2021年碩士研究生入學(xué)考試自命題科目

考試大綱

考試階段：復(fù)試 科目滿分值：100

考試科目：數(shù)值天氣預(yù)報(bào) 科目代碼：

考試方式：閉卷筆試 考試時(shí)長(zhǎng)：150分鐘

一、科目的總體要求

《數(shù)值天氣預(yù)報(bào)》是大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)核心課程之一。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是利用大氣動(dòng)力學(xué)、大氣熱力學(xué)、流體力學(xué)、天氣學(xué)等的基本原理，采用數(shù)值計(jì)算的方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)做出天氣預(yù)報(bào)地一門(mén)科學(xué)。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)不僅能作天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)，也能作具體天氣和氣象要素的預(yù)報(bào)；不僅能作一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家的預(yù)報(bào)，也能作半球和全球預(yù)報(bào)；不僅能作短臨預(yù)報(bào)和中期預(yù)報(bào)，也能進(jìn)行長(zhǎng)期的氣候預(yù)測(cè)。目前數(shù)值天氣預(yù)報(bào)已經(jīng)是業(yè)務(wù)天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測(cè)不可或缺的重要手段和工具，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的相關(guān)內(nèi)容幾乎涉及大氣科學(xué)學(xué)專(zhuān)業(yè)所學(xué)的大多數(shù)課程，并且與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)密切相聯(lián)系，是使學(xué)生把所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)與計(jì)算機(jī)技能和方法結(jié)合起來(lái)綜合應(yīng)用的一門(mén)課程，所以數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是一門(mén)非常重要課程。

科目的總體要求包括兩個(gè)方面：第一，掌握數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的基本原理和方法，理解一些不同的數(shù)值預(yù)報(bào)模式的基本原理，了解數(shù)值預(yù)報(bào)模式的設(shè)計(jì)原理和大氣中物理過(guò)程處理的基本方法。第二，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的設(shè)計(jì)實(shí)踐，加深數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的基本原理和方法理解，同時(shí)也學(xué)會(huì)能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。

二、考核內(nèi)容與考核要求

1 大氣運(yùn)動(dòng)的基本方程組

1.1 大氣運(yùn)動(dòng)遵守的基本定律和大氣運(yùn)動(dòng)的基本方程（掌握）

1.2 不同垂直坐標(biāo)系的特點(diǎn)及其大氣運(yùn)動(dòng)的基本方程組（了解）

1.3 大氣運(yùn)動(dòng)基本方程的簡(jiǎn)化（理解）

1.4 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式及其分類(lèi)（掌握）

1.5 數(shù)值預(yù)報(bào)、數(shù)值模擬和數(shù)值試驗(yàn)的聯(lián)系和區(qū)別（了解）

2 地圖投影坐標(biāo)系中的大氣運(yùn)動(dòng)基本方程組 

2.1 地圖投影的概念（理解）

2.2 正形(等角)投影的概念及其性質(zhì)（掌握）

2.3 地圖放大系數(shù)(因子)的概念和計(jì)算（掌握）

2.4 三種常用的地圖投影及其適用地區(qū)（理解）

2.5 地圖投影坐標(biāo)系的概念及其大氣運(yùn)動(dòng)基本方程組（了解）

3 數(shù)值計(jì)算方案 

3.1 最簡(jiǎn)單的有限差分方法和差分方程的構(gòu)造方法（掌握）

3.2 差分格式相容性、收斂性和穩(wěn)定性的概念及其關(guān)系，差分格式穩(wěn)定性的證明（掌握）

3.3 幾種基本的時(shí)間積分格式的性質(zhì)（掌握）

    歐拉格式、后差格式、歐拉-后差格式、中央差分格式

3.4 非線性計(jì)算不穩(wěn)定的概念（理解）

3.5 克服非線性計(jì)算不穩(wěn)定的方法（了解）

3.6 平滑的概念和方法（掌握）

4 正壓原始方程模式

4.1 正壓原始方程模式(正壓大氣的基本特征)（掌握）

4.2 正壓原始方程組的積分性質(zhì)（掌握）

4.3 一維的線性形式的正壓原始方程模式計(jì)算穩(wěn)定性判據(jù)（了解）

4.4 守恒的空間差分格式的概念，平流方程和通量方程的一次、二次守恒差分格式（掌握）

4.5 正壓原始方程模式的守恒空間差分格式（掌握）

4.6 空間差分格式與地轉(zhuǎn)適應(yīng)（掌握）

4.7 簡(jiǎn)單的時(shí)間積分方案及其特點(diǎn)（掌握）

“三步法”積分方案、“歐拉-后差”積分方案

5 斜壓原始方程模式

5.1 正壓模式的問(wèn)題(局限性)及實(shí)際大氣的特點(diǎn)（掌握）

5.2 斜壓原始方程組及其積分性質(zhì)（理解）

5.3 垂直差分格式（了解）

6 初始條件和邊界條件

6.1 初值處理的概念（掌握）

6.2 初值處理方法的類(lèi)型和原理（理解）

6.3 四維同化的概念和四維同化的目的（理解）

6.4 幾種常用的(水平側(cè))邊界條件及其特點(diǎn)（了解）

7 譜模式

7.1 譜模式簡(jiǎn)介（了解）

7.2 正壓渦度方程全球譜模式（了解）

8 模式中物理過(guò)程的處理方法簡(jiǎn)介

8.1 大氣中物理過(guò)程概述（了解）

8.2 次網(wǎng)格物理過(guò)程的概念（理解）

8.3 大尺度凝結(jié)降水的計(jì)算方法（理解）

8.4 積云對(duì)流參數(shù)化（理解）

三、題型結(jié)構(gòu)

考試題型包括：填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題、證明題等。

四、其它要求

具體考試時(shí)間以《準(zhǔn)考證》為準(zhǔn)。

 

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