mtmw14 -大气和海洋的数值模拟

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:
模块化的必备条件:
相关内容: MTMW12 Introduction to Numerical Modelling MTMW11 Fluid Dynamics of the Atmosphere and Oceans
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。 大气和海洋科学因使用模式而迅速发展； 它们代表了我们所知道的流体行为的本质，并使我们能够获得解析解未知的复杂非线性问题的近似解。 This module considers the formulation of model equations, schemes to solve them numerically and ways in which model performance can be evaluated using knowledge of fluid properties and phenomena. 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Python和FORTRAN（或c++）编程实现理想模型；

• Evaluate models using benchmark problems and known properti es 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：先进的时间方案；

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 predictability );

7. 先进方法。空间分布的离散表示；

8. 先进方法。光谱技术；

9. 未解析进程的参数化。

 

实习:

第一周：解决振荡、一维平流和扩散问题；

第2-5周：项目1，El Niño南方涛动简化模式的整体模拟；

第7-10周：项目2，利用浅水方程模拟风驱动的海洋环流；

第十周：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。

气象学模块的阅读清单可以在这里找到 https://reading.rl.talis.com/departments/mps_met.html.l

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：
秋季学期90分钟课堂测试。 回答所有5个问题。

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10周进行90分钟的测试。

形成性评价方法：

逾期提交的处罚：

下列资料适用于修读nba投注式课程的学生，但修读nba投注弹性课程的学生除外。 Penalties for late submission, and the associated procedures, which apply to Postgraduate Flexible programmes are specified in the policy 􀀓Penalties for late submission for Postgraduate Flexible programmes􀀔, which can be found here: /web/files/qualitysupport/penaltiesforlatesubmissionPGflexible.pdf
The Support Centres will apply the following penalties for work submitted late:

• 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：

总体的50%。

重新安排:
对于未通过考试的考生，将在课程有效期内提供重新考试的机会。

额外费用（适用时指定）：

1)所需的课本；2)专业设备或材料；3)专业服装、鞋类或头饰；4)印刷和装订；5)特定规格的计算机和设备；6)旅行、住宿和生活：

最后更新: 2021年4月8日