数值天气预报习题

《数值天气预报习题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、大气数值模式及模拟（数值天气预报）习题10第一章大气数值模式概论1．试述原始方程组、全球模式、区域模式和非静力模式之间的区别。2．试述天气模式、气候模式的主要区别？3．区域气候模式、大气环流模式、中尺度模式、陆面模式、边界层模式各有什么特点？10第二章大气运动方程组1.试证明球坐标系中单位矢量i的个别变化率为2.试说明局地直角坐标系（即z坐标系）中的运动方程与球坐标系中的运动方程有何异同？3．用球坐标导出下面两个方程：4.由热力学方程推导出如下方程：式中为单位质量理想空气内能的变化率，为空气的定容比热，为可逆过程中单

2、位质量非粘性气体在单位时间里膨胀所作的功。Q为外界对单位质量空气的加热率。10第三章数值计算方案1.什么是差分格式的收敛性和稳定性？二者之间有何关系？2.试证明一阶偏微商的三点差商近似式：的截断误差为。3.用中央差分将涡度方程写成有限差形式。设，并取水平坐标步长为，时间步长为。4.分别对x轴上的i+1和i+3格点，以d和2d为步长，写出一阶微商的前差、后差和中央差的差分近似式，以及二阶微商的二阶中央差分近似式。10第四章初始条件和边界条件1.赤道附近地转偏向力很小，地转关系不适用。请给出一个新的协调风场与气压场的静力

3、初始化关系。2.简要地叙述动力初始化的基本思想，主要步骤。如何加速动力初始化过程？3.请说明海绵边界条件为何能吸收向外传播的波动能量。4.概括地叙述套网格预报的几种主要方法，套网格预报方法的优点，它们还存在什么问题？10第五章斜压原始方程模式1.试导出坐标系中的气压梯度力所做功的功率。2.若不考虑地形作用,试证明大气的绝对角动量守恒：3．函数这里为常数，，导出它满足准地转斜压大气模式的预报方程这里常数，在此条件下有4.已知静力方程求证：10第六章斜压涡度方程谱模式1.在南、北极之间以=等距地取37个格点，试用ECMW

4、F所使用的递推关系式编制一个计算连带勒让德函数的程序（，j=0,1,…,37;m=0,1,…,20;n=0,1,…,20）。2.试证明标准化得勒让德多项式是在区间【-1，1】上关于权函数的正交多项式。3.试证明标准化得勒让德多项式的首项系数为10第七章模式物理过程参数化1.边界层参数化中，何为显式方法？何为隐式方法？举例说明。2.试总结给出对边界层采用多层参数化时，各物理量的次网格尺度输送通量密度的主要表达式。10第八章资料同化基础1.请论述四维同化的必要性，扼要地介绍四维同化的几种主要方法。2.做一个Bratset

5、h迭代最优插值以确定要得到满意的趋于OI的近似需要多少次迭代。10第九章大气数值模式及其模拟1.试分析并对比说明和两种分解方法处理问题的异同。2．试绘出WRF模式的计算流程图。10