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ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 对比球坐标系中的基本方程组 曲率项 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 重力不是指向地心，等位势面也不是球面。 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 非静力学模式 静力学模式 静力学平衡：运动的垂直尺度远小于水平尺度的情况下成立 模式的分类 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 基于连续方程的模式分类 非静力学模式根据模式中是否包含声波，分为： 滞（非）弹性（anelastic)模式 假定大气不可压，滤掉声波 弹性(elastic)模式 大气可压、由散度预报气压的变化，但声波 需要特殊的处理 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 根据连续方程的近似程度， 滞弹性和弹性模式又可进 行不同的分类： 滞弹性模式 不可压缩模式 滞弹性模式 弹性模式 准可压模式 完全可压模式 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 数值计算方案 大气运动方程组是一套复杂的非线性方程组，目前，还没有理论解存在，只能借助数值方法求解。 数值方法有很多，目前气象上用的主要用的是差分方法、谱方法、有限元法等。 差分方法：就是在离散的网格点上，以差商代替微商，求解微分方程的方法。 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 关于有限差分与谱方法的图例 有限差分 谱方法 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 | | | n-1 n n+1 从物理上考虑，差分的精度还与采样点密—即网格，与要素在采样区的变化分布有关。即采样数据是否能有代表性。 中央差 精确值 采样值 混淆误差 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 离散网格所能表示的最短波长 上表中当L/ ?x =2时，即两倍格距波，R=0，误差100%，因此，离散网柜完全不能表示两倍格距以下的短波。如格距为100km，则你只能预报出200km以上的天气系统。 1.5倍格距波 3倍格距波 最短的波，2倍格距波 1.5倍格距波被当成3倍格距的波 混淆误差会把小于2倍格距的波歪曲为2倍格距以上的波。 因此混淆误差主要集中在2~4倍格距间。 预报员会在什么情况下遇到“混淆误差”？ 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 拉格朗日和半拉格朗日方法 拉格朗日和半拉格朗日方法是从另外一个角度来求取平流方程的解。 有解析解： 不失一般性，考虑 情况下平流方程的解。 可以证明下述两个式子是成立的： 拉格朗日方法的基础 半拉格朗日方法的基础 Think of measuring the temperature: Lagrangian: in a balloon, floating with the wind Eulerian: on the ground, wind blows past ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 ECMWF 数值预报模式简介 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 ECMWF 数值预报模式简介 2021/3/26 ECMWF 数值预报模式简介 ppt课件 气象预报的四个方面问题 当前的天气或气候信息—完备的综合观测系统完善的观测系统；资料信息识别；资料的综合处理（同化） 天气或气候的演变规律—从资料得到新认识从资料得到新认识；反映大气运动数学物理规律的微分方程组。 外力和强迫的变化—地形和边界强迫；太阳常数；引力等 从已知预报未来的手段—完备的数值模 式；承载数值模式计算、显示和通讯平台 驾驭观测、资料分析和数值模式发展和应 用的人才队伍 2021/3/26 E