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文档简介

大气物理数值模拟重点基础知识点一、大气物理数值模拟概述1.大气物理数值模拟的定义a.大气物理数值模拟是指利用计算机技术，对大气物理现象进行数值计算和模拟的过程。b.通过数值模拟，可以研究大气运动规律、天气变化、气候变化等问题。c.大气物理数值模拟是大气科学研究和天气预报的重要手段。2.大气物理数值模拟的发展历程a.20世纪50年代，大气物理数值模拟开始应用于天气预报领域。b.20世纪60年代，数值模拟技术逐渐成熟，应用于气候研究。c.21世纪，随着计算机技术的飞速发展，大气物理数值模拟取得了重大突破。3.大气物理数值模拟的应用领域a.天气预报：通过数值模拟，预测未来一段时间内的天气变化。b.气候变化研究：研究全球气候变化对人类社会和自然环境的影响。c.环境保护：评估大气污染对人类健康和生态环境的影响。二、大气物理数值模拟的基本原理1.大气物理数值模拟的基本方程a.动量方程：描述大气运动中的动量变化。b.能量方程：描述大气运动中的能量变化。c.水汽方程：描述大气中水汽的分布和变化。2.数值离散化方法a.空间离散化：将连续的大气空间划分为有限个网格点。b.时间离散化：将连续的时间过程划分为有限个时间步长。c.离散化方法的选择：根据具体问题选择合适的离散化方法。3.数值求解方法a.时间积分方法：如欧拉法、龙格库塔法等。b.空间积分方法：如有限差分法、有限元法等。c.求解方法的稳定性分析：确保数值模拟结果的可靠性。三、大气物理数值模拟的关键技术1.高分辨率数值模拟技术a.提高分辨率，提高模拟精度。b.研究复杂地形、海陆分布对大气运动的影响。c.应用于区域气候和城市气候研究。2.非静力数值模拟技术a.考虑大气运动中的非静力效应。b.提高模拟精度，适用于中尺度天气系统研究。c.应用于台风、暴雨等极端天气事件研究。3.气候系统模式a.综合考虑大气、海洋、陆地、冰雪等多种因素。b.长期模拟气候变化趋势。c.应用于全球气候变化研究。四、大气物理数值模拟的发展趋势1.高性能计算a.利用高性能计算机提高模拟精度和计算效率。b.应用于复杂大气现象的研究。c.推动大气物理数值模拟技术的发展。2.多尺度模拟a.实现从全球尺度到区域尺度再到城市尺度的多尺度模拟。b.研究不同尺度大气现象的相互作用。c.提高模拟的准确性和实用性。3.智能化模拟b.提高模拟效率和精度。c.应用于天气预报和气候变化研究。1.张晓风，李晓亮.大气物理数值模拟[M].北京：气象出版社，2010.2.王晓东，刘晓辉.大气物理数值模拟

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