数值预报复习.doc

Part1 基本概念、基本理论 1、什么是数值预报？ 数值天气预报就是在给定的初始条件下，通过对大气运动方程组进行数值积分，从而得到未来某一时刻大气环流的状况和气象要素的分布特征。 2、什么是地图投影？ 地图投影就是按照一定的数学条件，将球形的地球表面展绘于一张平面图上，或者说把地球表面投影到一个简单的曲面上，并沿某经线展开成为平面得到平面图形。 3、气象学中常用的地图投影有哪些？各有哪些特点？ 1、平面投影、方位投影：也叫极射赤面投影，其光源位于南极，投影面为一个与60oN纬圈相割的平面，即标准纬度取在 =60°，这就得到一张适用于北半球的平面投影图。它属于正形投影。 2、圆锥投影：光源位于地球球心，投影面为一个与地球表面相割于60oN和30oN的圆锥面，圆锥面从北向南切割。当然，相反方向可以获得南半球的圆锥投影图。标准纬度为 =30°和 =60°。Lambert投影就是圆锥投影，它也是正形投影。 3、圆柱投影：即Mercator投影，光源位于球心，投影面是与地球表面相割于南北纬22.5o的圆柱面，即标准纬度取为=22.5°。 4、地图投影坐标系中，散度、涡度、平流项、水平梯度等的表示方法 散度： 涡度： 平流项： 水平梯度： 5、微分方程离散化的方法有哪些？ 主要有三种：差分法、谱方法、有限元法 6、什么是差分法？差分近似有何特点？ 差分法：将基本方程组写在离散的网格点上，用差商代替微商，将偏微分方程转换成差分方程，然后用代数方法求解。 特点：一致性（相容性）、收敛性、稳定性 7、什么是平滑？有何作用？ 平滑就是用某点周围若干点的值进行加权平均，代替该点原先的值 作用：经过平滑处理的变量场，可以衰减或过滤掉短波分量，起到滤波的作用 8、什么是客观分析？其作用是什么？常见的客观分析方法有哪几种？ 客观分析就是将不规则分布的站点资料重新构建到规则网格点上，使它们能够客观地表示气象要素的空间分布。 作用：1、主要是为数值预报提供高质量的初始场2、用于进行天气过程的诊断分析、研究 9、平滑响应函数R是如何定义的？其物理意义是什么作用？ 平滑响应函数R定义为平滑后波动的振幅与平滑前波动振幅之比。若|R|1，表示平滑后振幅增大；若|R|1，表示平滑后振幅衰减。若|R|=0，则平滑以后的波动振幅成为0，表示过滤掉了特定波长的波。 10、数值预报模式的分类如何？ 根据模式所采用的控制方程的不同，差分模式又可以分为过滤模式和原始方程模式两大类。 11、客观分析的方法主要有哪几种？客观分析的算法包括多项式法、逐步订正法、最优内插法、曲面拟合法。 12、什么是资料同化？有哪几种方法？ 资料同化就是在利用常规观测资料的基础上，综合各种非常规探测资料，以及各个不同时次不同类型的资料，来获得能够准确反映当前大气实际状况的气象资料的计算方法。 常用的方法有：连续资料同化、间歇资料同化、变分资料同化。 13、数值预报模式中初值的形成步骤是什么？资料检验与质量控制、要素场量的客观分析、资料同化、初值预处理 14、初值预处理的方法包括什么？（1）静力初值（2）动力初值（3）正规模式初值（4）变分初值 15、常用的侧边界条件有哪些？ 固定边界条件、刚体边界条件、海绵边界条件、简单线性外推边界、时变边界条件－－嵌套网格 16、什么是次网格过程？什么是参数化方法？ 次网格过程：在差分模式中，不能被模式网格分辨出来或不能被模式直接表示出来的物理过程，称为次网格过程。 参数化方法：就是建立一个物理模型，在该模型中，只考虑次网格过程对大尺度运动反馈作用的总体效应（宏观效应），不计较微物理过程内部的变化机制，并以大尺度的物理量来描述该宏观效应，将这些物理量以源或汇的形式添加到大尺度运动方程中。 17、PCVSAT上可以使用的数值预报产品主要有些什么？ ①ECMWF全球谱模式T511L60 ②日本气象厅模式：全球谱模式（GSM）和远东区域模式（ASM）③美国NCEP全球谱模式T170L42 ④中国国家气象中心模式：全球谱模式T213L30、全球谱模式T639L60、GRAPES模式、HLAFS模式、台风模式 18、日本远东区域模式的部分产品以传真图的形式下发给各级气象台站，如下所示的传真图图号，说明这张数值预报产品图是什么内容？日本传真图， 表示2007年3月18日12时(GMT)00分，亚洲500hPa48小时预报地面气压和24-48小时的降水量 19、对数值预报产品进行统计释用时，如果要进行预报预测，