ПРОГРАММА
дисциплины "Численные
методы
прогноза
погоды"
по
специальности
01.26.00 - "метеорология"
Аннотация
Излагаются
способы
преобразования
уравнений
гидротермодинамики
и методы
интегрирования
уравнений
моделей
атмосферы
для
численного
прогноза
погоды, а
также
моделирования
циркуляции
атмосферы.
- Введение
Обзор
развития и
современное
состояние
численных
методов
прогноза
погоды.
- Постановка
общей
задачи о
численном
краткосрочном
прогнозе
погоды
Прогноз
погоды как
результат
прогноза
крупномасштабных
и
мезомасштабных
процессов
при учете
процессов
микромасштаба.
Система
полных
уравнений
гидротермодинамики
крупномасштабных
атмосферных
процессов в
различных
системах
координат.
Начальные и
граничные
условия.
Учет
картографических
проекций.
- Квазигеострофические
и
квазисоленоидальные
модели
атмосферы
Баротропная
и
бароклинная
квазигеострофические
модели
атмосферы.Учет
турбулентной
вязкости и
орографии.
Многоуровенные
квазигеострофические
прогностические
модели.
Квазигеострофический
потенциальный
вихрь.
- Прогностические
модели
атмосферы,
основанные
на
интегрировании
полных
уравнений
гидротермодинамики
Способы
конечно-разностной
аппроксимации
полных
уравнений
гидротермодинамики
(явные,
неявные и
полунеявные
схемы).
Физические
и
вычислительные
моды.
Вычислительная
дисперсия.
Метод
расщепления.
Баротропные
и
бароклинные
прогностические
модели
атмосферы.
Параметризация
процессов
подсеточного
масштаба.
Прогноз
влажности,
облачности
и осадков.
Прогностические
модели
атмосферы
ГМЦ, НМЦ США,
ЕЦСПП.
- Численный
анализ
метеорологических
полей
Методы
полиномиальной
и
оптимальной
интерполяции.
Многоэлементныйчисленный
анализ.
Четырехмерный
численный
анализ.
Согласование
начальных
данных для
прогностических
моделей
атмосферы.
Инициализация.
- Региональные
и локальные
численные
прогнозы
погоды
Детализированные
региональные
и локальные (мезометеорологические)
численные
прогнозы.
Метод "вложенных"
сеток.
Локальный
прогноз
погоды на
основе
уравнений
мезопроцессов.
Статистические
локальные
прогнозы
погоды.
- Моделирование
общей
циркуляции
атмосферы и
задача
долгосрочного
прогноза
погоды
Постановка
задачи о
физико-математическом
моделировании,
циркуляции
атмосферы.
Законы
сохранения.
Модели
общей
циркуляции
атмосферы.
Модели
атмосферы
для
прогноза
погоды на
средние
сроки.
Предсказуемость
атмосферных
процессов.
Примерный
перечень
самостоятельных
практических
работ
- Конечно-разностная
аппроксимация
уравнений
баротропной
и
бароклинной
прогностических
моделей.
- Вывод
уравнений
прогностической
модели в ss -
системе
координат,
пересчет
величин при
переходе от
изобарической
системы
координат к ss -
системе и
обратно.
- Расчет
турбулентных
притоков
тепла, влаги
и
количества
движения по
параметризованным
формулам.
Литература
- Белов
П.Н.,
Борисенков
Е.П., Панин Б.Д.
Численные
методы
прогноза
погоды. Л.,
Гидрометеоиздат.
1989.
- Белов
П.Н.
Численные
методы
прогноза
погоды. Л.,
Гидрометеоиздат,
1975.
- Белов
П.Н. Сборник
упражнений
по
численным
методам
прогноза
погоды. Л.,
Гидрометеоиздат,
1980.
- Динамика
погоды (под
ред. С.Манабе).
Л.,
Гидрометеоиздат,
1985.
- Математическое
моделирование
общей
циркуляции
атмосферы и
океана (авт.: Г.И.Марчук
и др.). Л.,
Гидрометеоиздат,
1984.
- Модели
общей
циркуляции
атмосферы. Л.,
Гидрометеоиздат,
1981.
Программу составил
Белов П.Н., проф.
(Московский государственный университет)
Программа утверждена на заседании
кафедры метеорологии и климатологии
28 декабря 1999 г.
Зав. кафедрой
метеорологии и климатологии,
профессор Петросянц М.А.