影響D.精確預(yù)報(bào)短期天氣變化2.能夠模擬整個(gè)地球氣候系統(tǒng)的模型通常被稱為？A.區(qū)域氣候模型（RCM）B.統(tǒng)計(jì)氣候模型C.全球氣候模型（GCM）D.地表過程模型3.在氣候模擬中，對大氣中水汽含量進(jìn)行估算的簡化處理過程被稱為？A.輻射傳輸方案B.大氣環(huán)流方案C.水汽擴(kuò)散方案D.水汽參數(shù)化方案4.氣候敏感性是指假設(shè)大氣中二氧化碳濃度加倍，在其他條件不變的情況下，全球平均地表溫度最終將升高多少度？A.1攝氏度B.1.5攝氏度C.3攝氏度左右D.7攝氏度左右5.下列哪項(xiàng)是導(dǎo)致氣候系統(tǒng)變暖的主要人為強(qiáng)迫因素？A.太陽活動增強(qiáng)B.火山噴發(fā)C.綠色植物光合作用D.溫室氣體排放6.氣候模型輸出結(jié)果的可信度受多種因素影響，以下哪項(xiàng)不屬于主要的不確定性來源？A.模式分辨率的限制B.社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑的不確定性C.模式內(nèi)部對物理過程參數(shù)化的差異D.輸入的觀測數(shù)據(jù)精度7.用于模擬特定區(qū)域（如某國或某流域）氣候變化的模型通常是？A.全球氣候模型（GCM）B.區(qū)域氣候模型（RCM）C.海洋環(huán)流模型D.陸面過程模型8.在進(jìn)行氣候變化歸因研究時(shí)，科學(xué)家通常會比較哪兩種氣候模擬結(jié)果？A.僅使用自然強(qiáng)迫因子模擬的結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)B.僅使用人為強(qiáng)迫因子模擬的結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)C.同時(shí)包含自然強(qiáng)迫和人為強(qiáng)迫因子模擬的結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)D.僅使用觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行的模擬與實(shí)際觀測數(shù)據(jù)9.碧恩（Budyko）平衡方程主要描述了什么關(guān)系？A.大氣環(huán)流與地表溫度的關(guān)系B.地表水分蒸發(fā)與凈輻射的關(guān)系C.溫室氣體濃度與全球變暖的關(guān)系D.海洋熱量儲存與氣候反饋的關(guān)系10.以下哪個(gè)國際組織主導(dǎo)了定期發(fā)布全球氣候模型模擬結(jié)果的重大計(jì)劃？A.聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）B.世界氣象組織（WMO）C.政府間氣候變化專門委員會（IPCC）D.國際能源署（IEA）二、填空題（請將正確答案填入橫線處）1.氣候模型通常基于______原理，通過數(shù)學(xué)方程組模擬氣候系統(tǒng)的行為。2.全球氣候模型（GCMs）通常具有______的分辨率，覆蓋全球范圍。3.區(qū)域氣候模型（RCMs）旨在提供比GCMs更______的氣候信息。4.氣候模擬需要輸入多種______數(shù)據(jù)，如大氣初始狀態(tài)、地表屬性和強(qiáng)迫因子。5.常用的氣候強(qiáng)迫數(shù)據(jù)包括溫室氣體濃度、______和土地利用變化等。6.氣候反饋是指氣候系統(tǒng)對初始擾動產(chǎn)生的______響應(yīng)。7.水汽反饋和冰雪反饋是氣候系統(tǒng)中重要的正反饋機(jī)制，而云反饋的效應(yīng)則較為______。8.評估氣候模擬性能的常用指標(biāo)包括均方根誤差（RMSE）和______。9.氣候模擬在水資源管理、農(nóng)業(yè)規(guī)劃和______等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。10.IPCC第六次評估報(bào)告（AR6）主要基于使用______氣候情景（SSP）進(jìn)行的模擬結(jié)果。三、名詞解釋（請給出下列名詞的簡要定義）1.氣候模擬能力（ClimateModelSkill）2.邊界條件（BoundaryCondition）3.參數(shù)化（Parameterization）4.碧恩值（BudykoCurve）5.氣候歸因（ClimateAttribution）四、簡答題（請簡要回答下列問題）1.簡述全球氣候模型（GCM）的基本結(jié)構(gòu)和主要組成部分。2.列舉并簡要說明氣候模擬中至少三種主要的氣候反饋機(jī)制。3.氣候模擬與天氣預(yù)報(bào)在模型、時(shí)間和目的上有哪些主要區(qū)別？4.為什么說氣候模擬結(jié)果存在不確定性？主要有哪些來源？5.簡述氣候模擬在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的一個(gè)具體例子。五、論述題（請就下列問題展開論述）1.論述溫室氣體排放情景（如RCPs/SSPs）在氣候模擬研究中的重要性。2.結(jié)合氣候模擬的應(yīng)用領(lǐng)域，論述其在應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)方面的作用和局限性。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.D4.C5.D6.B7.B8.C9.B10.C二、填空題1.數(shù)值2.粗糙（或較低）3.高（或細(xì)致）4.觀測（或邊界）5.太陽輻射（或火山灰）6.增強(qiáng)或改變7.復(fù)雜（或多變）8.相關(guān)性系數(shù)（或技術(shù)指標(biāo)，如RMSE、Bias等均可）9.防災(zāi)減災(zāi)（或生態(tài)保護(hù)等）10.社會經(jīng)濟(jì)（或SharedSocioeconomicPathways）三、名詞解釋1.氣候模擬能力：指氣候模型模擬結(jié)果與實(shí)際觀測結(jié)果相比的準(zhǔn)確程度或表現(xiàn)好壞。2.邊界條件：指在氣候模型模擬域邊界上施加的物理量（如溫度、壓力、輻射等）的指定值或規(guī)律，用于界定氣候系統(tǒng)的整體環(huán)境。3.參數(shù)化：指用簡化的數(shù)學(xué)表達(dá)式來代表氣候系統(tǒng)中難以直接量化的微觀物理過程或幾何結(jié)構(gòu)的過程。4.碧恩值（BudykoCurve）：描述地表能量平衡（凈輻射）與蒸散發(fā)之間的關(guān)系（即Budyko方程所代表的曲線），反映了不同下墊面（如干燥荒漠、濕潤森林）在能量分配上的差異。5.氣候歸因：指通過比較氣候模型模擬結(jié)果來區(qū)分氣候系統(tǒng)變化是由自然強(qiáng)迫（如太陽活動、火山噴發(fā)）還是人為強(qiáng)迫（如溫室氣體排放）主導(dǎo)的過程。四、簡答題1.全球氣候模型（GCM）的基本結(jié)構(gòu)通常包括：大氣模型（模擬大氣環(huán)流、輻射過程、水汽循環(huán)等）、海洋模型（模擬海流、海表溫度、海洋生物地球化學(xué)等）、陸面模型（模擬地表能量平衡、水分循環(huán)、植被生長等）以及冰雪模型（模擬海冰、陸冰的生消）。這些模型通過數(shù)學(xué)方程組相互連接，共享信息，共同模擬地球氣候系統(tǒng)的整體行為。GCM通常在球面上進(jìn)行三維網(wǎng)格化計(jì)算。2.氣候反饋機(jī)制包括但不限于：*水汽反饋（正反饋）：全球變暖導(dǎo)致氣溫升高，大氣能容納更多水汽，水汽是強(qiáng)溫室氣體，進(jìn)一步加劇變暖。*冰雪反饋（正反饋）：全球變暖導(dǎo)致極地或高山冰川、海冰融化，減少了反射率（反照率）較低的冰雪覆蓋，更多的太陽輻射被吸收，導(dǎo)致地表溫度進(jìn)一步升高。*云反饋（不確定/復(fù)雜）：變暖可能影響云的量、類型和分布。增厚或低層云通常有冷卻效應(yīng)（負(fù)反饋），而變薄或高層云可能增強(qiáng)溫室效應(yīng)（正反饋），總效應(yīng)不確定。3.氣候模擬與天氣預(yù)報(bào)的主要區(qū)別：*模型：天氣預(yù)報(bào)使用分辨率很高（公里級）、包含復(fù)雜物理過程和資料同化的數(shù)值模型；氣候模擬使用分辨率較低（數(shù)十到數(shù)百公里）、對過程參數(shù)化簡化的GCM或RCM。*時(shí)間：天氣預(yù)報(bào)針對未來幾小時(shí)到幾周的短期天氣；氣候模擬針對未來幾十年到幾百年或更長時(shí)間的氣候變化。*目的：天氣預(yù)報(bào)旨在精確預(yù)報(bào)具體地點(diǎn)的天氣現(xiàn)象；氣候模擬旨在理解氣候系統(tǒng)、評估氣候變化趨勢和影響、進(jìn)行氣候歸因研究。4.氣候模擬結(jié)果存在不確定性的主要來源：*模式不確定性：包括模型結(jié)構(gòu)差異、對物理和化學(xué)過程參數(shù)化的不同、以及模式分辨率的影響。*數(shù)據(jù)不確定性：輸入的觀測數(shù)據(jù)（如初始場、邊界條件、陸面屬性）存在誤差和不確定性。*外部強(qiáng)迫的不確定性：未來溫室氣體排放、土地利用變化等人為強(qiáng)迫因素預(yù)測的不確定性，以及自然強(qiáng)迫（如太陽活動、火山活動）的變率難以精確預(yù)測。5.氣候模擬在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的例子：利用區(qū)域氣候模型（RCM）結(jié)合作物模型，模擬未來氣候變化（如溫度升高、降水變化、極端事件頻率增加）對特定地區(qū)主要農(nóng)作物（如小麥、水稻）生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局調(diào)整、品種選育、灌溉管理、災(zāi)害防御等提供科學(xué)依據(jù)。五、論述題1.溫室氣體排放情景（如RCPs/SSPs）在氣候模擬研究中的重要性體現(xiàn)在：*定義未來強(qiáng)迫：它們基于對未來社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源使用、人口增長和土地利用變化的多種可能路徑的假設(shè)，為氣候模型提供了未來大氣成分（尤其是溫室氣體濃度）隨時(shí)間變化的詳細(xì)描述，這是進(jìn)行未來氣候預(yù)估的基礎(chǔ)。*提供比較基準(zhǔn)：不同的排放情景代表了不同的未來人類活動強(qiáng)度和方向，通過模擬不同情景下的氣候變化，可以評估不同發(fā)展策略對氣候系統(tǒng)的潛在影響，為政策制定提供參考。*評估氣候敏感性：比較不同情景下（例如高排放與低排放情景）的氣候響應(yīng)差異，有助于理解人類活動對氣候變化的貢獻(xiàn)程度和未來氣候變化的不確定性范圍。*支持決策制定：情景分析幫助決策者認(rèn)識到不同未來可能帶來的氣候后果，從而更有效地制定適應(yīng)和減緩氣候變化的策略。2.氣候模擬在應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)方面的作用和局限性：*作用：*提供科學(xué)依據(jù)：氣候模擬是預(yù)測未來氣候變化趨勢（如溫度升高、海平面上升、極端天氣事件頻率變化）、評估氣候變化影響和風(fēng)險(xiǎn)評估的主要工具。*支持決策制定：模擬結(jié)果為各國政府制定減排目標(biāo)、設(shè)計(jì)適應(yīng)措施、參與國際氣候談判（如《巴黎協(xié)定》）提供了關(guān)鍵的科學(xué)基礎(chǔ)。*理解氣候系統(tǒng)：通過模擬不同強(qiáng)迫因素的作用，幫助我們深入理解氣候變化的物理機(jī)制、反饋過程和各圈層間的相互作用。*歸因研究：通過比較模擬結(jié)果與觀測，科學(xué)家能夠區(qū)分氣候變化的自然變率與人造因素的貢獻(xiàn)。*特定領(lǐng)域應(yīng)用：可用于模擬氣候變化對農(nóng)業(yè)、水資源、生態(tài)系統(tǒng)、人類健康、海岸帶等特定領(lǐng)域的影響，為這些領(lǐng)域的規(guī)劃和風(fēng)險(xiǎn)管理提供信息。*局限性：*不確定性：由于模式、數(shù)據(jù)和外部強(qiáng)迫的不確定性，氣候模擬結(jié)果存在一定程度的誤差和不可預(yù)測性，尤其是在長期和區(qū)域尺度上。*計(jì)算成本：運(yùn)行高分辨率、復(fù)雜的大氣-海洋-陸面耦合模型需要巨