2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——?dú)庀髷?shù)據(jù)處理與模型驗(yàn)證技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪種氣象要素的觀測誤差主要來源于儀器本身的結(jié)構(gòu)和原理？（）A.氣溫B.水汽壓C.風(fēng)速D.地面氣壓2.在氣象數(shù)據(jù)處理中，用于識別并剔除明顯錯誤記錄的方法通常稱為？（）A.數(shù)據(jù)插補(bǔ)B.數(shù)據(jù)平滑C.質(zhì)量控制D.數(shù)據(jù)壓縮3.對時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢剔除后，剩余部分主要包含？（）A.長期趨勢B.周期性變化C.隨機(jī)波動D.系統(tǒng)性偏差4.在氣象學(xué)中，使用Kriging插值方法時，需要預(yù)先確定的參數(shù)是？（）A.數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量B.半變異函數(shù)C.插值點(diǎn)的海拔高度D.預(yù)測要素的背景場5.評估短期天氣預(yù)報準(zhǔn)確性的常用統(tǒng)計指標(biāo)是？（）A.線性回歸系數(shù)B.相關(guān)系數(shù)C.偏差D.絕對誤差6.比較兩組數(shù)據(jù)（如觀測值和預(yù)報值）平均值的差異是否顯著的統(tǒng)計檢驗(yàn)方法是？（）A.方差分析B.t檢驗(yàn)C.卡方檢驗(yàn)D.相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)7.當(dāng)氣象要素的預(yù)報值系統(tǒng)性低于實(shí)況值時，稱預(yù)報存在？（）A.正偏差B.負(fù)偏差C.系統(tǒng)性誤差D.隨機(jī)誤差8.計算預(yù)報絕對誤差的平均值，用于衡量預(yù)報平均偏離程度的是？（）A.均方根誤差B.平均絕對誤差C.標(biāo)準(zhǔn)差D.平均偏差9.在模型驗(yàn)證中，時間序列預(yù)報值與觀測值完全一致的情況下，其連續(xù)性檢驗(yàn)指標(biāo)H（θ）的值為？（）A.0B.1C.-1D.θ10.下列哪種模型驗(yàn)證方法主要用于評估預(yù)報概率的準(zhǔn)確性？（）A.RMSEB.CRPSC.TS評分D.Bias評分二、填空題1.氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的主要目的是確保數(shù)據(jù)的________和________。2.插值是用于估算未知點(diǎn)氣象要素值的方法，常用的插值方法有________和________。3.統(tǒng)計診斷是指利用統(tǒng)計方法分析氣象要素的________、________和________等特征。4.氣象模型驗(yàn)證中最基本的要求是觀測數(shù)據(jù)與預(yù)報數(shù)據(jù)在________和________上具有可比性。5.相關(guān)系數(shù)（R）的取值范圍介于________和________之間，其絕對值越大表示線性關(guān)系越強(qiáng)。6.概率評分（如TS評分）是衡量集合預(yù)報或概率預(yù)報準(zhǔn)確性的常用指標(biāo)，其值越接近________越好。7.質(zhì)量控制流程通常包括數(shù)據(jù)檢查、異常值識別和________三個主要步驟。8.均方根誤差（RMSE）對________更敏感，即更能反映較大的誤差。9.氣象數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換是不同氣象系統(tǒng)或應(yīng)用之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的必要環(huán)節(jié)，常見的格式有________和________。10.模型驗(yàn)證的不確定性可能來源于數(shù)據(jù)質(zhì)量、模型自身能力以及________等因素。三、名詞解釋1.數(shù)據(jù)插補(bǔ)2.統(tǒng)計診斷3.偏差(Bias)4.均方根誤差(RMSE)5.概率評分(TS評分)四、簡答題1.簡述氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制中識別異常值常用的兩種方法及其原理。2.簡述選擇氣象要素插值方法時應(yīng)考慮的主要因素。五、計算題1.某地觀測到5天的氣溫數(shù)據(jù)（單位：℃）分別為：[20,22,21,23,25]。某模型預(yù)報的相應(yīng)氣溫（單位：℃）分別為：[19,21,20,24,23]。計算這5天預(yù)報的均方根誤差（RMSE）和平均絕對誤差（MAE）。2.對某氣象要素的24小時預(yù)報概率和實(shí)況概率如下表所示（只列出部分?jǐn)?shù)據(jù)，表示預(yù)報概率為該等級的頻率百分比）：|實(shí)況概率等級(%)|預(yù)報概率(%)||:---------------|:-----------||0|5||5|10||10|15||...|...||95|90||100|95|（注：此處無完整表格，請假設(shè)為完整的概率評分表，題目應(yīng)改為：根據(jù)上表數(shù)據(jù)，計算該次預(yù)報的TS評分。）假設(shè)根據(jù)上表數(shù)據(jù)計算得到TS評分為0.85。請解釋TS評分的含義，并說明該評分值表示預(yù)報結(jié)果的質(zhì)量處于什么水平？（無需實(shí)際計算）六、論述題結(jié)合氣象數(shù)據(jù)處理和模型驗(yàn)證的具體實(shí)例，論述進(jìn)行嚴(yán)格數(shù)據(jù)質(zhì)量控制對于獲得可靠模型驗(yàn)證結(jié)果的重要性。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.B6.B7.B8.B9.B10.C二、填空題1.準(zhǔn)確性，一致性2.插值，外推3.分布特征，統(tǒng)計特性，空間結(jié)構(gòu)4.時間，空間5.-1，+16.17.修正或剔除8.大誤差9.GRIB，NetCDF10.概率預(yù)報技巧三、名詞解釋1.數(shù)據(jù)插補(bǔ)：指利用已知數(shù)據(jù)點(diǎn)的信息，通過某種方法估算未知數(shù)據(jù)點(diǎn)氣象要素值的技術(shù)。2.統(tǒng)計診斷：指利用統(tǒng)計方法分析氣象要素的分布特征、統(tǒng)計特性（如均值、方差、相關(guān)系數(shù)）和空間結(jié)構(gòu)等特征的過程。3.偏差(Bias)：指預(yù)報值或觀測值集合的平均值與真實(shí)值之間的系統(tǒng)性差異，即預(yù)報存在系統(tǒng)性高估或低估。4.均方根誤差(RMSE)：指預(yù)報值與觀測值之差的平方和的平均值的平方根，是衡量預(yù)報平均絕對誤差的一種常用指標(biāo)，對大誤差更敏感。5.概率評分(TS評分)：又稱TSS（ThresholdScore），是衡量集合預(yù)報或概率預(yù)報準(zhǔn)確性的常用指標(biāo)，計算公式為TS=(B-D)/(B+D)，其中B為事件發(fā)生時的預(yù)報成功率，D為事件不發(fā)生時的預(yù)報失敗率，其值越接近1表示預(yù)報準(zhǔn)確性越高。四、簡答題1.識別異常值方法及其原理：*閾值法（或絕對值法）：原理是設(shè)定一個合理的閾值范圍，數(shù)據(jù)點(diǎn)超出此范圍則被視為異常值。適用于對數(shù)據(jù)分布了解較少或要求不高的場景。*標(biāo)準(zhǔn)化法（或Z-score法）：原理是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，通常認(rèn)為絕對值大于某個閾值（如2或3）的數(shù)據(jù)點(diǎn)為異常值。適用于數(shù)據(jù)近似正態(tài)分布的情況。2.選擇氣象要素插值方法時應(yīng)考慮的主要因素：*數(shù)據(jù)分布特征：數(shù)據(jù)是空間連續(xù)分布還是離散點(diǎn)狀分布。*鄰域范圍：未知點(diǎn)周圍有多少可靠的鄰近觀測點(diǎn)。*地形影響：研究區(qū)域的地形復(fù)雜程度。*要素性質(zhì)：不同氣象要素（如風(fēng)、氣壓、降水）的空間依賴性不同。*計算效率：方法的計算復(fù)雜度和所需計算時間。*精度要求：對插值精度的要求高低。五、計算題1.計算RMSE和MAE：*預(yù)報值(P)=[19,21,20,24,23]*觀測值(O)=[20,22,21,23,25]*誤差(E)=P-O=[-1,-1,-1,1,-2]*誤差平方(E2)=[1,1,1,1,4]*誤差平方和=1+1+1+1+4=8*RMSE=sqrt(誤差平方和/n)=sqrt(8/5)≈1.26*絕對誤差(|E|)=[1,1,1,1,2]*MAE=絕對誤差和/n=(1+1+1+1+2)/5=6/5=1.202.TS評分含義及水平判斷：*含義：TS評分是衡量集合預(yù)報或概率預(yù)報準(zhǔn)確性的指標(biāo)