数值天气预报简介PPT 2

参考：https://www.doc88.com/p-372880917280.html?s=rel&id=4

一、概述

数值预报的基本情况：

数值天气预报是气象科学近50年来迅速发展起来的一个分支，在当今的气象预报和大气科学研究中占有十分重要的位置。

数值预报的产生和发展：

众所周知，大气运动遵循一定的物理规律，受流体力学及热力学方程组的支配。然而，由于描述大气运动的大气运动方程组是非常复杂的，而且是高度非线性的。因此，很难得到大气运动方程组的解析解(精确解)，而数值计算的方法则为大气运动方程组的求解提供了一个新的途径。近年来，这一-研究领域逐渐发展成了大气科学研究中的一个重要学科，这就是数值天气预报。

数值天气预报的定义：

数值天气预报:就是给定初始和边界条件，通过数值方法求解大气运动方程组，从而有已知初始时刻的大气状态预报未来时刻的大气状态。

二、数值预报的发展背景和发展简史

1、传统方法的局限

●天气学方法(19世纪中叶)
●统计学方法
客观的需要:客观、定量、准确……

2、数值预报的发展
●科学基础:
(1)大气探测技术的发展一一更丰富、更准确资料;
(2)动力气象学理论的发展;
(3 )计算科学(尤其是计算机技术)及计算数学的发展;
●动力气象学理论的发展
动力气象---发展、演变规律---严谨的数学问题;
已知状态---未知状态。

●挪威气象学家Bjerknes( 1904)--数值预报思想;
●英国数学家Richardson( 1916-1918; 1922)-- 数值预报尝试
64000人一24小时预报
●Courant等CFL--判据计算的稳定性问题( 1928 );
●Rossby(40年代)-超长波理论;
苏联的基别尔--准地转预报方程;
●Charney-- 尺度分析理论一 方程简化;
●Charney, Neumann (1950) 24小时预报天气形势预报;
●Phllips (1956)大气环流模式大气环流的数值模拟;
●计算技术、数值技术方法的发展(60年代后);
●60-70年代-至今 数值模式飞速发展。

三、数值预报的现状

数值预报的应用日益广泛，被大量应用于气象预报、气候预测和研究、环境变化和预测研究等领域; 同时，数值模式的预报和模拟水平有了大幅度的提高。

●数值模式的广泛应用
  ●气候数值模拟、气候预测及气候变化研究
  ●(中期、短期)天气预报
  ●中小尺度数值模拟

●数值模式的历史、现状和未来发展

  ●AGCM
  ●OGCM
  ●气候模式
  ●气候系统模式(CSM)
  ●中尺度模式
  ●小尺度模式
  ●业务预报模式

数值模式的历史