2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——大氣科學(xué)模型評(píng)估體系在氣象氣候預(yù)測(cè)中的作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項(xiàng)不是大氣科學(xué)模型評(píng)估體系的主要目標(biāo)？A.評(píng)價(jià)模型預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性B.識(shí)別模型系統(tǒng)性偏差C.確定模型預(yù)測(cè)的不確定性范圍D.完全復(fù)制觀測(cè)數(shù)據(jù)的所有細(xì)節(jié)2.在評(píng)估短期天氣預(yù)報(bào)模型時(shí)，通常哪個(gè)指標(biāo)更為關(guān)注？A.氣候傾向率B.偏差（Bias）C.相關(guān)系數(shù)（R）D.絕對(duì)誤差（AE）3.集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)通過(guò)生成多個(gè)不同的初始狀態(tài)或參數(shù)化方案，其核心目的是什么？A.提高計(jì)算效率B.評(píng)估模型對(duì)初始條件的敏感性C.減少模型參數(shù)數(shù)量D.自動(dòng)修正模型誤差4.以下哪項(xiàng)技術(shù)對(duì)于提高模型評(píng)估的可靠性至關(guān)重要，尤其是在數(shù)據(jù)稀疏區(qū)域？A.模式輸出統(tǒng)計(jì)降尺度B.數(shù)據(jù)同化C.降采樣技術(shù)D.積累觀測(cè)數(shù)據(jù)5.氣候預(yù)測(cè)模型（如GCMs）評(píng)估時(shí)，特別關(guān)注哪個(gè)長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)量？A.24小時(shí)預(yù)報(bào)技巧B.降水概率預(yù)報(bào)評(píng)分C.氣候傾向率D.瞬時(shí)溫度絕對(duì)誤差6.模型評(píng)估中使用的“均方根誤差”（RMSE）主要反映了什么的度量？A.模型預(yù)測(cè)的平均偏差B.模型預(yù)測(cè)結(jié)果與觀測(cè)值的平均絕對(duì)差值C.模型預(yù)測(cè)結(jié)果圍繞觀測(cè)值的波動(dòng)程度D.模型預(yù)測(cè)的極端誤差7.將模型預(yù)測(cè)結(jié)果與觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行直接對(duì)比分析時(shí)，需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題是？A.模型是否使用了最新的觀測(cè)數(shù)據(jù)B.兩者時(shí)間尺度和空間分辨率是否一致C.模型開(kāi)發(fā)者是誰(shuí)D.觀測(cè)站點(diǎn)的海拔高度8.評(píng)估大氣科學(xué)模型時(shí)，所謂的“敏感性分析”主要是指？A.檢查模型對(duì)輸入?yún)?shù)微小變化的反應(yīng)程度B.比較不同模型的評(píng)估分?jǐn)?shù)C.識(shí)別模型中的錯(cuò)誤代碼D.驗(yàn)證模型是否能夠復(fù)制真實(shí)世界的極端事件9.導(dǎo)致短期天氣預(yù)報(bào)模型存在“蝴蝶效應(yīng)”的根本原因是什么？A.模式物理參數(shù)化不夠完善B.計(jì)算資源有限C.初始狀態(tài)中微小的觀測(cè)誤差會(huì)隨時(shí)間指數(shù)級(jí)放大D.模式分辨率較低10.在進(jìn)行氣候變化歸因研究時(shí)，模型評(píng)估需要關(guān)注什么？A.模型對(duì)未來(lái)氣候變化的預(yù)測(cè)能力B.模型在模擬自然強(qiáng)迫（如火山爆發(fā)）和人為強(qiáng)迫（如溫室氣體排放）下的差異C.模型預(yù)測(cè)的降水技巧D.模型代碼的編寫(xiě)效率二、填空題（每空2分，共20分）1.大氣科學(xué)模型評(píng)估體系的核心是比較模型預(yù)測(cè)結(jié)果與______數(shù)據(jù)的差異。2.評(píng)估氣候預(yù)測(cè)模型時(shí)，除了看平均誤差，______分析也非常重要。3.模型評(píng)估中常用的______指標(biāo)可以衡量預(yù)報(bào)事件發(fā)生概率與實(shí)際發(fā)生概率的一致性。4.對(duì)于集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)，______是衡量其預(yù)報(bào)集合分散程度和不確定性表示能力的指標(biāo)。5.模型評(píng)估結(jié)果的不確定性可能來(lái)源于______、模式和計(jì)算資源等多個(gè)方面。6.在評(píng)估模式模擬過(guò)去氣候時(shí)，______實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)氣候變化因子響應(yīng)能力的重要方法。7.數(shù)據(jù)同化技術(shù)旨在融合觀測(cè)數(shù)據(jù)與模型預(yù)報(bào)，以提高模型的______和______。8.評(píng)估短期降水預(yù)報(bào)時(shí)，除了看總量，______（例如強(qiáng)降水事件）的預(yù)報(bào)技巧同樣關(guān)鍵。9.識(shí)別模型評(píng)估中的系統(tǒng)性偏差有助于改進(jìn)模型的______。10.隨著計(jì)算能力的提升，未來(lái)大氣科學(xué)模型評(píng)估可能更側(cè)重于______和______的應(yīng)用。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式評(píng)估時(shí)，選擇評(píng)估區(qū)域和評(píng)估時(shí)間范圍應(yīng)考慮的主要因素。2.簡(jiǎn)要說(shuō)明集合預(yù)報(bào)評(píng)分中，CRPS（連續(xù)概率積分平方根）指標(biāo)相比于簡(jiǎn)單評(píng)分（如CRMSE）的優(yōu)勢(shì)。3.解釋模型評(píng)估中，“觀測(cè)系統(tǒng)偏差”（SystematicObservationBias）可能產(chǎn)生的原因及其對(duì)評(píng)估結(jié)果的影響。4.簡(jiǎn)述進(jìn)行模型敏感性試驗(yàn)對(duì)理解模型行為和改進(jìn)模型評(píng)估的意義。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述大氣科學(xué)模型評(píng)估在改進(jìn)天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)和支撐氣候變化研究方面的具體作用和相互聯(lián)系。2.當(dāng)前大氣科學(xué)模型評(píng)估面臨的主要挑戰(zhàn)有哪些？請(qǐng)至少列舉三個(gè)挑戰(zhàn)并簡(jiǎn)要說(shuō)明。3.想象你正在評(píng)估一個(gè)用于預(yù)測(cè)某地區(qū)夏季熱浪事件的集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)。請(qǐng)描述你會(huì)采用哪些評(píng)估方法？你會(huì)重點(diǎn)關(guān)注哪些評(píng)估指標(biāo)？為什么？試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.B5.C6.C7.B8.A9.C10.B二、填空題1.觀測(cè)2.統(tǒng)計(jì)3.接受度（或Reliability）4.集合散度（或EnsembleSpread）5.觀測(cè)6.敏感性7.準(zhǔn)確性，可靠性8.極端事件9.物理過(guò)程（或參數(shù)化方案）10.人工智能，高分辨率模擬三、簡(jiǎn)答題1.評(píng)估區(qū)域的選擇需考慮預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)重點(diǎn)區(qū)域、觀測(cè)資料的覆蓋范圍和質(zhì)量、以及特定天氣現(xiàn)象的發(fā)生區(qū)域。評(píng)估時(shí)間范圍應(yīng)與預(yù)報(bào)時(shí)效相匹配，并考慮季節(jié)性變化對(duì)評(píng)估結(jié)果的影響，通常選擇模型預(yù)報(bào)能力和觀測(cè)系統(tǒng)性能均較穩(wěn)定的時(shí)段。2.CRPS不僅能評(píng)估集合平均預(yù)報(bào)與觀測(cè)之間的平均偏差，還能體現(xiàn)集合成員對(duì)觀測(cè)的散布程度，即集合的多樣性是否反映了真實(shí)的不確定性。對(duì)于連續(xù)變量預(yù)報(bào)（如溫度、降水），CRPS能提供更全面、更可靠的預(yù)報(bào)技巧評(píng)估，尤其在處理非對(duì)稱誤差和極端事件時(shí)優(yōu)于CRMSE等基于均方誤差的指標(biāo)。3.觀測(cè)系統(tǒng)偏差可能源于觀測(cè)儀器本身的系統(tǒng)誤差、觀測(cè)平臺(tái)的誤差（如地面站的海拔差異）、觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的代表性不足或空間分辨率限制、以及數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量控制過(guò)程中的偏差。這些偏差會(huì)系統(tǒng)性地影響觀測(cè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致模型評(píng)估結(jié)果出現(xiàn)偏差，無(wú)法真實(shí)反映模型的預(yù)測(cè)能力。4.模型敏感性試驗(yàn)通過(guò)改變模型輸入?yún)?shù)或運(yùn)行條件，可以識(shí)別模型對(duì)特定因素的反應(yīng)程度，揭示模型行為的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)機(jī)制。這有助于理解模型中可能存在的錯(cuò)誤或簡(jiǎn)化，判斷模型結(jié)果的穩(wěn)健性，從而更有針對(duì)性地改進(jìn)模型物理過(guò)程參數(shù)化方案，提高模型預(yù)測(cè)的可靠性，并使模型評(píng)估結(jié)果更具物理意義。四、論述題1.大氣科學(xué)模型評(píng)估在改進(jìn)天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)方面，通過(guò)定量評(píng)估預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性和可靠性，可以識(shí)別預(yù)報(bào)系統(tǒng)的強(qiáng)項(xiàng)和弱點(diǎn)，為模型改進(jìn)提供依據(jù)，從而提高未來(lái)預(yù)報(bào)的技巧。在氣候變化研究方面，模型評(píng)估是檢驗(yàn)?zāi)Ｐ湍M過(guò)去和當(dāng)前氣候狀態(tài)能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)評(píng)估模型在自然強(qiáng)迫和人為強(qiáng)迫下的表現(xiàn)差異，可以進(jìn)行氣候變化歸因研究，評(píng)估未來(lái)氣候變化情景。這兩方面相互聯(lián)系，準(zhǔn)確的短期預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)有助于改進(jìn)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)模型，而可靠的氣候模型是理解短期天氣現(xiàn)象氣候背景的基礎(chǔ)。2.當(dāng)前大氣科學(xué)模型評(píng)估面臨的主要挑戰(zhàn)包括：觀測(cè)系統(tǒng)本身存在偏差和不確定性，且觀測(cè)資料在時(shí)空分辨率上難以完全滿足高分辨率模型的需求；模式分辨率雖然不斷提高，但仍無(wú)法完全捕捉中小尺度天氣現(xiàn)象的物理過(guò)程，導(dǎo)致模擬與實(shí)況存在差異；計(jì)算資源限制使得進(jìn)行高分辨率、長(zhǎng)時(shí)間尺度的模型模擬和集合預(yù)報(bào)變得非常困難；極端天氣事件的預(yù)測(cè)和歸因仍然面臨巨大挑戰(zhàn)，模型對(duì)其物理機(jī)制的理解和模擬能力仍顯不足；如何有效地量化、融合和管理模型預(yù)測(cè)和觀測(cè)中的各種不確定性，仍是模型評(píng)估領(lǐng)域的重要難題。3.評(píng)估該夏季熱浪預(yù)測(cè)集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)，我會(huì)采用以下方法：首先，選擇熱浪發(fā)生頻次較高的歷史時(shí)段作為評(píng)估期。其次，計(jì)算集合平均預(yù)報(bào)與觀測(cè)的熱浪指標(biāo)（如5天滑動(dòng)平均最高氣溫閾值）進(jìn)行評(píng)分，如CRMSE、R評(píng)分等，評(píng)估整體預(yù)測(cè)技巧。然后，計(jì)算集合散度指標(biāo)（如平均集合標(biāo)準(zhǔn)差或分?jǐn)?shù)階距）來(lái)評(píng)估集合的多樣性是否合理反映了熱浪發(fā)生的不確定性。特別關(guān)注極端熱浪事