MTMDFS：天气和气候的数据分析和预报系统

模块代码: MTMDFS

模块供应商: 气象; 数学、物理和计算科学学院

学分: 20

水平: 7

当你被教导： 学期1

模块召集人: Professor Bob Plant , email: r.s.plant@reading.ac.uk

模块co-convenor: Peter Inness博士，邮箱：p.m.inness@reading.ac.uk

必须的模块(s):

Co-requisite模块(s):

先决条件或辅助条件模块：

模块(s)排除:

位置信息: NA

学年: 2025/6

访问学生： 是的

塔利班书单： 是的

最后更新: 2025年7月31日

概述

模块目标和目的

本模块向学生介绍使用科学计算进行统计数据分析，适用于常见的气象应用。 其中一个重要的应用是天气预报，学生将会学习到产生天气预报的端到端流程。  

目的: 

该模块旨在使学生熟悉数值和统计天气和气候预报的不同方法。 它还旨在为学生提供python语言的编程技能，达到他们可以实现自己的分析并进行独立的论文NBA投注[手机]俱乐部研究的水平。 

模块学习成果

本单元结束时，学生将能够： 

• 描述一个现代实用数值天气预报系统的制定和设计，以及它在一个大型预报机构内的实施。 
• 描述与NWP在不同时间尺度上产生的预报相关的各种不确定性，以及NWP系统是如何设计来解决这些不确定性的。 
• 描述一些适合气象数据分析的统计方法，并能够为一系列应用选择合适的分析方法 
• 通过使用python编程语言编写灵活且可重用的代码来执行此类统计分析 

模块内容

• 用一组动力学方程、参数化亚网格尺度物理过程和适当分辨率的模型域来表示数值模型的基本形式 
• 运作预报系统的其他要素，包括输入和同化观测资料、生成模式输出字段，以及对模式输出进行后处理，以便为天气预报提供有用的资料 
• 数值模式的不同应用，以及这些应用对预测系统设计的影响。 本文将举例说明英国气象局所使用的系统，并在适当情况下与欧洲中期天气预报中心所使用的系统进行比较 
• 介绍数值模式中使用的各种观测资料，并考虑这些观测资料如何给天气预报带来不确定性 
• 介绍集合预报的使用和解释  
• 介绍统计学和概率论的基本概念：如统计分布，贝叶斯定理 
• 线性和多元回归 
• 相关性，包括自相关性分析 
• 参数估计和假设检验 
• 使用技能分数评估预测模型的性能 
• 介绍编程的基本元素：例如变量类型，赋值语句，数组 
• 使用循环和条件语句执行计算 
• 编写函数并有效地使用它们 
• 从NetCDF格式的文件中读取大型数据集，以及更高级的数据操作 
• 编写和设计解决气象应用程序的良好实践的关键要素  

结构

教学方法

讲座将涵盖业务预测系统和统计分析方法。 前者将包括对业务模型输出的结构化讨论。 

计算机实验课程将介绍一些典型的气象数据类型和技术，学生将使用python语言进行分析。 学员还将学习如何运行ECMWF Open-IFS预报系统，并对预报结果进行统计分析。 

预定的反馈会议将为学生提供讨论他们在评估项目上的进展的机会。 

学习时间

At least 50 hours of scheduled teaching and learning activities will be delivered in person, with the remaining hours for scheduled and self-scheduled teaching and learning activities delivered either in person or online. 在课程开始前，您将收到有关这些课时如何交付的进一步详细信息。

请注意 以上独立学习时数为名义学时； 每个学生都会以不同的方式学习。 我们建议你反思一下你的学习和你分配给这些任务的时间。

学期1 本栏目的工作时间可能包括圣诞假期期间的工作时间。

学期2 本栏目的工作时间可能包括复活节假期期间的工作时间。

夏天 本专栏中的时间将在暑假期间进行，可能在模块的开始和/或结束。

评估

通行证的要求

学生需要在整个模块中达到50%的分数才能通过这个模块。

总结性评估

迟交总结性评估的处罚

支助中心将对逾期提交的工作实行下列处罚：

分数评估

• 如果作品在最初的截止日期（或任何正式同意的截止日期延期，不包括自我证明的延期）之后提交：截止日期后的每个日历日（或其中的一部分）将从该作品的总分数中扣除10%，最多可达三个日历日；
• 扣分分数不得低于及格分数线，即第3级（即第0部分的基础模块）和第4-6级（即第1-3部分的本科模块）的分数为40%，第7级（作为综合硕士或nba投注型nba投注学位课程的一部分）的分数为50%；
• 如果在受到处罚之前，该作品的分数低于及格分值，并且在原始截止日期（或正式同意的截止日期的任何延期，不包括自行证明的延期）之后的三个日历日内提交，则不会受到处罚；
• 如果作品在原始截止日期（或任何正式同意的截止日期延期，不包括自我证明的延期）之后超过三个日历日提交：将记录零分。

评估被标记为及格/不及格

• 如果作品在截止日期（或任何正式同意的截止日期延期，不包括自我证明的延期）后的三个日历日内提交：不受处罚；
• 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，不包括自我认证的延长）之后超过三个日历日提交：将被评为不及格。

如果一份工作在截止日期之后提交，并且由于自我证明的延期而被修改，则将受到最高处罚（即视为迟交超过三个日历日）。

大学有关迟交资料的处罚政策声明载于： /cqsd/-/media/project/functions/cqsd/documents/qap/penaltiesforlatesubmission.pdf

我们强烈建议您确保在相关截止日期之前提交课程作业。 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。

形成性评价

形成性评估是为你的学习提供反馈（或前馈）的任何任务或活动，但它不会影响你的整体模块分数。

两个编程练习，提供了关于准确性和良好风格的反馈 

重新评估

额外的成本