大气和海洋的mt4yf数值模拟

模块供应商: Meteorology
学分数： 10 [5 ECTS credits]
水平:7
教学用语： 春天 term module
先决条件: MT24A Atmosphere and Ocean Dynamics and MT24C Numerical 方法s for Environmental Science
模块化的必备条件:
相关内容:
模块被排除在外:
目前从: 2021/2

模块召集人: pierre Luigi Vidale教授
电子邮件: p.l.vidale@reading.ac.uk

模块类型：

概述模块描述：

数值模式是预测流体流动演变的核心，包括天气预报和气候模拟。 大气和海洋科学通过使用模型得到了迅速的发展：它们代表了我们所知道的流体行为的本质，使我们能够获得解析解未知的复杂非线性问题的近似解。 该模块考虑了模型方程的公式、数值解决方案以及利用流体性质和现象的知识来评估模型性能的方法。 你也将实现理想的模型自己解决问题，使用计算机编程。

目的:
展示如何设计数值格式来保持流体流动的基本特性。 为您介绍大气和海洋最先进的数值模型的核心组件及其在预测天气和气候中的应用。

可评估的学习成果：

在本模块结束时，学生应该能够：

•认识到用于模拟大气和海洋的主要数值方法的优缺点，并解释其推导；

•设计数值模型来解决大气/海洋问题；

•通过MATLAB， FORTRAN或c++编程实现理想模型；

• Evaluate models using benchmark problems and known properties of the system.

额外的结果:
了解大气和海洋数值模式发展过程中的关键历史事件。

大纲内容:

讲座:

1. 大气和海洋的基本性质和第一个数值模式；

2. 有限差分法：一维平流和扩散；

3. 旋转地球上的流体与二维有限差分格式

4. 有限差分模型中的波频散；

5. 流动输运的可选数值方法；

6. Using complex nonlinear models (chaos and predi ctability);

7. 先进方法。空间分布的离散表示；

8. 未解析过程的参数化；

9. 气候或天气预报模式中的其他参数化

实习:

Weeks 1&2: Solve 1-D advection and diffusion problems;

第3-5周：项目1：利用浅水方程模拟风驱动的海洋环流；

Weeks 7- 9: Project 2: Ensemble simulation with a reduced model of El Nino Southern Oscillation;

第十周：在实践环节进行测试。

教学方法简述：
讲座包括在课堂上以小组形式解决一些问题。 计算机实验室的实践，独立工作，但有讲师和示范人员的帮助。

联系时间:

	秋天	春天	夏天
讲座		9
实践课程和工作坊		18
引导自主学习：		73
按学期划分的总学时		100
模块总学时	100

总结性考核方法：

方法	百分比
报告	70
由学校管理的班级考试	30

总结性评核-考试：

90分钟。

总结性评估-课程作业和课堂测试：
两个项目，通过设计数值模型和使用计算机程序来解决大气/海洋问题。 每个项目都有一份科学评估报告。 在第9周的实践课中有90分钟的测试。

形成性评价方法：

逾期提交的处罚：

支助中心将对逾期提交的工作实行下列处罚：

• 在原定截止日期（或任何正式同意的延期截止日期）之后提交的作业：截止日期后的每个工作日（或其中的一部分）将从该作业的总分数中扣除10%的分数，最多可达五个工作日；
• 如果作品在原始截止日期（或任何正式同意的截止日期延长）后超过五个工作日提交：将记录零分。

The University policy statement on penalties for late submission can be found at: /web/FILES/qualitysupport/penaltiesforlatesubmission.pdf
You are strongly advised to ensure that coursework is submitted by the relevant deadline. 您应该注意，建议在未完成状态下提交作业，而不是没有提交任何作业。

通过考试的评估要求：
总体得分为50%

重新安排:
在8月/ 9月通过考试重新评估

额外费用（适用时指定）：
1) Required text books:
2) Specialist equipment or materials:
3) Specialist clothing, footwear or headgear:
4) Printing and binding:
5) Computers and devices with a particular specification:
6) Travel, accommodation and subsistence:

最后更新: 2021年4月8日