兰大《数值天气预报》17春平时作业123答案
兰大《数值天气预报》17春平时作业1一、单选题：
二、多选题：
1.( )是用差分方法求微分方 (满分:4)
A. 相容性
B. 收敛性
C. 稳定性
D. 特殊性
三、判断题：
1.动力初始化方法的优点是综合利用了观测资料中的风压场信息，所得到的初值与模式也具有较好的动力协调性 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
2.利用这一严谨方程组，试图同时预报出不同尺度大气运动状态的演变，几乎是不可能的 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
3.在数值模式中合理引入这两种凝结过程，一方面可预报云和降水等重要天气现象，另一方面也可以描写凝结潜热释放对大气运动过程的反馈作用 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
4.早期的业务模式多为准地转模式，因平衡模式，特别是非线性模式计算量太大，预报效果也没太大改善，因而没有被用来做业务须报 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
5.一些新的初值处理方法，则更加强调初值与模式物理过程之间的协调洼，提出门干绝热初始化或物理初始化的概念 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
6.对于一个线性微分方程的是定初值问题，若其差分方程是相容的，稳定性条件是收敛性的充分与必要条件。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
7.正规模初始化方法并不是直接调整初始时刻的分析场，而是先将模式动力方程组线性化，决定出它的正规模，即线性化方程组中空间算符的特征函数，再将场变量按这些函数展开，可将原方程变换为关于展开系数的方程，最后按一定的初始化约束条件对快波的展开系数作适当的修正，即可使初始场中的快波被滤除或受到限制 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
8.在局地直角坐标系中，球面引起的i，j，k的空间变化不考虑，即将球面的一部分视为平面了，因此球坐标系运动方程中，含地球曲率的各项均可忽略不计。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
9.连续空间点就由离散网格点代替了，我们不再求连续空间中任一点的解，只求离散网格点上的解。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
10.计算不稳定计算不稳定现象只在非线性差分方程中才出现．它不能简单的用缩短时间步长来消除，它几乎与计算中采用的空间网格距无关。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
11.声速是慢波 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
12.动力法缺陷是不能对大量非模式变量的资料(如卫星探测辐射率，雷达回波，降水量资料等)直接进行同化 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
13.早期的数值天气预报主要是利用来自全球各地气象观测站的常规气象资料，通过客观分析，将这些不规则分布的观测资料插值到规则网格点上，经过必要的协调处理后，为数值模式提供初值 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
14.原始方程模式同时描写了大气运动的准地转演变过程和地转适应过程，这是与过滤模式最基本的区别 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
15.静力方程的差分格式与气压梯度力的差分格式相协调才能最大限度地提高气压梯度力的计算精度。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
16.动力初始化方法是借助于原始方程模式本身具有的动力特征(例如能描写地转适应过程)，经过一些合理的步骤，使重力惯性波被阻尼或过滤，从而得到接近大尺度平衡的初值 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
17.p坐标系适用于等压面分析，连续方程变为诊断方程且是线性的，水平气压梯度力正比于等压面坡度，也是线性项 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
18.用测站观测资料获得网格点上初始资料时，因观测误差，插值误差等不会造成虚假的小尺度扰动 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
19.大气是一种连续介质，大气运动无论在空间上还是时间上都具有广阔的尺度谱 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
20.在数值的计算中，固有舍入误差，也会产生这种波动分量而导致计算不稳定。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
21.截断误差的阶愈高，从数学上来看，差分近似精度就愈低 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
22.平衡方程常用于确定原始方程模式的初值 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
23.从物理上考虑，有限区域模式的水平侧边界条件应该是不随时间变化的 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
24.低纬地区气压观测资料较少，而测风资料较多，一般是用风场来求气压场 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
《数值天气预报》17春平时作业2
一、单选题：
二、多选题：
1.约束条件的函数极值问题有三种求解方法：( ) (满分:4)
A. 约束条件消除法
B. Lagrange乘数法
C. 补偿法
三、判断题：
1.计算不稳定计算不稳定现象只在非线性差分方程中才出现．它不能简单的用缩短时间步长来消除，它几乎与计算中采用的空间网格距无关。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
2.静力平衡大气中仍然可以产生一种沿水平方向传播的特殊的声波(即Lamb波)，它具有外波性质，如果下边界取齐次边界条件，不可滤去比lamb波 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
3.数字滤波方法在原理和方法上都很简洁，可适用于各种不同的模式，在调整风压场的同时，也对温度场和水汽场进行调整，对初始风压场不平衡和湿物理过程所激发出的重力惯注波有很好的过滤作用，能得到与模式物理过程相协调的初值 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
4.水平侧边界条件更不易正确给出，也容易出现虚假的水平散度，从而会激发出虚假的重力惯性波，这表明原始方程模式对初值特别敏感，若不加抑制，将导致计算失败 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
5.用差分方法求解时，因截断误差、舍入误差．也会出现小尺度扰动，这些小尺度扰动还会因线性计算不稳定和非线性计算不稳定虚假地增长起来，致使计算失败 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
6.风场中考虑并引入合理的辐散部分是十分必要的 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
7.早期的业务模式多为准地转模式，因平衡模式，特别是非线性模式计算量太大，预报效果也没太大改善，因而没有被用来做业务须报 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
8.研究和试验结果表明，初始条件和边界条件的处理方法对数值天气预报的质量有直接影响 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
9.满足守恒条件众多，差分格式愈复杂 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
10.一般将保持能量守恒的差分方程称为能量守恒格式，保持能量和位涡拟能守恒的差分方程称能量和饱禺拟能守恒格式等等。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
11.数值模式的初始条件是指初始时刻各气象要素场在规则网格点上的值，简称初始场或初值 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
12.控制模式大气运动的方程组称为“大气模式”或“预报模式”，它自然是严谨方程组的简化形式。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
13.在数值的计算中，固有舍入误差，也会产生这种波动分量而导致计算不稳定。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
14.A很小时，物理解的振幅近于解析解振幅A，计算解振幅则很小。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
15.一方面小尺度运动的发生发展需要一定的大尺度环境条件，另一方而小尺度运动发生发展后又会引起大尺度环境场的变化，即对大尺度运动具有反馈作用 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
16.热力学第一定律描述了能量守恒原理。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
17.动力初始化方法的优点是综合利用了观测资料中的风压场信息，所得到的初值与模式也具有较好的动力协调性 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
18.所谓变分平衡初值就是利用平衡方程为约束条件的一种变分初姑化方法 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
19.静力方程的截断误差不会影响气压梯度力的计算精度 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
20.所谓正规模，是指正交规范化(即标准化)的波解 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
21.尽管统计动力法是目前数值天气预报业务中行之有效的一种四维资料同化方法，但是这种同化方法仍然存在明显缺陷是将一个同化周期内的所有资料都作为指定时刻的资料使用，不能充分利用多时次资料中所包含的时间演变信息 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
22.为使数值预报天气得以实现，在不失大气运动主要特征的前提下，需要将复杂的大气热力状态与运动状态理想化、简单化，这种简化后的大气模型称为“模式大气” (满分:4)
A. 错误
B. 正确
23.动力初始化方法是借助于原始方程模式本身具有的动力特征(例如能描写地转适应过程)，经过一些合理的步骤，使重力惯性波被阻尼或过滤，从而得到接近大尺度平衡的初值 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
24.在局地直角坐标系中，球面引起的i，j，k的空间变化不考虑，即将球面的一部分视为平面了，因此球坐标系运动方程中，含地球曲率的各项均可忽略不计。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
《数值天气预报》17春平时作业3
一、单选题：
二、多选题：
1.数值积分基本方程组常用的方法是( )。 (满分:4)
A. 有限差分方法
B. 有限元方法
C. 有限体积方法
D. 谱方法
三、判断题：
1.若格点很大，用消去法或矩阵求逆等方法求其精确解，要花费很多的计算时间。在数值预报中常用张弛法，即用逐次遇近方法或称迭代方法来求解 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
2.静力初始化方法最为简单，在早期的过滤模式中被普通采用，不足之处是不能充分利用观测资料中的有效信息 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
3.任何一个固定在地球上并与地球一同旋转的参考系，乃是—旋转参考系。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
4.动力初始化方法的优点是综合利用了观测资料中的风压场信息，所得到的初值与模式也具有较好的动力协调性 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
5.通过资料同化，有效地综合利用各种不同时次、不同类型的观测资料，是改进初始场质量和提高数值天气预报水平的一条重要途径。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
6.低纬地区气压观测资料较少，而测风资料较多，一般是用风场来求气压场 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
7.声速是慢波 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
8.如果对于一确定的时间，在给定的积分区域内，当空间和时间步长趋于零时，差分方程的解逼近微分方程的解（即解得截断误差趋于零），则称差分方程是收敛的 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
9.动力迭代法的最大好处是通过风压场的自动调整，不能有效地阻尼重力惯性波的高频部分 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
10.水平侧边界条件更不易正确给出，也容易出现虚假的水平散度，从而会激发出虚假的重力惯性波，这表明原始方程模式对初值特别敏感，若不加抑制，将导致计算失败 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
11.研究和试验结果表明，初始条件和边界条件的处理方法对数值天气预报的质量有直接影响 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
12.—般说来，截断误差关于空间步长的数量级愈高，有限差分近似精度就愈高 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
13.静力方程的差分格式与气压梯度力的差分格式相协调才能最大限度地提高气压梯度力的计算精度。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
14.为了减小边界附近要素的水平梯度，抑制这种边界所引起的计算波，可采用所谓的海绵边界条件，即由边界向内一定范围人为设置一个过渡区，在过渡区外边界，即预报区域边界处取固定边界条件；在过渡区内边界，即过渡区最内一圈上取预报值，而过渡区内格点取下一时步的预报值 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
15.计算不稳定计算不稳定现象只在非线性差分方程中才出现．它不能简单的用缩短时间步长来消除，它几乎与计算中采用的空间网格距无关。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
16.辐散对降水的形成和系统的发展有着重要的作用，实测资料中的地转偏差一部分是由于观测误差和分析不正确造成的，但也有一部分反映了实际大气运动的非地转性质，因此采用严格的地转风或无辐散风作为初姑风场则是不恰当的 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
17.实践表明，气压梯度力本身差分格式的精度对计算结果的影响非常大。因此，设法提高水平气压梯度力的计算精度是根本性措施 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
18.原始方程模式取了准静力平衡近似，滤去了声波(lamb波除外)，保留了大气长波和重力惯性波。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
19.对原始方程作进一步的简化，就可得到滤去声波、重力波的过滤模式——准地转模式和平衡模式，这些模式仍保持了基本方程组原有的各种能量的积分关系 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
20.为消除初值中和计算过程中所产生的没有意义的小扰动，进行空间平滑和时间平滑，以滤去这些小扰动是常用的方法。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
21.一般将保持能量守恒的差分方程称为能量守恒格式，保持能量和位涡拟能守恒的差分方程称能量和饱禺拟能守恒格式等等。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
22.早期的数值天气预报主要是利用来自全球各地气象观测站的常规气象资料，通过客观分析，将这些不规则分布的观测资料插值到规则网格点上，经过必要的协调处理后，为数值模式提供初值 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
23.风场中考虑并引入合理的辐散部分是十分必要的 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
24.对于大气大尺度运动的短时间的数值预报，早期常把实际大气视为绝热的、无新生的干燥大气。 (满分:4)
A. 错误
B. 正确
需要解题参考资料，需要参考资料，需要参考资料，重要的事情说三遍！！
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