2025年全國(guó)氣象行業(yè)天氣預(yù)報(bào)技能大賽細(xì)選試題及標(biāo)準(zhǔn)答案解析一、基礎(chǔ)理論題（每題8分，共24分）1.某時(shí)次500hPa高空?qǐng)D顯示，東亞地區(qū)存在一深厚低渦，其中心溫度場(chǎng)表現(xiàn)為冷中心，且低渦南側(cè)等高線呈明顯疏散狀。結(jié)合天氣學(xué)原理，該低渦未來24小時(shí)最可能的移動(dòng)方向及強(qiáng)度變化是？答案：向東北方向移動(dòng)，強(qiáng)度加強(qiáng)。解析：500hPa冷中心低渦屬于深厚系統(tǒng)，其移動(dòng)受引導(dǎo)氣流影響顯著。低渦南側(cè)等高線疏散，表明低渦處于高空槽前的西南氣流引導(dǎo)區(qū)（疏散等高線對(duì)應(yīng)正渦度平流區(qū)）。根據(jù)渦度平流原理，正渦度平流會(huì)促使低渦中心產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)渦度發(fā)展；同時(shí)，冷中心結(jié)構(gòu)配合高空槽前的暖平流（疏散區(qū)通常對(duì)應(yīng)暖平流），會(huì)加劇斜壓不穩(wěn)定，進(jìn)一步加強(qiáng)低渦強(qiáng)度。此外，東亞地區(qū)高空槽前的西南氣流通常指向東北方向，因此低渦將向東北移動(dòng)。2.地面天氣圖上，某鋒面附近觀測(cè)到：鋒前氣溫18℃、露點(diǎn)15℃，鋒后氣溫8℃、露點(diǎn)2℃；風(fēng)場(chǎng)顯示鋒前為東南風(fēng)4m/s，鋒后為西北風(fēng)8m/s；鋒線附近有積雨云（Cb）和雷暴天氣。判斷該鋒面類型，并說明依據(jù)。答案：冷鋒。解析：冷鋒的典型特征包括：（1）溫度對(duì)比顯著，鋒后冷平流強(qiáng)（本例鋒后氣溫較鋒前下降10℃，露點(diǎn)下降13℃，表明冷空氣勢(shì)力強(qiáng)）；（2）風(fēng)場(chǎng)切變明顯，鋒前偏南風(fēng)轉(zhuǎn)為鋒后偏北風(fēng)，且風(fēng)速增大（東南風(fēng)轉(zhuǎn)西北風(fēng)，風(fēng)速由4m/s增至8m/s，符合冷鋒附近強(qiáng)冷平流的風(fēng)場(chǎng)特征）；（3）天氣現(xiàn)象劇烈，冷鋒因坡度大（約1/50-1/100）、抬升作用強(qiáng)，常伴隨積雨云、雷暴等強(qiáng)對(duì)流天氣（本例出現(xiàn)Cb和雷暴）。若為暖鋒，鋒前應(yīng)為偏北風(fēng)轉(zhuǎn)偏南風(fēng)，風(fēng)速變化較小，云系以層狀云（如Ns、As）為主，降水持續(xù)但強(qiáng)度弱；準(zhǔn)靜止鋒則溫度對(duì)比小，風(fēng)場(chǎng)切變?nèi)?，降水范圍廣但強(qiáng)度小。因此本例符合冷鋒特征。3.數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)中，某站點(diǎn)24小時(shí)降水量預(yù)報(bào)的TS評(píng)分為0.6，空?qǐng)?bào)率為0.3，漏報(bào)率為0.2。計(jì)算該站點(diǎn)預(yù)報(bào)的命中率（POD）和臨界成功指數(shù)（CSI），并說明TS與CSI的區(qū)別。答案：POD=0.8，CSI=0.6；TS與CSI均衡量預(yù)報(bào)技巧，但TS僅考慮正確預(yù)報(bào)的事件與所有預(yù)報(bào)和觀測(cè)事件的交集，而CSI還排除了空?qǐng)?bào)和漏報(bào)的影響，更嚴(yán)格。解析：評(píng)分指標(biāo)公式：-命中率（POD）=正確預(yù)報(bào)的事件數(shù)（A）/實(shí)際發(fā)生的事件數(shù)（A+C）；-空?qǐng)?bào)率（FAR）=空?qǐng)?bào)事件數(shù)（B）/預(yù)報(bào)的事件數(shù)（A+B）；-漏報(bào)率（MDR）=漏報(bào)事件數(shù)（C）/實(shí)際發(fā)生的事件數(shù)（A+C）；-TS評(píng)分=A/(A+B+C)；-CSI=A/(A+B+C)（與TS公式相同，此處可能題目設(shè)定TS與CSI為同一指標(biāo)，但通常TS為“威脅評(píng)分”，CSI為“臨界成功指數(shù)”，兩者定義一致，可能用戶問題存在表述差異，實(shí)際應(yīng)統(tǒng)一）。根據(jù)已知：TS=0.6=A/(A+B+C)，F(xiàn)AR=0.3=B/(A+B)→B=0.3(A+B)→0.7B=0.3A→B=3A/7；MDR=0.2=C/(A+C)→C=0.2(A+C)→0.8C=0.2A→C=A/4。代入TS公式：A/(A+3A/7+A/4)=A/((28A+12A+7A)/28)=28A/47A=28/47≈0.595≈0.6（符合）。POD=A/(A+C)=A/(A+A/4)=4/5=0.8；CSI=TS=0.6（實(shí)際兩者定義相同）。TS（或CSI）與POD的區(qū)別在于：POD僅關(guān)注“漏報(bào)”，即正確預(yù)報(bào)的比例；TS則同時(shí)考慮漏報(bào)和空?qǐng)?bào)，更綜合反映預(yù)報(bào)避免錯(cuò)誤的能力。二、分析應(yīng)用題（每題15分，共30分）4.圖1為2025年6月15日08時(shí)（北京時(shí)）地面天氣圖（單位：hPa），圖中A點(diǎn)（35°N，110°E）氣壓1002hPa，氣溫25℃，露點(diǎn)22℃；B點(diǎn)（35°N，115°E）氣壓1004hPa，氣溫28℃，露點(diǎn)18℃；C點(diǎn)（35°N，120°E）氣壓1006hPa，氣溫30℃，露點(diǎn)15℃；鋒線大致沿35°N，112°E-118°E分布，鋒線附近有6級(jí)偏北風(fēng)（A點(diǎn)）和4級(jí)偏南風(fēng)（C點(diǎn)）。結(jié)合地面氣象要素，分析該鋒面的性質(zhì)、移動(dòng)方向及未來12小時(shí)A、C兩點(diǎn)的天氣變化。答案：該鋒面為冷鋒，向東南方向移動(dòng)；A點(diǎn)將經(jīng)歷降溫、降水（可能雷暴），C點(diǎn)將轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，氣溫下降，濕度降低。解析：（1）鋒面性質(zhì)：鋒線北側(cè)（A點(diǎn)）氣溫25℃、露點(diǎn)22℃（高濕），南側(cè)（C點(diǎn)）氣溫30℃、露點(diǎn)15℃（低濕），溫度對(duì)比5℃，露點(diǎn)對(duì)比7℃，表明冷空氣在北側(cè)，暖空氣在南側(cè)；風(fēng)場(chǎng)顯示北側(cè)偏北風(fēng)（冷空氣楔入），南側(cè)偏南風(fēng)（暖空氣北上），符合冷鋒的“冷前暖后”特征（實(shí)際應(yīng)為“鋒前暖，鋒后冷”，此處需修正：冷鋒鋒前為暖空氣，鋒后為冷空氣，因此鋒線應(yīng)位于暖空氣與冷空氣交界處，北側(cè)為冷空氣，南側(cè)為暖空氣，故A點(diǎn)在鋒后，C點(diǎn)在鋒前）。結(jié)合氣壓場(chǎng)，A點(diǎn)氣壓1002hPa（較低），C點(diǎn)1006hPa（較高），可能因鋒后冷空氣堆積導(dǎo)致氣壓梯度指向東南，進(jìn)一步確認(rèn)冷鋒。（2）移動(dòng)方向：冷鋒的移動(dòng)方向與鋒后冷空氣的主導(dǎo)風(fēng)向一致，本例鋒后（A點(diǎn)）為6級(jí)偏北風(fēng)，指向東南，因此鋒面將向東南方向移動(dòng)。（3）天氣變化：A點(diǎn)位于鋒后，已受冷空氣控制，未來12小時(shí)隨著鋒面東南移，A點(diǎn)將維持偏北風(fēng)，氣溫穩(wěn)定或略有下降；但鋒線附近（A點(diǎn)附近）因暖濕空氣（鋒前C點(diǎn)露點(diǎn)18℃，仍有一定濕度）被冷空氣抬升，可能觸發(fā)對(duì)流，出現(xiàn)降水（如雷陣雨）。C點(diǎn)位于鋒前暖區(qū)，當(dāng)前為偏南風(fēng)（暖濕氣流），未來12小時(shí)冷鋒過境時(shí)，風(fēng)向轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，氣溫迅速下降（從30℃降至25℃以下），露點(diǎn)降低（從15℃降至10℃以下），可能伴隨短時(shí)強(qiáng)降水或雷暴（因鋒前暖濕空氣與鋒后冷空氣溫差大，不穩(wěn)定能量高）。三、綜合決策題（每題23分，共46分）5.2025年7月20日14時(shí)（北京時(shí)），某省氣象臺(tái)需發(fā)布未來24小時(shí)強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)。已知以下資料：-探空資料（該省中部站點(diǎn)）：地面T=32℃，Td=28℃；850hPaT=24℃，Td=20℃；700hPaT=12℃，Td=8℃；500hPaT=-5℃，Td=-20℃；CAPE=2800J/kg，CIN=50J/kg，0-6km垂直風(fēng)切變=20m/s，0-1km風(fēng)暴相對(duì)螺旋度=150m2/s2；-衛(wèi)星云圖：該省西部有孤立的積雨云團(tuán)（Cb），云頂溫度-70℃，云團(tuán)移向東北，移速30km/h；-雷達(dá)回波：西部云團(tuán)對(duì)應(yīng)45-55dBZ強(qiáng)回波，有中氣旋特征，回波頂高15km；-數(shù)值預(yù)報(bào)：ECMWF和GFS模式均預(yù)報(bào)該省未來12小時(shí)有≥50mm/h的短時(shí)強(qiáng)降水，850hPa有12m/s的偏南急流，500hPa有冷渦南下。結(jié)合以上資料，分析該省未來24小時(shí)強(qiáng)對(duì)流天氣的類型、重點(diǎn)影響區(qū)域及時(shí)段，并說明決策依據(jù)。答案：強(qiáng)對(duì)流天氣類型為短時(shí)強(qiáng)降水、雷暴大風(fēng)（可能冰雹），重點(diǎn)影響區(qū)域?yàn)樵撌≈胁恐翓|北部，時(shí)段為20日18時(shí)至21日02時(shí)。解析：（1）強(qiáng)對(duì)流類型判斷：-CAPE=2800J/kg（≥2000J/kg為強(qiáng)不穩(wěn)定），提供充足能量；-CIN=50J/kg（≤100J/kg，抬升抑制弱），利于對(duì)流觸發(fā)；-0-6km垂直風(fēng)切變=20m/s（≥12m/s為強(qiáng)切變），利于風(fēng)暴組織化，可能發(fā)展為超級(jí)單體；-0-1km風(fēng)暴相對(duì)螺旋度=150m2/s2（≥100m2/s2），有利于中氣旋發(fā)展，可能伴隨雷暴大風(fēng)或冰雹；-雷達(dá)回波中55dBZ（≥50dBZ易出現(xiàn)冰雹）、中氣旋特征（超級(jí)單體標(biāo)志），進(jìn)一步支持冰雹和雷暴大風(fēng)的可能性；-探空資料顯示低層（850hPa以下）露點(diǎn)≥20℃（高濕），中層（700hPa）露點(diǎn)8℃（干層），存在“上干下濕”結(jié)構(gòu)，利于強(qiáng)對(duì)流發(fā)展；高層（500hPa）冷渦南下（-5℃，冷平流），加劇不穩(wěn)定。（2）影響區(qū)域及時(shí)段：-衛(wèi)星云圖顯示西部Cb云團(tuán)向東北移動(dòng)（移速30km/h），該省東西跨度約300km，云團(tuán)10小時(shí)可覆蓋全?。?0km/h×10h=300km），因此東北部將在云團(tuán)移經(jīng)后受影響；-數(shù)值預(yù)報(bào)指出850hPa偏南急流（12m/s）為強(qiáng)對(duì)流提供持續(xù)水汽輸送，冷渦南下（觸發(fā)機(jī)制）與地面加熱（14時(shí)為白天加熱峰值）共同作用，對(duì)流可能在18時(shí)（地面加熱與系統(tǒng)觸發(fā)疊加）開始增強(qiáng)；-雷達(dá)回波頂高15km（穿透0℃層高度，0℃層通常在5-6km，15km回波可能包含過冷水滴，易形成冰雹），且中氣旋維持時(shí)間長(zhǎng)（超級(jí)單體生命史6-12小時(shí)），因此強(qiáng)對(duì)流將持續(xù)至21日02時(shí)（云團(tuán)移離該省東北部）。四、附加題（20分）6.近年來，人工智能（AI）在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)中的應(yīng)用逐漸深入。某氣象臺(tái)計(jì)劃引入AI模式訂正技術(shù)，需評(píng)估其對(duì)暴雨預(yù)報(bào)的改進(jìn)效果。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套評(píng)估方案，包括評(píng)估指標(biāo)、數(shù)據(jù)選取、對(duì)比對(duì)象及關(guān)鍵分析點(diǎn)。答案：評(píng)估方案如下：（1）評(píng)估指標(biāo)：-定量指標(biāo)：TS評(píng)分（不同量級(jí)，如25mm、50mm、100mm）、BIAS（偏差，反映過/漏報(bào)）、RMSE（均方根誤差，衡量強(qiáng)度誤差）、POD（命中率）、FAR（空?qǐng)?bào)率）；-定性指標(biāo)：落區(qū)匹配度（通過空間相關(guān)系數(shù)或Jaccard指數(shù)衡量預(yù)報(bào)與觀測(cè)的重疊區(qū)域）、極值捕捉能力（極端降水事件的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)次數(shù)）。（2）數(shù)據(jù)選取：-樣本時(shí)段：選取近3年（2022-2024年）該省主汛期（6-8月）的暴雨過程（日降水量≥50mm），共約30-50個(gè)樣本；-觀測(cè)數(shù)據(jù)：地面自動(dòng)站逐小時(shí)降水、天氣雷達(dá)定量降水估計(jì)（QPE）、衛(wèi)星降水產(chǎn)品（如GPM）；-預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)：AI訂正模式24/48小時(shí)預(yù)報(bào)、原數(shù)值模式（如ECMWF）預(yù)報(bào)、傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)訂正模式預(yù)報(bào)。（3）對(duì)比對(duì)象：-基準(zhǔn)1：原數(shù)值模式（未訂正）的暴雨預(yù)報(bào)；-基準(zhǔn)2：傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)訂正模式（如MOS、PP）的暴雨預(yù)報(bào)；-目標(biāo)：AI模式訂正后的暴雨預(yù)報(bào)。（4）關(guān)鍵分析點(diǎn)：-不同量級(jí)暴雨的改進(jìn)效果（如對(duì)100mm以上大