邵海燕《数值天气预报》数值天气预报考前回顾

邵海燕《数值天气预报》数值天气预报考前回顾 《格点气象》考前回顾 基本介绍: 《数值天气预报》作为气象学专业的复试科目，占复试总分50分。且考试 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 型比较单一固定，因此考生们只要认真复习，基本上能拿到30-40分左右。但对于此前没有学过这门科目的同学，可能要利用寒假的时间，详细听一下陈海山老师的网络视频课程，方可在开学上面授课的过程中不会遇到很大困难。 本门课的特点是需要同学们理解加记忆，一些计算题只要能理解其实质，其实不难，一通百通。这门课程的实质就是要教会我们如何用计算机去求解大气运动基本方程组，从而定量地预测出未来的天气状况。既然我们已经知道了实质，就不难看出，要达到上述的要求，我们必须先知道大气运动基本方程组在各个坐标系下是怎么 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示的,(第一章)由于大气是类似于一个巨大的球面，那我们在实际求解中我们用的是哪种坐标系，才能将这样一个巨大的球面去表示出来,(第二章)由于基本方程组是高度非线性的，那么它的计算的方案又是什么,(第三章)如何来设计这样的一个计算模式，才能得到理想的预报结果,(第四五六 在设计的过程中对初始数据的要求是什么,小尺度的对大尺度系统的作用项目又是怎么章) 处理的,(第七章)这些都是我们要考虑的问题。本课程就是为了结合考纲 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ，再细分 知识点 高中化学知识点免费下载体育概论知识点下载名人传知识点免费下载线性代数知识点汇总下载高中化学知识点免费下载 ，带着大家对《数值天气预报》这门课有一个回顾。等到开学再开面授课的时候，以下面知识点为主要内容详细展开，希望能在最短时间让大家顺利通过复试。 复习建议: 对于学过这门课的同学，利用寒假时间将这门课的课件(课件我们会放在网盘里，请同学们务必要打印一份)看一遍，对学科的主要内容有一个回顾。对于没有学过这门课的同学，希望能看一下陈海生老师的网络视频公开课 (;courseId=2450)，以作了解。等到要开学的时候，根据面授老师的知识点归纳，逐个击破。 考试题型:填空，名词解释，推导，问答 《数值天气预报》知识点归纳 第一章 大气运动的基本方程组及垂直坐标变换 1、什么是数值天气预报, 2、数值天气预报包含哪些主要内容, 3、大气的基本方程由哪些方程构成, ,4、球坐标系、局地直角坐标系(即Z坐标系)、P坐标系和坐标系的方程组的优缺点,各个坐标系下的方程是怎么样的, 5、上述坐标系之间的推导关系式什么, 6、根据水平运动方程的形式，可将数值模式分为哪几类,过滤模式和原始方程模式有何区别, ，,7、由坐标系的定义推导出p坐标系的垂直速度和坐标系的垂直速度之间所,,, 满足的关系式, 8、请写出水平气压梯度力在σ坐标系下的形式, Ps: 基本概念需要同学们能够熟悉记忆，比如说1,2,3,6。球坐标系的具体推到过程可以不用记忆，但是其与直角坐标系的基本关系式要掌握。 , Z坐标系推导出P坐标系的过程必须掌握。同学们在这一章看完之后一定要对各个坐标系下的方程有一个自己的总结。) 第二章 地图投影坐标系中的大气运动基本方程组 1、 地图投影的基本概念(地图投影放大系数， 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 纬度、正形投影、圆锥常数等) 2、 常见的三种地图投影及其基本特点。熟悉三种地图投影放大系数的公式。如何推到， 要求详细记忆。 3、 正交曲线坐标系的特点及其矢量运算关系式。 4、 拉密系数的概念及意义。地图投影坐标系的拉密系数是什么, 、 如何从正交曲线坐标系的方程推导出地图投影Z坐标系的方程。 5 6、 如何推导地图投影P坐标系的连续方程。 , ,,V7、 请写出水平散度在地图投影坐标系的展开式。 18、 请将气压梯度力表示为地图投影(X，Y, Z , t)坐标系的表达式, ,,p, PS: 此章的难点在于如何去理解正交曲线坐标系，最好的方法是将坐标系的各个基本要素分别类比于直角坐标系去理解，面授课的时候会再详细讲到。以及如何利用正交曲线坐标系对原始方程进行投影。 第三章 数值计算方法 1、 会根据要求建立微分方程对应的差分方程。一阶微分的三种常用的差分格式。以及 二阶差分格式。 、 什么是差分格式的相容性、收敛性和稳定性,如何证明差分格式的线性稳定性判2 据,稳定性判据的物理意义是什么,学会利用Von-Neumann稳定性判别方法来证 明差分格式的计算稳定性。 3、 会建立常用的时间积分格式，它们各有什么特点,二个时间层的积分格式，稳定性 判定，其特点是什么,三个时间层的积分格式，其稳定性判定，其特点是什么, 4、 先要了解什么误差，误差是怎么产生的,对于线性方程，有限网格下差分格式会引 起哪些误差,如何减小这些误差,时间是有哪些误差，空间上有哪些误差, 5、 什么是非线性不稳定，什么是混淆误差,为什么说混淆误差可能是引起非线性不稳 定的原因, ,x,x6、 为什么只有2~4之间的短波才会发生能量的自反馈，从而引起非线性不稳 定, 7、 抑制非线性不稳定的措施主要有哪些, 8、为什么要平滑,如何理解相应函数R,写出平滑系数为S的三点平滑公式，会求解 其响应函数R。当S=1/2时，三点平滑公式有何性能, 9、什么是正逆平滑，为何气象中常要采用正、逆平滑的方案, 10、写出5点平滑公式、9点平滑公式，说明它们的性能差异。 PS: 第三章非常主要，主要讲的是时间和空间积分格式的各种介绍，以及它们的优缺点，和 带来的误差，针对不同的模式要求可以设计不同的积分格式。主要计算题掌握其基本题型， 即可举一反三。 第四章 正压原始方程模式 1、 构造正压原始方程模式的物理条件有哪些,每个物理条件在设计模式时有何意 义, 2、 正压原始方程模式的预报方程组由哪几个方程组成，具体形式如何, 3、 正压原始方程组有哪些主要的积分性质,如何证明其满足全球大气总质量守恒, 4、 正压原始方程组的线性计算稳定条件是什么,说明该表达式的物理意义。 5、 原始方程模式的非线性不稳定问题为何非常突出, 、 什么是守恒的空间差分格式,什么是一次守恒格式，什么是二次守恒格式,为何要6 引入二次守恒格式,会建立简单平流方程和通量方程的一次守恒格式和二次守恒 格式。 ,,,,11x,,,,7、 有 ,，,,AAAAAA,11x11,,,,i，,ji,,ji，,ji,,jd22222,,,, xxxxA,?,A,?,A,?A,?请写出 xxxy 8、 用上述关系，在(i,j)格点处，写出下式可以用于编制程序的表达式: xytxyF，uF，vF,0 txy 9、请写出通量形式正压原始方程组的二次守恒格式和总能量守恒格式。 ,,,,，，zuzuzvz,,,,2*，mu，u,fzv，mgz,0,,,,,,,t,xm,ym,x,,,,，， ,,,,，，zvzuzvz,,,,2*，mv，v，fzu，mgz,0,,,,,,,,,,txmymy,,,,，， ,,,，，zzuzv,,,,2，m，,0,,,, ,,,,,txmym,,,,，， 10、请说明正压原始方程模式的显示格式时间积分方案如何实施。为什么起初要用欧拉 后差格式,为什么积分1小时后要改为中央差格式,由于中央差格式有计算解，我 们采取什么措施去抑制计算解的增长, 11、 什么是三步法时间积分格式,会建立三步法时间积分格式。 du12、什么是半隐式格式,以振动类方程为例，设计一个半隐式格式( ,i,udt 13、绘出正压原始方程模式的计算框图(见《数值天气预报》141页，图4.14)，并作 简单说明。 14、说出正压原始方程模式的主要计算步骤。 、正压原始方程模式性能说明。 15 PS:正压原始方程模式是重要考试内容，要求同学们务必掌握。尤其是设计的思想要理解，熟悉所选取的各种积分格式，为什么要这样选取。 第五章 斜压原始方程模式 1、为何要引入斜压原始方程模式, 2、设计σ坐标系一般应遵循什么原则, 2、若研究绝热运动，且要考虑地形，请设计一个适合研究该运动的的σ坐标系。 3、什么是模式的层，什么是模式的面，预报方程一般应写在什么面上,为何垂直速度 方程不与一般预报方程写在一个面上, PS:斜压原始方程模式主要考察上述几个问题，也不是考试重要点，没有时间的同学主要记忆上述问题的答案即可。可能会考察与正压原始方程模式的有缺点对比。 第六章、 正压涡度方程谱模式 1、谱模式展开函数的选择依据是什么, 2、谱模式中因变量的选择原则; 3、谱模式与格点模式的差别。 4、球谐函数的定义和性质、两种基本的波数截断方法; 5、了解离散傅里叶变换DFT与勒让德变换的基本数学过程;, 6、掌握正压涡度方程谱模式的求解步骤; Ps:此章内容不做重点要求，对谱模式有个基本认识即可，主要是概念上的记忆性的东西，书上都有相应的文字描述，面授课会帮大家整理出来。 第七章 初、边界条件及其物理过程参数化 1、 什么是客观分析, 2、 什么是资料的“初始化”，为何要进行初始化,初始化常用那些方法, 3、 什么是资料“同化”，三维资料同化和四维资料同化有何不同, 4、 常用的边界条件有哪些,什么是嵌套边界条件, 5、 什么是物理过程参数化, Ps:此章内容主要是概念上的记忆性的东西，书上都有相应的文字描述，面授课会帮大家整理出来。熟悉记忆即可。