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数值天气预报和气候预测可预报性研究的若干动力学方法_段晚锁

手机天气预报系统毕业设计.pdf

目录摘要 (1) 需求分析 (2) 一、开发背景 (2) 二、项目需求分析 (2) 总体设计 (2) 一、系统规划 (2) 二、系统功能界面 (3) 1. 设置预报城市界面： (3) 2．天气显示界面： (4) 3．Widget 桌面小部件界面： (5) 三．设计目标 (6) 系统设计 (6) 一、开发及运行环境 (6) 二、数据库设计 (6) 三、主要方法及步骤 (7) 四、主要方法及技术 (7) 主要模块 (7) 一、项目框架 (7) 二、主要功能实现 (8) 1.获取城市码 db_weather.db 数据库文件 (8) 2.实现可伸缩性列表的的构建与过滤 (12) 3.GPS 定位功能的实现 (15) 4.Widget 窗体小部件的更新 (18) 功能测试 (19) 结论 (23)

摘要 Window 操作系统的诞生成就了微软帝国，同时也造就了 PC 时代的繁荣，然而如今，以Android和iPhone手机为代表的智能移动设备的发明与互联网云技术的兴起却敲响了PC时代的丧钟！这也预示着移动互联网时代(3G)已经来临。在这个互联网繁荣的时代，有一颗超新星，以它独特性能优势与人性化的UI 设计使它在短短的几年迅速的占领了智能移动设备的市场份额，它就是Google 的 Android！这也意味着 Google 在移动互联网时代开始抢跑并领跑。 Android 是基于Linux 平台完全开源的手机操作系统，同时开发语言为Java，这对于Java 开发的我们是何等的诱人，程序员的技术要与时代同行，因此我选择了以Android为平台的手机天气预报系统来作为我的毕业设计，选择手机天气预报系统不仅可以提升技术，同时也很实用，为人们时刻了解天气状况和出行带来了方便。

天气预报技术与方法课程

课程简介
作为全国气象部门基层台站气象业务系列培训课程之一，《天气预报技术与方法》是为地市级和县级气象局预报员提供预报业务培训课程，也可作为其他预报员的业务参考和大学生、研究生的教学参考。我们假定学习者是气象专业本科或研究生毕业、或者经过天气预报专门培训的非气象专业毕业的预报员，也就是说学习者学习过天气学，对天气预报的原理和方法已经有较好的基础。
课程特色
本课程尽量简化概念性、原理性描述，尽量介绍新的技术方法、研究成果和规范标准，尽量使用新的天气个例和资料图表，特别是直接针对预报员工作平台——MICAPS 系统制作图表、调阅资料、描述流程，以帮助读者建立预报思路、提高业务技能，是本课程的一个特色。根据目前我国天气预报业务体系的业务分工，地市级和县级气象局主要负责短期、短时和临近预报业务，因此，本课程不涉及中期以上时效的预报问题。
课程目标
《天气预报技术与方法》课程介绍了有关天气分析的内容和方法、要素预报以及暴雨、强对流、雾霾、沙尘暴、暴雪等灾害性天气预报和热带气旋、海洋天气预报等方面的技术和方法。通过课程学习，使学员加深对天气学原理的理解和运用能力，解决实际预报问题。通过本课程的学习，要求学员掌握天气预报的基本概念、基本原理；掌握天气预报的基本方法和思路，为从事实际预报工作打下良好的基础。
自学要求
1.了解、掌握常用的天气分析预报的资料、图表、分析方法、预报方法和预报思路； 2.了解要素预报的方法、熟悉各种气象要素的预报思路和预报着眼点； 3.掌握暴雨天气的时空分布特征，并能灵活运用预报方法制作预报； 4.掌握强对流天气的时空分布特，并能灵活运用预报方法制作预报； 5.掌握雾和霾的基本概念、时空分布特征、发生和消亡的天气学形势、预报； 6.掌握暴雪天气的时空分布特，并能灵活运用暴雪预报方法制作预报； 7.掌握寒潮发生发展全过程中天气形势演变的主要特征，以及寒潮预报的基本思路与方法，能够较好预报寒潮； 8.了解并熟悉掌握我国沙尘暴天气的时空分布特点、形成机制、环流背景、天气系统及物理量特征，掌握沙尘暴预报方法建立沙尘暴天气的预报思路； 9.掌握热带气旋及其预报的基本概念和理论，并了解定位、定强基本方法和熟悉预报方法和思路； 10.了解、熟悉我国沿海海域的天气气候特征，了解、熟悉海雾、风暴潮、海上大风的发生发展规律以及海雾、风暴潮、海上大风的分析预报方法和预报思路。

数值天气预报基础

数值天气预报基础教学大纲开课院系：海洋环境学院教学大纲撰写人：贾英来撰写时间： 2008 年 3 月15 日课程编号：课程名称：数值天气预报基础英文名称：Introduction to Numerical Weather Prediction 推荐使用教材：数值天气预报编者：沈桐立，田永祥，葛孝贞，陆维松，陈德辉出版社：气象出版社出版日期：2003-9-15 , ISBN：7502919724/P.0751, 课程总学时：34 总学分：1.5 含上机学时：17学分：0.5 周学时： 2 学期安排：三年级第二学期课程教学目标与基本要求(是否双语教学)：教学目标：掌握数值天气预报的基础理论和基本方法，包括σ垂直坐标系以及地图投影坐标系下的大气运动方程组；几种常用的地图投影（麦卡托、兰勃脱、极射赤面投影）；数值差分方法；时间积分方案；采用差分近似所带来的各种问题，比如线性计算不稳定，有限网格下的误差，非线性计算不稳定等；以及减小计算误差和克服计算不稳定常用的方法—平滑和过滤。教学目的是为了向学生传授数值天气预报基本知识，培养学生根据大气运动微分方程组构建数值预报方程的能力，能够对所建立的差分方程组进行稳定性及误差分析，并采取相应的措施来减小计算误差，提高稳定性。基本要求：汉语教学考试形式：考试（其中理论课成绩占50％，编程实践课成绩占35％，课堂表现占15％）课程内容与学时分配：

章节授课内容授课模式学时绪论数值天气预报的诞生、发展及现状多媒体教学 1 第三章数值计算方案 §1 差分方法 §2 时间积分方案多媒体教学多媒体教学 1 2 §3 线性计算稳定性讨论＋多媒体教学 4 §4 三层格式的计算解 §5 有限网格下的误差 §6非线性计算不稳定 §7平滑和过滤多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学 1 1 2 2 第一章大气运动的基本方程组 §1 旋转坐标系中的基本方程组 §2 球坐标系中的基本方程组 §3局地直角坐标系中的基本方程组 §4 P坐标系中的基本方程组 §5 σ坐标系中的基本方程组 §6 大气运动基本方程组的简化 §7涡度方程和散度方程及其简化多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学多媒体教学 1 1 第二章地图投影坐标系中的大气运动基本方程组 §1 地图投影 §2 普遍的正交曲线坐标系中的基本方程组§3普遍的地图投影坐标系中的基本方程组讨论＋多媒体教学多媒体教学多媒体教学 4 上机实习1编写计算兰勃脱地图投影放大系数和科氏参数的FORTRAN程序上机实习 2 上机实习2编写计算mecartor地图投影放大系数的 FORTRAN程序上机实习 2 上机实习3:用欧拉后差和中央差方法求解一维线性平流方程上机实习 2 上机实习4对给定的时间序列和空间场进行平滑并绘图上机实习 2 上机实习5编程把σ坐标系下的数据转换到p坐标下上机实习 2

数值天气预报习题

1. 试证明球坐标系中单位矢量i 的个别变化率为。 () k j r u dt di ???cos sin cos -= 2. 试说明局地直角坐标系(即z 坐标系)中的运动方程与球坐标系中的运动方程有何异同? 3. 在等压面p 与p p δ-之间有一气柱,其横截面积为y x δδ,气柱内的空气质量为M δ。试根据该气柱在运动过程中其质量守恒的原理导出P 坐标系中的连续方程为 =??+??+??p w y v x u 4. 应用()t z y x ,,,、()t p y x ,,,两坐标系因变量F 偏微商的转换关系式（1.69）和（1.78）证明 p z dt dF dt dF ? ?? ??=??? ?? 5. 应用()t p y x ,,,、()t y x ,,,σ两坐标系因变量偏微商的转换关系式（1.113）和（1.117）把P 坐标系中的连续方程 =??+??+??p w y v x u 转换到σ坐标系中去。 6. 应用σ坐标系中的连续方程（1.126）把该坐标系中分量形式的水平运动方程写成通量形式。 7. 已知小尺度运动系统龙卷的物理变量特征尺度为：L ~210米，D ~410米，U ~50米?秒1-，W ~1米?秒1-，p h ?~40百帕。应用尺度分析方法简化运动方程（1.132）~（1.134），使其适用于龙卷尺度的运动。对于这种小尺度运动，流体静力近似是否成立？ 8. 已知中尺度运动系统台风的物理变量特征尺度为：L ~510米，D ~410米，U ~100米?秒1-，W ~10米?秒1-，p h ?~40百帕。应用尺度分析方法简化运动方程（1.123）~（1.134），使其适用于台风尺度的运动。对于这种中尺度运动，流体静力近似是否成立？ 9. 试说明涡度方程（1.149）中辐散项、倾斜项和力管项引起涡度局地变化的物理机制。 10. 涡度方程（1.170）有哪几种简化形式，它们各有什么特点？ 11. 散度方程（1.175）有哪几种简化形式？它们各有什么特点？它们描述了哪些物理量场之间的平衡关系？

数值天气预报试卷及习题

南京信息工程大学大气科学专业《数值天气预报》试卷（A ）年级― ――― 班级―― ― 任课教师：姓名―― ――― 学号成绩 1、请写出σ坐标的定义？并给出水平气压梯度力在σ坐标下的形式？（8分） 2、大气数值模式可以分为哪几类？（8分） 3、已知地图投影直角坐标系中x 和y 方向的地图投影放大系数分别为m 和n ，请写出散度V ??、标量平流A V ?? 的表达式。（8分） 4、请写出A 2?的差分形式。（8分） 5、对于一维平流方程：0=+x u c t u ????（其中c 为常数），时间、空间均采用向前差分格式，写出对应的差分方程，并讨论其稳定性。（15分） 6、请详细说明用数值方法求解准地转正压模式的具体计算步骤。（8分） 7、请写出方程 ()0 vF F u F y y x x x t t =++对应的差分格式。（10分） 8、设一维变量F i 可表示为如下谐波形式：()α++=i i kx cos F ?C F ，其中C 为一常数，F ?、k 和α分别为谐波的振幅、波数和位相，空间三点平滑算子定义为 () 1i i 1i i x i F F 2F 2S F F ~-++-+=，（1）请导出空间三点平滑响应函数的表达式；（2）试证明：当S=1/2时，三点平滑可以完全滤除原谐波中波长为L =2?x 的波动。（15分） 9、简述模式初始化的概念模式？简单说明模式初始化有哪些常用的方法？（10分） 10、什么是数值模式物理过程参数化？模式的物理过程参数化包括哪些主要的内容？（10分）南京信息工程大学大气科学专业《数值天气预报》试卷（A ）标准答案及评分标准 1、请写出σ坐标的定义？并给出水平气压梯度力在σ坐标下的形式？（8分）答：（1）σ坐标的定义：（4分）（2）根据，气压梯度力在σ坐标下的形式：

论-中期数值天气预报的集合预报试验

第4卷　第4期 1999年12月气　候　与　环　境　研　究Climatic and Environmental Research Vol.4,　No.4Dec . 1999 中期数值天气预报的集合预报试验蔡其发张立凤张　铭 (空军气象学院,南京　211101) 摘　要利用中国科学院大气物理研究所研制的T42L9谱模式,在中期数值预报领域中引入集合预报的概念和方法,初始扰动场取为T42L9谱模式24小时预报误差的平均均方差乘随机数,再综合利用蒙特卡洛预报(MCF)和落后平均预报(LAF)两种方法作集合预报试验,试验结果表明:各成员预报的等权平均或不等权平均的集合预报明显优于单一的控制预报;不等权平均与等权平均的集合预报结果相比较,不等权平均的集合预报优势较明显;在不等权平均的集合预报中,区域性不等权平均又比全球性不等权平均的预报稍好。关键词中期数值天气预报　集合预报　试验 1　引言数值预报是以某个初始场为基础,通过逐日积分来做预报的,因而初始场具有极端重要的意义。但是初始场又不可避免地带有一定的误差,即有某种不确定性,因此数值预报就有一定的随机性,特别是对短期气侯预测而言。为了克服这个问题,Leith [1]提出了一种随机动力预报方法,建议用多个预报的集合来计算统计平均。集合预报方法从提出至今,主要是用于短期气侯预测领域,如:Miyakoda 等[2] 首先用大气环流模式做了30天平均的有意义的动力预报。Murphy 等[3]也证实了用大气环流模式能较好的制作经过时间或空间滤波的具有使用价值的预报。胡增臻等[4]利用动力、统计方法相结合,建立了一个带随机初值和随机强迫的简单动力模式作集合预报试验,获得了比单纯的动力模式或随机模式更好的结果。Baumhefner [5]利用低分辨率的气候模式,应用集合预报技巧制作10～30天的动力延伸预报,获得了与高分辨率气候模式预报质量相当的预报结果。1992年美国国家气象中心在中期数值业务预报中引进了集合预报方法[6],但目前的中国尚未见到将集合预报方法引入中期数值预报领域的报道。集合预报的常用做法有两种:一种是在某个时刻的观测初始状态(初始场)上叠加或扣除不同的随机扰动场,从而得到多个带有不同的随机扰动的初始场,再由这些不同的初始场分别作预报,然后把这些不同的预报结果求平均,这种方法称为蒙特卡洛预报(Monte Carlo Forecast ,简写为M CF),也有人称做随机扰动预报(Random Perturbation Prediction);另一种集合预报方法是Hoffman 和Kalnay [7]提出来的,这种方法是用相距6小时或12小时的不同时刻初始场分别作预报,然后把相同时刻的预报结果求平均,称为落后平均预报(Lagged Average Forecast ,简写为LAF )。具体做法又可分为两种,即不加权(L F)和加权(L F),加权时权重系数根据预报误差 35收到,56收到修改稿本工作得到国家重点基础研究发展规划项目“我国重大气候灾害的形成机理和预测理论的研究”的资助a A t A 1998-0-21998-0-2

天气预报网站综述

07计科（2）班柳志鹏200710510210 关于天气预报发布系统的综述摘要：本文通过天气预报系统网站服务的现状分析建立指导预报网站的必要性，同时介绍网站的色及开发流程及主要功能在天气预报服务领域的应用，突出网站的提点，充分体现现代网站技术给气象工作带来的便利。关键字：天气预报JSP 网站在全球气候变化的大背景下，今年以来中国极端天气事件发生频繁，且呈多灾并发、点多面广的特点，并有多项局部地区灾害强度超过历史纪录。其中包括南方暴雨洪涝，淮河流域性大洪水；北方多省局地强降雨；川渝地区继去年有气象记录以来最严重干旱，今年又最强降雨；北方和南方同时出现长时间、大范围高温干旱；今年雷击致人死亡为历年之最。为了应对这种极端天气气候事件的发生所带来的巨大损失，中国政府已经把防御极端天气气候灾害置于应对气候变化的极端重要位置。今后几年政府在气象、环境、海洋领域的投入将会越来越大，而做为国内高性能计算机领头羊的曙光服务器凭借在气象领域的大力投入和气象领域众多的成功案例，在灾害气候天气的减灾预警上必大有可为。 1、国内外天气预报系统整体发展水平和现状随着计算机技术的广泛应用，长期天气预报网站技术有了较快的发展。80年代后期，开展了长期天气预报业务系统研制，将气候研究和制作长期天气预报的方法，使用BASIC计算机语言编制了程序，包括：气象要素时间序列的检验、

全国共有2340个县级以上站点,先将各站点的代码和对应的站点中文名字,利用fso组件的objFSO.OpenTextFile(FilePath1, 1)属性读到相应的数组里,站点代码和站点中文名字一一对应,翻译时对截出的站点代码进行for语句循环,找到对应的数组,取站点电码数组下标值赋给站点名字数组,翻译就完成了,同时将各字段翻译好的中文保存在相应的数组里,等待写入数据库。对天气现象、风向风力、最高温对低温的翻译,是利用 split(tqxxString,",")函数把相应的数据写到定义数组里,与上面同样的方法进行翻译。 D. 写入SQL数据库建立数据库连接,打开数据库,天津天气,建立记录集,将保存在数组的3天预报数据利用Rs.addnew和Rs update语句写入数据库相应的字段里。国家局转发下来的文件里每个站点都存在重复文件,数据库写入信息时要判断该站点的记录集是否为空,如果该站点的记录集是为空,则写入记录,否则就不写入数据库。因每天的数据量太大,设置不保存历史记录,数据库里只保存一天的记录,在处理报文开始就删去数据库里所有记录。加快建设新的预报业务技术体系天气预报网站采用服务器技术，配置主机及客户终端，提高网络的访问能力，页面的清晰度。其中内容包括网站设计开发流程（1）架设一个局域网内的WEB服务器，并给服务器分配网络IP地址，配置主机及客户终端，并通过前台中的各个连接按钮，实现对后台数据的读取操作。（2）通过Deamwearve MX2004构建页面的总体框架结构，创建站点，并合理设计站点的内容用Photoshop制作标题栏及导航栏背景图片，并对图片和文本进行合理的排版布局，通过Deamwearve MX2004提供的超连接功能设计与后台数据的连接。（3）JSP网页设计。通过Deamwearve MX 2004中文件域控件，编写JSP程序代码，实现文件上传功能。（4）后台服务器的配置。包括www服务器。FTP服务器和SMTP服务器，他们提供信息服务。 4、努力提高天气预报技术水平

(完整版)数值天气预报试卷与答案

大气科学专业《数值天气预报》试卷（A ） 1、请写出σ坐标的定义？并给出水平气压梯度力在σ坐标下的形式？（8分）答：（1）σ坐标的定义：（4分）（2）根据，气压梯度力在σ坐标下的形式：（2分）进一步利用状态方程有：（2分） 2、大气数值模式可以分为哪几类？（8分）答：大气模式的可以分为：??? ?? ?????????? ?? ??????????斜压原始方程模式正压原始方程模式原始方程模式平衡模式线性平衡模式非地转模式准地转斜压模式准地转正压模式准地转模式过滤模式数值天气预报模式 3、已知地图投影直角坐标系中x 和y 方向的地图投影放大系数分别为m 和n ，请写出散度 V ρ ??、标量平流A V ??ρ的表达式。（8分）答：V ρ??＝mn [? ?? ??n U X ??+? ?? ??m V Y ??] （4分）；A V ??ρ＝mU X A ??+nV Y A ?? （4分） 4、请写出 A 2?答： 2 2222 y A x A A ??+??=?， 2 ,1,,122)(2Δs A A A x A j i j i j i -++-=??； 2 1 ,,1,2 2)(2Δs A A A y A j i j i j i -++-=?? 最终有：2 ,,1,11,1,,2 )(4)(Δs A A A A A A j i j i j i j i j i j i -+++= ?-+-+（8分） 5、对于一维平流方程：0=+x u c t u ????（其中c 为常数），时间、空间均采用向前差分格式，写出对应的差分方程，并讨论其稳定性。（15分）答：（1）差分方程：t u u n i n i ?-+1＋c x u u n i n i ?-+1=0；（5分）（2）稳定性讨论：设i Ikx n n i e A u =，将其代入差分方程，可以求得增幅因子G ： x k sin I x k cos G ?β?ββ--+=1 ()()()0 1111122≤+?≤+-+=ββ?ββx k cos G

提升天气预报准确率调研报告

提升天气预报准确率调研报告提高天气预报准确率是大气科学最重要任务之一是气象事业的立命之身、事业根本。郑国光局长提出要“依靠科技进步千方百计地提高预报预测准确率和服务能力全力以赴做好气象预报服务工作是中国气象局党组考虑的首要工作。”如何提高天气预报准确率是气象工作者共同的责任是各级领导和预报员们应该思考的问题。近年来我省天气预报准确率取得了一定的提高。但是在日益增长的社会需求下任何成绩在一次预报失误面前都显得苍白尤其是重大活动的保障容不得预报失败（如__年奥运会火炬传递济南站的预报）。从中国气象局预测减灾司公布的全国各省（市）城镇天气预报质量来看__年我省0～24小时、24～48小时和48～72小时的晴雨预报分别名列第 6、 5、5位__年我省0～24小时、24～48小时和48～72小时的晴雨预报分别名列第 9、 1 5、12位但是气温预报水平位居下游我省的天气预报水平还有很大的发展空间。一、目前制约我省天气预报准确率提高的主要问题

今年11月10日到20日省台领导班子分别到业务科室召开了三个座谈会围绕提高预报准确率、气象服务、人才培养等各方面存在问题听取大家意见和建议。对十七市气象台采取问卷调查的方式进行了一次全方位的调研调查的问题主要涉及指导预报、天气会商、天气联防、科研等各市气象台均进行了认真的回答与反馈。同时省气象台领导班子也进行了深入的思考讨论。总体而言制约天气预报准确率提高的因素有很多主要存在以下问题：（一）省级天气预报技术方法较少且亟待整合 1、特色预报技术方法有待集成。 __年以来我省预报员在本地预报方法研究方面做了大量的工作基于实践研发的暴雨、冰雹、雷暴等预报技术方法曾经在业务上发挥重要作用由于编程技术不统一造成这些方法分散独立运行环境有差异客观产品的显示各自为政有的没有实现自动化运行有的基于当时国家下发的数值预报产品而目前的数值预报产品已升级造成了业务系统无法运行有的由于人员工作变动等原因无法继续在业务上运行预报员们辛辛苦苦研制的预报技术方法没有继承下来。海雾及风暴潮等中尺度数值预报模式需要进一步检验其准确率方能起到参考作用。 2、高影响灾害性天气预报能力有待增强灾害性天气是天气预报的重点其预报准确率的高低直接决定整体天气预报的服务效果。突发强对流、内陆雾和海雾造成的灾害严重是我省高影响灾害性天气之一。对于这些天气短期和短时

《数值天气预报》名词解释期末总结

1.模式初始化：观测资料和分析资料的误差导致风场和气压场的不平衡；初始资料和数值模式之间的不平衡。因此，需要对模式初值进行处理，称为模式的初始化。 2.初始化方法：静力初始化；动力初始化；变分初始化； 3.静力初始化：又称静处理，指利用一些已知的风压场平衡关系，或运用运动学方程等求得的诊断方程来处理初值，使得风场同气压场平衡或者近似平衡的方法。 4.动力初始化：又称动处理，这种方法是借助于原始方程模式本身所具有的动力特性，经过一些合理的步骤，使得重力惯性波阻尼或者被滤去，而得到接近平衡的初值。 5.变分初始化：该方法通过变分原理，使初始资料在一定动力约束下调整，达到各种初始场之间协调一致的方法。 6.资料同化：将常规资料和非常规资料（卫星、雷达等）有机融合在一起，以得到一个更加符合实际大气状况的分析场。常用于为数值模式提供初始场或者用来更新预报值。 7.资料同化内容：三维资料同化：初始资料的同化；四维资料的同化：初始资料的同化和预报过程的同化。 8.常用的水平侧边界：固定的边界条件；法向速度为零的边界条件海绵边界条件；外推边界条件；周期边界条件；嵌套边界条件：单向嵌套：双向嵌套： 9.正压原始方程模式的物理模型：大气为正压状态；大气为均质不可压流体；大气处于静力平衡；大气上边界为自由面；不考虑摩擦以及非绝热作用；、 10.正压原始方程有总涡度、总绝对涡度和总角动量守恒 11.正压原始方程模式由于保留了快速移动的重力惯性波，时间积分步长必须取小，这会使得数值计算的工作量增加。 12.守恒空间差分格式：保持原微分方程积分性质的空间差分格式。 13.一次守恒格式： 14.二次守恒格式： 15.二次守恒格式也是一次守恒格式 16.欧拉后差格式特点：可以阻尼高频振荡；显示格式，计算简单；稳定性较好；不存在计算解的干扰；条件稳定，时间步长需要取小，因而计算耗时多；精度低； 17.正压原始方程模式中为了抑制计算解对结果的影响，通常采用三步法起步的时间积分方案。三步法起步的时间积分方案中利用了欧拉差分以及中央差。 18.在时间积分过程中，为阻尼高频振荡，抑制计算解的干扰，可以穿插进行时间平滑。 19.为了滤除短波扰动，抑制非线性不稳定，可以穿插进行空间平滑。边界内第一圈格点，进行九点平滑。内点进行五点平滑。 20.正压原始方程性能说明：模式中存在快波，为保证计算的稳定性，时间步长必须取短，从而使得计算量过大；非线性不稳定问题突出；对资料的初始化

第五届全省气象行业天气预报职业技能竞赛试题+答案(江苏)

第五届全省气象行业天气预报职业技能竞赛 ——理论知识与业务规范（120分钟，满分100分）项目填空题单选题多选题简答题合计满分 30.5 17 25.5 27 100 得分一、填空题（共24小题61个空,每个空0.5分，计30.5分） 1．锋面温度和风场沿（垂直锋面）方向的变化比沿（锋面）方向要大得多。 2．建立以（专业化）为主体的业务体系，完善国家级专业预报中心和省级专业化预报岗位设置，强化国家级和省级的预报业务和指导能力，形成（集约化）的业务布局。 3．理查森数Ri 表示（静力稳定度）与（风垂直切变）之间的关系，实际上也反映了（有效位能）和（有效动能）之间的关系。 4．可见光云图上，水体因反照率低，表现为（深黑色）；在红外云图上的水面色调取决于其（温度的高低）。 5．大气中的动能一部分消耗于（摩擦），另一部分用来维持或改变（大气运动的状况）。释放或转换为动能的那一部分位能称为有效位能。其中能够转化为动能的部分约占总位能的（0.5%）。 6．大气内部角动量的水平输送主要是靠（平均经向风）角动量的水平输送，（定常扰动）和（非定常扰动）对u 角动量的水平输送。其中（定常扰动）和（平均经向环流）引起的角动量的水平输送比（非定常扰动）引起角动量的水平输送的总垂直积分值小得多，尤其是在北半球夏季，角动量的水平输送主要是靠（非定常扰动）来完成。 7．相对湿度是指空气中的（水汽压）和同温度下的饱和水汽压的百分比。考号：单位：姓名：

8．就整个北半球而言，气旋活动最频繁的地带冬季平均在（47）°N,而夏季约在（62）°N，由冬向夏北移15个纬度。 9．（太阳辐射）是大气运动的原动力，它是大气环流以及海洋环流的主要能源。 10．风云二号（FY2）气象卫星是地球同步轨道卫星，轨道平面与赤道平面平行。FY2F和FY2G分别位于（112）°E和（99.5）°E 的赤道上空。 11．在重力内波中，群速与相速的水平分量方向（相同），垂直分量方向（相反）。 12．罗斯贝波主要由（柯氏参数f随纬度）的变化而产生的，是一种（正压无辐散）的水平运动。 13．南北半球的信风有季节性位移。在北半球夏季，东北信风北移，南半球东南信风越过赤道，超过北纬5°时，受（柯氏力的偏转）作用变成西南风，于是东北信风与西南风之间构成位于赤道北面的（赤道辐合带）。 14．流线是指（某一固定时刻），处处与风向相切的一条空间曲线。轨迹是指在（某一段时间内）空气质块运动的路径。只有在流线与轨迹（重合）时，风向才不随时间而变。 15．标准的集合预报产品有集合平均、集合离散度、（天气要素概率图）、（分位数）、（面条图）、（邮票图）和单站预报（或箱线图）。 16．在赤道地区的大尺度运动，主要是由于（凝结潜热释放）来推动的。 17．重力加速度g在赤道地区为（9.78）m/s2；在南北两极地区为（9.832）m/s2；而通常情况下取为常数9.8m/s2。 18．对于高空槽脊的移动，可以通过Rossby长波公式来做定性判断：在波长和西风强度相同的情况下，较高纬度波动移动（快），较低纬度波动移动（慢）。

数值天气预报应用问题

数值天气预报 ——天气预报水平持续提高的最根本的科学途径李泽椿陈德辉王建捷 1引言数值预报以其能够反映大气物理规律的优势，已成为当今气象工作者进行天气分析和预报的基础。尤其是最近10多年来，气象科学以及地球科学的研究进展，高速度、高容量的巨型计算机及其网络系统的快速发展，有效地推动了数值预报的发展。在这一发展过程中，一方面，数值预报水平和可用性在大大提高，有参考意义的天气形势预报目前达到5—7.5天，我国全球预报模式的可用天数大约是6天，24—48小时预报的相关系数可达90％以上；另一方面，也使制作有意义的时间、空间上更精细的数值预报成为可能。然而，我们仍然要看到，观测误差、模式误差和大气系统的非线性特性，使得数值预报结果的不确定性和预报误差的存在是不可避免的。因此，如何应用数值预报产品，即能否科学、合理地从大量的数值预报结果中提取出有价值的信息，是在天气预报中能否真正以数值预报为基础和有效发挥预报员作用的关键问题，直接影响预报效果和精度。在回顾我国数值天气预报发展历程和展望未来的时候，我们更在思考数值预报应用问题，期望通过探讨适合我国预报业务特点和适应不断拓展的预报服务需求的科学预报途径，为我国数值预报的开发与业务应用向健康、协调方向发展和推进提供一些有益的思路。 5对我国数值预报开发与应用问题的若干看法 5.1数值预报应用中存在的问题从80年代初期接收ECMWF数值形势预报产品开始、到90年代以后有了产品较为丰富的我国自己的全球和区域数值预报，数值预报产品的应用问题始终挑战着广大气象工作者、特别是在预报服务第一线的预报人员。我们可喜地看到，经过多年的不懈努力和实践，伴随着数值预报水平的提高，数值预报产品的应用也积累了不少经验并在各级台站的实际预报中取得了一定成效。但是也需认识到，当数值预报技术和业务深入发展的今天，面对新的和日益丰富的数值预报产品，数值预报的应用现状并不理想，存在的问题日见明显；在预报业务中，数值预报应用工作的进展缓慢和难以深入。这些问题解决不好不仅影响当前，而且影响长远，即可能造成提高预报准确率的后劲不足。分析认为，当前数值预报应用中的问题主要表现在以下几个方面：（1）数值预报的使用方法陈旧、单一虽然与80年代初期（当时仅能得到很少的数值预报产品，如500hPa高度、海平面气压）相比，目前国家级及省地气象台能得到的数值预报产品（如，从地面-10hPa各标准等压面的温度、高度、湿度、风，多种物理诊断量等）已是相当丰富，但是数值预报产品在预报流程中的使用方法与当初相比却没有太多改变，基本上还停留在把数值预报直接当作天气图来使用的阶段。诚然，天气图是制作天气预报最基本的图表，它包含了许多有用的实况信息、是天气学理论的直接表现，对天气预报的制作有着不可磨灭的历史作用和现实作用。但是，作为对3维大气的描述，天气图的方式有它的局限性：只给出了大气中几个代表层的情况和

天气预报的技术进步--作文

天气预报的技术进步燕子低飞要落雨，蚂蚁搬家早晚要下。鱼儿出水跳，风雨就来到。蜻蜓飞得低，出门带斗笠。 ……这些有关天气的谚语，几乎家喻户晓。在远古时代，我们的祖先就就已经能利用自然现象来发明一些科技了。比如，用日晷来看时间，水钟有受水型和漏水型，也可以用来观测时间。当然，我们的祖先已经会通过观察动物的踪迹，植物的变化来得知天气变化了。有些动物和植物对天气的细微变化非常敏感，在干燥的日子里，松果的鳞片会打开；相反的，如果松果的鳞片紧闭，在表示即将下雨。这是因为空气干燥时，鳞片会收缩，当空气潮湿时，鳞片会吸收水汽变得柔软，松果自然就恢复原形了。还有在谚语中提到的，燕子如果在低空盘旋，就表示大雨即将来临了；蚂蚁成群结队地搬着它们的家当，鱼儿总是往水面跳跃，都是在告诉人们：雨来了，雨来了，赶紧收拾，赶紧收拾！以前科技不发达，人们便是通过这些可爱的自然万物来预报天气的。随着科技的不断进步，不断发展，人们便有了更多的方法来预报天气，而且天气预报的准确率也在不断地提高。

为了能更更好的预报天气，气象台在进行天气预报时，需要有大量的观测数据。为此，全世界建立了成千上万个气象观测站，并配置了各种天气雷达，还在太空布设了多颗气象卫星，组成了全球大气监测网。这个监测网每天在规定的时间里同时进行不同地方的气象观测，从地面到高空，从陆地到海洋，全方位、多层次地观测大气变化，并将观测数据迅速汇集到各国国家的气象中心，然后转发到世界各地。气象台的计算机将收集到的数据进行处理和运算，得到天气图，数值预报图。气象工作者根据这些资料进行综合判断，作出天气的综合预报。而现在天气预报更加准确了，范围更广了，能准确预报出72小时内的天气变化，能大概预测出7——10天的天气变化。我相信，人类的聪明，加上高科技地不断创新，人们对天气变化的情况掌握会更精确，对气象变化的时间掌握范围也会更加广泛！

(完整版)数值天气预报习题

大气数值模式及模拟（数值天气预报）习题

第一章大气数值模式概论 1．试述原始方程组、全球模式、区域模式和非静力模式之间的区别。 2．试述天气模式、气候模式的主要区别？ 3．区域气候模式、大气环流模式、中尺度模式、陆面模式、边界层模式各有什么特点？

第二章大气运动方程组 1. 试证明球坐标系中单位矢量i 的个别变化率为 (sin cos )cos di u j k dt r ??? =-r r r 2.试说明局地直角坐标系（即z 坐标系）中的运动方程与球坐标系中的运动方程有何异同？ 3．用球坐标导出下面两个方程： (sin cos )cos d i u j k dt r ??? =-r r r tan d j u v i k dt r r ?=--r r r 4.由热力学方程v dT d C p Q dt dt α+=推导出如下方程： p dT C Q dt αω-= ()dp dt ω= 式中v dT C dt 为单位质量理想空气内能的变化率，v C 为空气的定容比热，d p dt α为可逆过程中单位质量非粘性气体在单位时间里膨胀所作的功。Q 为外界对单位质量空气的加热率。

第三章数值计算方案 1. 什么是差分格式的收敛性和稳定性？二者之间有何关系？ 2. 试证明一阶偏微商u x ??的三点差商近似式： 3(,)(,)213(,)4(,)(2,)22u u x x t u x t x x u x t u x x t u x x t x ?+?-??=?????? -++?-+???-????? 的截断误差为 2()O x ?。 3. 用中央差分将涡度方程 ()()()l l u u u v l t x y x y ?Ω?Ω+?Ω+??++=-+????? 写成有限差形式。设(,)l l x y =，并取水平坐标步长为s δ，时间步长为t δ。 4. 分别对x 轴上的i+1和i+3格点，以d 和2d 为步长，写出一阶微商dF dx 的前差、后差和中央差的差分近似式，以及二阶微商22 d F dx 的二阶中央差分近似式。

天气预报技术竞赛试题doc

C.冷性反气旋暖性反气旋副热带反气旋 D.极地反气旋暖性反气旋副热带反气旋 10.按倾向方程，一地的气压变化主要决定于。 A. 该地上空整层大气柱的温度变化 B. 该地上空整层大气柱的湿度变化 C. 该地上空整层大气柱的重量变化 D. 该地上空整层大气柱的密度变化 11.大气环流的水平尺度在以上，垂直尺度在以上，时间尺度在以上。 A.1000KM 20KM 1日 B.2000KM 30KM 2日 C.数千公里 10公里 1～2日 D.3000KM 10KM 3日 12.急流是指一股强而窄的气流带，急流中心最大风速在对流层的上部必须大于等于，它的水平切变量级为每百千米，垂直切变量级为每千米。 A.12m∕s 10m∕s 1～5m∕s B. 15m∕s 5m∕s 1～5m∕s C.20m∕s 15m∕s 5～10m∕s D. 30m∕s 5m∕s 5～10m∕s 13. 在暴雨的动力过程相似预报方法中，用于刻画有无暴雨的动力过程特征的数值产品是。 A.温度、垂直速度及水汽通量 B.涡度、散度、风速垂直切变及K指数 C.水汽通量散度、涡度、散度及垂直速度 D.散度垂直变化、稳定度、垂直速度及水汽通量散度 14.卡尔曼滤波方法适用于制作。 A.温度预报 B.风的预报 C.湿度预报 D.以上三个都是 15. 在地球大气中的传播是卫星对地遥感探测的基础。 A.反射 B.发射 C.电磁辐射 D.散射 16. MCC形成在环境中。 A.弱强迫大气 B.强斜压 C.强垂直切变 D.大气锋生 17. 在卫星红外遥感中，主要选用通道探测表面特征。 A.大气CO2吸收带 B.水汽吸收带 C.大气窗区 D.臭氧吸收带

数值天气预报

数值天气预报总学时：128学时（其中自学96，面授24，实习8）教材版本：《数值天气预报教程》田永祥等编著气象出版社出版课程的目的和要求：目的：通过本课程的学习，使学生系统理解数值天气预报的基本原理和方法，掌握制作数值天气预报的方法和技能，并具备设计简单数值模式的能力。要求：理解支配大气运动的基本物理规律的具体表现形式---大气运动的基本方程组；掌握求解大气运动基本方程组的数值计算方法的基本原理；初步具备设计数值模式的能力。在教学过程中，进行一次上机实习，加深学生对所学知识的理解，培养学生的实际动手能力，确实掌握用简单的数值预报模式制作天气预报的主要方法和思想。课程的主要内容、重点和难点：第一章大气运动的主要方程组通过本章的学习使学生掌握大气运动的基本方程组，了解有关坐标变换的知识。本章重点、难点：大气运动的基本方程组（重点）；坐标变换（难点）。主要内容：1 旋转坐标系中的大气运动基本方程组? 2 局地直角坐标系中的大气运动基本方程组? 3 P坐标系中的基本方程组? 4 大气运动基本方程组的简化? 5 涡度方程及散度方程及其简化? 第一章地图投影坐标系中的大气运动基本方程组通过本章的学习使学生掌握地图投影的概念、计算方法和地图投影直角坐标系下的大气运动方程组。本章重点、难点：地图投影，地图投影坐标系中的大气运动方程组主要内容：1 地图投影? 2 普遍的正交曲线坐标系中的基本方程组? 3 普遍的地图投影坐标系中的基本方程组? 第三章数值计算方案通过本章的学习使学生掌握数值计算方法的基本原理。本章重点、难点：差分方法和常用差分方程的构造；差分格式的线性稳定性问题；非线性方程的计算不稳定问题。主要内容：1 差分方法概论? 2 时间积分方法和积分格式? 3。差分格式的误差分析? 4 非线性方程的计算稳定性? 第四章准地转模式通过本章的学习使学生掌握数值模式的基本概念，并掌握设计简单数值模式的基本方法和技能。本章重点、难点：准地转正压模式（重点）；准地转斜压模式（难点）主要内容：1 准地转正压模式及其积分性质? 2准地转正压模式的数值解法? 3准地转斜压模式的基本方程组?