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引言

数值天气预报引言随堂测验

1、第一个提出数值预报思想的是（ ）
    a、英国数学家richardson
    b、挪威气象学家bjerknes
    c、美国气象学家charney
    d、瑞典气象学家rossby

2、世界上第一个成功建立的数值天气预报模式是（ ）
    a、大气环流模式
    b、正压原始方程模式
    c、准地转正压模式
    d、海洋环流模式

第1单元 大气运动基本方程组及垂直坐标变换

1.1 旋转参考系中的大气运动方程组随堂测验

1、对于干空气或未饱和湿空气，大气运动方程组包括运动方程、连续方程、热力学方程、状态方程和水汽方程。

2、摩擦力仅在边界层需要考虑，在自由大气中可以忽略不计。

1.2 球坐标、局地直角坐标和p坐标系的大气运动方程组随堂测验

1、研究全球大气运动，适合选取的坐标系是（ ）
    a、球坐标系
    b、局地直角坐标系
    c、p坐标系
    d、sigma坐标系

2、局地直角坐标系和p坐标系都不适合用来研究地形对大气运动的影响。

1.3 sigma坐标系的大气运动方程组随堂测验

1、sigma坐标系方程组中的水平气压梯度力项是由 （ ）组成。
    a、地面气压水平梯度和等sigma面的位势梯度二者之和
    b、地面位势梯度和等sigma面的气压梯度二者之和
    c、等压面位势梯度和等sigma面的气压梯度二者之和
    d、等压面位势梯度和等sigma面的位势梯度二者之和

2、sigma坐标系是为了研究地形对大气运动的影响而提出的。

1.4 数值模式的分类随堂测验

1、数值模式可根据水平运动方程采取的形式将其分为正压模式和斜压模式两类。

大气运动方程组及垂直坐标变换单元测验

1、第一个提出数值预报思想的是（ ）
    a、英国数学家richardson
    b、挪威气象学家bjerknes
    c、美国气象学家charney
    d、瑞典气象学家rossby

2、世界上第一个成功建立的数值天气预报模式是（ ）
    a、大气环流模式
    b、正压原始方程模式
    c、准地转正压模式
    d、海洋环流模式

3、当需要考虑（ ）时，大气运动方程组才需要另外加入水汽方程。
    a、未饱和湿空气
    b、干空气
    c、饱和湿空气
    d、混浊空气

4、以下属于次网格尺度的物理量的是（ ）
    a、气压
    b、摩擦力
    c、气温
    d、风速

5、一般在边界层才需要考虑的力是（ ）
    a、柯氏力
    b、气压梯度力
    c、重力
    d、摩擦力

6、过滤模式由于滤去了（ ），所以不能模拟地转适应过程。
    a、kelvin波
    b、rossby波
    c、重力惯性波
    d、声波

7、表示坐标系连续方程的是（ ）
    a、
    b、
    c、
    d、

8、状态方程是根据（ ）定律建立起来的。
    a、质量守恒定律
    b、气体试验定律
    c、动量守恒定律
    d、能量守恒定律

9、若要研究地形问题，垂直坐标一般选择（ ）？
    a、z坐标系
    b、p坐标系
    c、坐标系
    d、坐标系

10、大气运动方程组中次网格尺度的物理量有（ ）
    a、摩擦力
    b、非绝热加热率
    c、比湿
    d、温度

11、非绝热加热率的来源有（ ）
    a、太阳辐射
    b、感热通量
    c、潜热通量
    d、水汽相变为水
    e、液态水温度降低

12、对于干空气和未饱和湿空气，大气运动方程组包括（ ）
    a、运动方程
    b、连续方程
    c、状态方程
    d、热力学方程
    e、水汽方程

13、表示水平气压梯度力的公式是（ ）
    a、
    b、
    c、
    d、

14、下面的方程是静力平衡方程的是（ ）
    a、
    b、
    c、
    d、

15、下面的方程是状态方程的是（ ）
    a、
    b、
    c、
    d、

16、对于研究全球大气运动，适合选取的坐标系是（ ）坐标系。

17、球坐标系的曲率项是由于地球的（ ）性质造成的。

18、水汽方程是根据（ ）定律建立的。

19、大气运动的热力学方程是根据（ ）定律建立的。

20、由p坐标系构成的坐标系，它们一般需要满足（ ）条件

21、热力学方程中的指的是（ ）。

22、水汽方程中的s指的是（ ）。

第2单元 地图投影坐标系中的大气运动方程组

2.1 地图投影的基本知识随堂测验

1、（ ）按地图比例尺缩小后的图是地图。
    a、映像面
    b、地球表面
    c、映像平面
    d、投影面

2、若22.5ºn和22.5ºs是某种投影的标准纬度，该投影我们一般称为（ ）投影。

2.2 正交曲线坐标系的大气运动方程组随堂测验

1、正交曲线坐标系的坐标轴必须都是曲线。

2、我们推的正交曲线坐标系的方程组是适用于任何正交曲线坐标系的方程组。

2.3 地图投影坐标系中的大气运动方程组随堂测验

1、地图投影z坐标系的水平气压梯度力的公式是（ ）
    a、
    b、
    c、
    d、

2、地图投影z坐标系三个方向的拉密系数正好等于地图放大系数。

地图投影坐标系中的大气运动方程组单元测验

1、对于球面上的微分圆形，投影后哪个为正形投影（ ）
    a、
    b、
    c、
    d、

2、对于数值预报最重要的比例尺是（ ）
    a、映像比例尺
    b、缩小比例尺
    c、实际比例尺
    d、地图比例尺

3、光源放在极点的地图投影是（ ）
    a、兰勃脱投影
    b、麦卡托投影
    c、极射赤面投影
    d、双标准线等角圆锥投影

4、只有一个标准纬度的地图投影是（ ）
    a、兰勃脱投影
    b、麦卡托投影
    c、极射赤面投影
    d、双标准线等角圆锥投影

5、下面对地图放大系数理解错误的是（ ）
    a、地图放大系数又叫映像比例尺
    b、在标准纬度处，地图放大系数为1
    c、地图放大系数随纬度变化，不随经度变化
    d、在影像平面图上，地图放大系数不是常数

6、下面对北半球的极射赤面投影理解错误的是（ ）
    a、它是一种正形切投影
    b、其光源位于南极
    c、标准纬度为北纬60度
    d、其影像平面上，经线为一组由北极点向赤道辐射的射线，纬线为一组以北极点为圆心的同心圆。
    e、在极地和高纬度地区产生的变形较小

7、满足地图投影z坐标系的水平气压梯度力的公式是（ ）
    a、
    b、
    c、
    d、

8、下面哪个公式是兰勃脱投影地图放大系数的计算公式（ ）
    a、
    b、
    c、
    d、

9、对于正交曲线坐标系，理解错误的是（ ）
    a、地图投影坐标系和球坐标系都是正交曲线坐标系的一种
    b、正交曲线坐标系的单位矢量会随空间点位置的变化而变化
    c、正交曲线坐标系三个坐标轴的坐标线元和坐标变元一定不等。
    d、正交曲线坐标系的坐标线元等于拉密系数乘以坐标变元。

10、气象上常用的地图投影有（ ）
    a、兰勃脱投影
    b、麦卡托投影
    c、极射赤面投影
    d、双标准线等角圆锥投影

11、下面对距离l的理解正确的是（ ）
    a、影像平面上网格点到北极点的距离
    b、影像面上纬度处一点到北极点的距离
    c、纬度处一点到北极点的距离
    d、影像面上标准纬度处一点到北极点的距离

12、下面关于圆锥常数k的理解正确的是( )
    a、单位经度圆锥角所张的平面角
    b、单位经度圆锥面所张的平面角
    c、它仅取决于圆锥的几何特征
    d、若一圆锥铺平展开的扇形角为270度，则其圆锥常数为0.75

13、下面对于标准纬度的理解正确的是( )
    a、它是投影面和地球表面相交的纬度
    b、在该处，影像面的距离和地球表面相应的距离相等
    c、在该处，影像比例尺为1
    d、在该处，实际比例尺为1

14、对于拉密系数理解错误的是( )
    a、它是坐标线元与坐标变元的比值
    b、它是矢径沿坐标线变化的大小
    c、拉密系数不随空间点位置的改变而改变，即其是常数
    d、在地图投影坐标系中，拉密系数即是地图放大系数

15、地图投影坐标系的方程组不存在曲率项。

16、在标准纬度处，地图放大系数等于1

17、麦卡托投影主要用于做中纬度地区的大气研究。

18、地球表面按地图比例尺缩小后的图是地图。

19、正形投影能够保证投影过后微小地理区域的形状不变形。

第3单元 数值计算方案

3.1 差分方法和差分格式随堂测验

1、一维线性平流方程中，空间导数的前差差分格式的精度是（ ）的
    a、一阶
    b、二阶
    c、三阶
    d、四阶

2、
    a、
    b、
    c、
    d、

3.2 差分格式的基本性质随堂测验

1、泰勒展开法建立的差分格式一定满足（ ）
    a、稳定性
    b、收敛性
    c、精确性
    d、一致性

3.3 时间积分方法和积分格式随堂测验

1、下列时间积分格式中，（ ）为隐式格式。
    a、
    b、
    c、
    d、

2、欧拉-后差格式因为无计算解的干扰，所以比中央差格式精度高。

3.5 非线性计算稳定性随堂测验

1、大气中某一波动的波长为50公里，在水平网格距为40公里的预报模式中，由于混淆误差的作用，会将其误认为波长为（ ）波动
    a、110km
    b、300km
    c、200km
    d、3000km

2、因为混淆误差是引起非线性不稳定的原因之一，所以只要产生混淆误差，就一定会产生非线性不稳定。

数值计算方案单元测验

1、一维线性平流方程中，空间导数的中央差分格式的精度是（ ）的。
    a、一阶
    b、二阶
    c、三阶
    d、四阶

2、
    a、三阶
    b、四阶
    c、五阶
    d、六阶

3、在时间积分过程中，由于舍入误差的影响，差分解的误差是否随时间增长的问题，是差分格式的（ ）问题。
    a、相容性
    b、收敛性
    c、稳定性
    d、精确性

4、泰勒展开法建立的差分格式一定满足（ ）。
    a、收敛性
    b、稳定性
    c、相容性
    d、精确性

5、
    a、
    b、
    c、绝对稳定
    d、绝对不稳定

6、下列时间积分格式中，（ ）为隐式格式。
    a、
    b、
    c、
    d、

7、能引起计算解误差的时间积分格式是（ ）
    a、中央差格式
    b、梯形格式
    c、后差格式
    d、欧拉-后差格式

8、差分计算结果不可能出现波长为（ ）的波动
    a、
    b、
    c、
    d、

9、大气中某一波动的波长为60公里，在水平网格距为50公里的预报模式中，由于混淆误差的作用，会将其误认为波长为（ ）波动
    a、110 km
    b、300 km
    c、800 km
    d、3000 km

10、
    a、
    b、
    c、
    d、

11、下列时间积分格式中，（ ）是条件稳定的。
    a、
    b、
    c、
    d、

12、用时间差商来代替时间微商时会引起的误差为（ ）
    a、计算解误差
    b、波数误差
    c、频率误差
    d、相速度误差

13、实际工作中通常采用（ ）来抑制和减小计算解带来的影响。
    a、增大时间积分步长
    b、减小时间积分步长
    c、缩小网格距
    d、增加网格距

14、若将研究区间12等分，下面哪2个波非线性相互作用会产生能量的自反馈从而可能引起非线性计算不稳定（选项中的数字表示波数）（ ）
    a、6和4
    b、5和3
    c、5和2
    d、6和3

15、因为混淆误差是引起非线性不稳定的原因之一，所以只要产生混淆误差，就一定会产生非线性不稳定。

16、欧拉-后差格式因为无计算解的干扰，所以比中央差格式精度高。

17、根据lax等价定理，若差分格式满足稳定性，就一定满足收敛性。

18、一阶精度差分格式比二阶精度差分格式精度高。

19、隐式时间积分格式一般是绝对稳定的。

20、任何时间积分格式都会产生频率误差。

21、

22、当时间步长趋于0时，若差分方程的数值解始终是有界值，则差分方程满足稳定性。

23、当空间步长 dx 和时间步长dt 很小时，差分方程的准确解是否逼近微分方程的解，称之为差分格式的（ ）问题。

24、对于线性方程，在有限网格区域下差分格式引起的常见误差有计算解误差，频率误差，波数误差，相速度和（ ）误差。

25、在线性稳定性条件下，由于 而引起的不稳定是非线性不稳定。

26、欧拉-后差格式是 阶精度的。

第4单元 正压原始方程模式

4.1 正压原始方程模式引言随堂测验

1、原始方程模式因为保留了重力惯性波，所以易发生非线性不稳定。

2、实际大气运动包含的两种最基本的动力学过程为准地转演变过程和 过程。

4.2 正压原始方程组随堂测验

1、正压原始方程模式的均匀不可压假定，意味着滤去了大气中的（ ）
    a、重力惯性内波
    b、重力惯性外波
    c、rossby波
    d、声波

2、正压原始方程模式可以用于做自由面的风场和位势高度场的预报。

4.3 正压原始方程组的积分性质随堂测验

1、正压原始方程组满足全球大气总角动量守恒。

2、表示水平气压梯度力对全球模式大气做功的功率。

4.4 正压原始方程组的线性计算稳定性随堂测验

1、对于二维的正压原始方程模式，若空间分辨率d取60公里，重力外波波速c取300m/s, 最大风速u取50m/s，为了保证计算稳定性，则时间积分步长需不超过（ ）
    a、100秒
    b、120秒
    c、200秒
    d、12秒

2、推导线性稳定性判据的目的实质是为了选取时间积分步长。

4.5 正压原始方程组的空间差分格式随堂测验

1、通量方程的一次守恒格式为（ ）
    a、
    b、
    c、
    d、

2、一次守恒格式可以保证正压原始方程模式对区域内总质量守恒的特性。

3、二次守恒格式可以保证正压原始方程模式对区域内总能量守恒的特性。

4.6 空间平滑和滤波随堂测验

1、空间平滑的目的是什么？
    a、滤短波
    b、滤高频波
    c、抑制非线性不稳定
    d、抑制线性不稳定

2、边界平滑是对区域模式的最外一圈格点的平滑。

4.7 正压原始方程组的时间积分格式随堂测验

1、正压原始方程模式的显式时间积分方案用了（ ）时间积分格式？
    a、欧拉后差
    b、后差
    c、梯形
    d、三步法起步的中央差

2、采用隐式格式做预报的缺点是数值计算容易发生非线性不稳定。

第5单元 斜压原始方程模式

5.1 斜压原始方程模式引言随堂测验

1、设计斜压原始方程模式比设计正压原始方程模式多考虑哪些问题？
    a、垂直坐标的选取
    b、垂直空间差分格式的建立
    c、物理过程的处理
    d、如何抑制非线性不稳定

5.2 斜压原始方程组及其积分性质随堂测验

1、斜压原始方程模式描述了大气平均层上的运动。

2、证明斜压原始方程组的积分性质是为了构造守恒的空间差分格式做准备。

5.3 斜压原始方程模式的空间（垂直）差分格式随堂测验

1、斜压原始方程模式中，关于变量的放置可以根据研究问题的需要设计，但是垂直速度一般放在各层的中间面上。

2、空间中央差格式可以保证一次守恒。

5.4 斜压原始方程模式的数值解法及模拟试验随堂测验

1、斜压原始方程组中有几个变量，就必须准备这几个变量的观测值作为模式预报的初始场。

第6单元 初边条件及物理过程参数化

6.1 数值模式中的初始化随堂测验

1、静处理的具体方法包括（ ）
    a、平衡方程
    b、地转关系
    c、资料同化
    d、四维变分

2、资料初始化的方法有（ ）
    a、静力初始化
    b、动力初始化
    c、变分初始化
    d、混合初始化

6.2 数值模式的水平侧边界条件随堂测验

1、影响预报质量的可能因子包括（ ）
    a、初始条件
    b、边界条件
    c、物理过程
    d、模式的分辨率

2、固定边界条件只适合做1-2天短时间的模拟。

6.3 物理过程参数化随堂测验

1、对于不同网格距的大气模式来说，其包含的参数化过程是一样的。

2、大气模式通常将参数化的物理过程包含在大尺度运动的源汇项中。

3、地形作用所引起的大气动力过程通常在模式中进行参数化处理。

6.4 资料同化理论及应用随堂测验

1、资料同化的方法包括（ ）
    a、逐步订正
    b、变分法
    c、最优插值
    d、卡尔曼滤波

2、关于混合资料同化方案的描述正确的是（ ）
    a、可以直接利用变分同化的框架
    b、可以直接利用变分同化的观测算子
    c、可以直接利用变分同化的物理约束和动力平衡关系
    d、混合同化的背景误差协方差结构与变分同化的背景误差协方差完全一致