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大气数值模拟实验室简介
 

威利斯人娱乐棋牌在线数值模拟实验室为专业基础实验室,实验室所辖房间为仿古行政楼105,现有实验室1间,占地面积约18平方米。

数值模拟实验室仪器设备资产总值140万元,包括曙光高性能计算集群,计算系统采用曙光TC3600刀片平台,整个计算系统双精度浮点峰值达到3.1968TFLOPS(万亿次每秒)。配置1台管理服务节点,用于系统服务管理与监控;配置1台Clusnap存储节点,提供给用户20TB存储空间;配置1套线速互联的40Gb QDR Infiniband 网络。系统共使用2个机柜、4个63A空气开关供电,系统峰值功耗约为20.46KW。

威利斯人娱乐棋牌在线培养本科生的核心知识体系要求学生掌握数学物理方法、大气物理学、大气流体力学、动力气象学、天气学原理、大气探测学、数值天气预报、中期天气预报与短期气候预测、统计天气预报、气候学等核心学科知识。同时,要求学生具备一定气候分析与应用的能力;具有使用现代化气象探测资料进行天气、气候诊断分析的能力;具有较强的计算机应用能力和编制气象应用程序的能力。

因此,熟练掌握数值天气预报基本理论与方法,能够利用大型服务器进行综合、复杂运算,模拟大气环流以及典型天气过程发生、发展与演变的过程是大气科学专业人才所必须具备的能力。

在威利斯人娱乐棋牌在线专业人才培养方案的要求下,数值模拟实验室已成为本院重要的教学平台,该实验室主要承担以下工作内容:

一、本科科学建制的实践平台

以下本科课题建设均为学生掌握数值预报方法,熟练应用数值模拟服务器平台进行科学研究奠定基础:

(一)、《数值天气预报》

《数值天气预报》是应用气象学专业的重要专业核心必修课之一。数值天气预报是利用大气动力学、大气热力学的基本原理,采用数值计算的方法,通过计算机做出天气预报地一门科学。目前,世界上所有的发达国家均是以数值天气预报为主要方法制作天气预报的,它代表了天气预报科学技术的发展方向,也标志着一个国家气象科学技术的发展水平,也是近60多年来发展起来的最重要的天气预报的方法之一。

数值天气预报是气象现代化的重要内容之一,数值预报不仅能作天气形势预报,也能作天气和气象要素的预报;不仅能作一个地区、一个国家的预报,也能作半球和全球预报;不仅能作短期预报,也能作中期和长期预报。近年来,应用数值预报的方法在气候变化和预测方面也取得了令人鼓舞的成就。

数值天气预报的内容几乎涉及应用气象学专业所学的大多数课程,并且与计算机技术、信息技术密切相联系,是使学生把所学的基础知识、专业知识与计算机技能和方法结合起来综合应用的一门课程,所以数值天气预报是一门非常重要课程。数值天气预报的另一个重要方面就是理解和使用数值预报产品,这也是目前省市以下基层台站制作天气预报是的任务之一。

根据《数值天气预报》课程性质和作用以及目前学生的不同出口需要,兼顾理论、实践、应用三个环节的结合,课程教学目的和要求主要包括三个方面:

第一,通过本课程的学习,要求学生掌握数值天气预报的基本原理和方法,理解一些不同的数值预报模式,了解数值预报模式的设计和处理大气中物理过程的基本方法。

第二,通过一个简单数值天气预报模式的设计实践,加深数值天气预报的基本原理和方法理解的同时,也学会能运用所学知识进行数值计算,提高编制的程序的能力。

第三,初步掌握一些数值天气预报产品释用的原理和方法,建立应用数值天气预报产品进行公共气象服务、农业气象和指导气象防灾减灾的思想。

(二)、《数值计算方法》

《数值计算方法》是大气科学专业的一门重要基础课程。课程的主要任务是让学生掌握初步的数值计算方法,比如插值与逼近、数值积分与数值微分、线性代数方程组的数值解法等。这些内容的学习,将为该专业学生掌握最新的气象预报手段——数值天气预报,以及气候数值模拟等提供基础。同时也为进一步学习更复杂的数值计算方法打下结实的基础。

课程教学目的、要求:

第一,从内容上,应使学生牢固掌握插值与逼近、数值积分与数值微分、线性代数方程组的数值解法等内容。并初步了解常微分方程初值问题的数值解法和非线性方程的数值解法。

第二,从能力方面,应使学生初步认识、掌握如何使用数值计算的方法解决一些大气科学问题。

第三,从教学方法上,注重方法的应用及其基本原理。

(三)、《应用气候学》

《应用气候学》是应用气象专业的一门专业基础课,属专业方向选修课。本课程理论严谨,实践性强。其任务是研究气候为国民经济各行业服务的基本理论和方法,通过该课程的学习,学生能够掌握应用气候学的基本概念、定义、原理及应用气候研究和分析方法等。使学生毕业走向工作岗位后,为能从事应用气候工作打下较好的基础。

本课程适用于应用气象本科专业。课程教学目标与标准:

第一, 从内容上,应使学生掌握农业气候学;建筑气候学、交通气候学、能源气候学、水文气候学、大气污染气候学、医疗气候学、气候与架空线路和通讯、旅游与气候、 商业与气候、体育运动与气候方面的基本理论和研究方法。

第二,从能力上,应使学生对农业气候、建筑气候、交通气候、能源气候学、水文气候学、大气污染气候学、医疗气候等内容中的气候问题,能进行计算、分析、并提出解决问题的措施。

第三, 从教学方法上,除课堂讲授以上主要内容外,对相应实践环节的内容应对学生进行训练。

(四)、《大气环流》

《大气环流》是大气科学一门专业选修课,是大气科学中研究大气环流的分支学科,也是大气科学专业课程的双语教学实践课程。近年来,由于大气科学中各个分支学科的相互渗透,大气环流日益变成天气学、动力气象学(尤其是数值模拟)和气候学相结合的产物,从而使大气环流具备了许多新的内容,也使得大气环流成为大气科学许多分支学科的基础研究内容之一,因此,大气环流的研究对大气科学许多分支都具有重要的理论和实际价值。

第一,从内容上,应使学生掌握大气环流研究的主要方法;掌握环流分解的基本思想;掌握大气环流的基本观测事实论;掌握大气环流的基本控制因子和基本制约关系;理解大气环流的维持机制;了解大气环流数值模拟的基本思想和发展。

第二,从能力方面,应使学生初步掌握环流分解的方法和大气环流资料的处理方法,建立大气环流的平均状况和大气环流中角动量、热量、水汽、动能的平衡及维持机制,为进一步学习大气科学的其他分支内容和实际的天气预报能力的提高奠定必备的基础。

第三,从教学方法上,课堂教学采用英语和中文相结合的教学方式。通过多媒体教学手段弥补英语教学的不足,并把重点和难点用中文复述表达清楚。逐步培养学生通过英语学习思考的能力。

以下为部分教师及学生利用大气数值模拟实验室进行《气候变化及数值模拟》授课成果展示

表1 2013年利用大气数值模拟实验室进行本科毕业论文设计的相关题目汇总

序号

选 题 名 称

学生姓名

1

El Nino区大气热源的变化特征

毛睿

2

2008年初贵州凝冻灾害天气过程分析

周文钰

3

基于Priestley-Taylor模型估算旱田蒸散量

吴文心

4

基于QuikSCAT资料的南海夏季风季节内变化特征

刘杰

5

马斯克林高压与高原热源的关系分析

童红梅

6

2012年7月底华北暴雨初步分析

谢佳杏

7

高原低值系统的低频变化及其影响

孙金花

8

高原低涡的气候特征

张学禹

9

印度季风区越赤道水汽输送的变化特征

唐鹏

10

西藏高原雷暴与温、湿的关系的研究

潘昕浓

11

高原南侧反哈德莱环流变化特征分析

张博

12

北京721特大暴雨降水过程分析

陈宇航

13

地形高度与定常行星波的关系

何萍

14

RegCM4陆面过程参数化方案在青藏高原及其东侧关键地区的影响

杨钊

15

南亚高压变化特征分析

卢海深

16

WRF和ARPS对四川暴雨模拟结果的对比

达选芳

17

FY-3B MWHS资料质量控制中双权重算法的应用试验

孙晨

18

东亚夏季风与高原夏季风的关系研究

许圆圆

19

中国西南地区夏季降水与欧亚OLR的关系

陈小姣

20

东风急流变化特征分析

李航

21

安顺市2012年7月11-19日连续降水分析

蒙军

22

西南低涡的中尺度滤波分析

崔景琳

23

南海夏季风与高原夏季风的关系研究

方韵

24

华西秋雨与南亚高压的关系分析

崔海迪

25

一次西南低涡暴雨的物理量诊断分析

张尚斌

26

雅安“8.26”特大暴雨微物理特征分析

刘尉楚

27

横断山脉地区大气环流演变特征分析

张瑶

28

2010年6月6日—7日柴达木盆地强降水天气过程的分析

铁吉新

29

北京7.21暴雨环流特征分析

韩思睿

30

成都夏季降水与西南涡活动的关系研究

康兆萍

31

WRF模式中不同积云对流参数方案在四川地区试验研究

刘二影

32

西太平洋OLR对陕西秋季降水的影响

付烨

33

一次西南低涡发生发展的中尺度系统分析

王宇昊

34

成都雷暴天气背景特征研究

樊东

35

南亚夏季风和南亚高压的演变关系

陈苑旻

36

高原冬季风与东亚冬季风的关系研究

凌婷

37

一次西南低涡暴雨天气过程分析

淦林森

38

一次西南低涡暴雨的水汽输送诊断分析

郭炳欢

39

近年来云南夏季降水特征分析

谢联土

40

WRF模式雷达资料三维变分同化在一次暴雨预报中的应用研究

李黎珏

41

中国西南地区夏季降水与南亚高压的关系

李九山

42

川东北地区强降水过程的天气诊断分析

周燕秋

43

IEA在暴雨复合极值模型参数优化中的应用

王云鹏

44

1963,1996年太平洋海温异常对比分析及其对华北夏季降水的影响

朱洁宁

45

渝西两次暴雨过程的对比分析

赵霜

46

夏季南亚高压不同特征下西太平洋副高的变化特征

王然

47

青藏高原夏季风与印度夏季风相关分析

佟铃

48

高原夏季风变化特征分析

戴欣

49

高原地区TRMM资料与探空资料的对比

李立印

50

东亚季风区越赤道水汽输送的变化特征

程倩倩

51

基于不同代表路径浓度的青藏高原日降水变化特征分析

莫楠楠

52

江淮梅雨雨带位置的变化及环流形势分析

唐正平

53

澳大利亚高压与高原热源的关系研究

李娜

54

华南地区近30年水旱灾害的年际变化特征

顾曹浩

55

我国南方冬季降水的变化特征及成因分析

易翔

56

青藏高原地区水汽输送的变化特征

高丽

57

四川省气温变化对冬季供暖的影响

廖麒翔

58

风速高度转换模型研究

唐珊珊

59

四川玉米产区水分条件的初步分析

李沁东

60

川西高原雷暴天气特征分析

崔志强

61

微物理方案对雅安“8.26”特大暴雨敏感性研究

谷铁城

62

冬季南支槽的气候学特征分析

熊雪晨

63

安康市降水统计分析和最大降水量重现期的估计

孔思瑶

64

内蒙古寒潮天气过程的分析

段玮

65

青藏高原积雪变化特征研究

王俊驿

66

长江中下游夏季持续性降水的环流特征分析

刘源

67

成都近40年冬季气温的变化特征

陈樱之

68

四川盆地东西部近30年气候变化特征的对比分析

赵文灿

69

FY-3B MWHS资料质量控制中PCA方法的应用试验

戴祥霖

70

中国西南地区夏季降水与欧亚大气热源的关系

黄一格

71

敦煌地区风速变化特征研究

陈玲

72

地形对西南低涡暴雨的影响

武维刚

73

MJO的年际变化特征

周宏

74

基于QuikSCAT资料的印度季风季节内变化特征

费凡

75

2010年四川715暴雨数值模拟

蒋盈沙

76

基于QuikSCAT资料的西太平洋副热带季风季节内变化特征

李星秋

77

成都暴雨天气特征研究

聂嘉萌

78

基于Copula函数的夏秋连旱特征分析-以宜宾市为例

王鸽燕

79

青藏高原地区大气环流演变分析

孙杭媛

80

近50年若尔盖降水变化特征分析

苏传程

81

川渝地区近几十年气候变化的多时间尺度分析

胡枭林

82

2012年华北汛期特大暴雨过程诊断分析

解晓晓

83

冬季南支槽与我国降水的关系

汪叶静

84

德阳两次暴雨过程的对比分析

文雯

85

中国西南地区夏季降水异常大气环流特征

夏宇

86

高原夏季热源与西太副高的关系研究

程遥

87

基于统计方法的气候变化特征分析与预测

李杨

88

CMIP5气候模式对青藏高原气候变化模拟评估及未来情景预估

何玮龙

89

夏季西南季风频次与中国夏季降水年际关系的研究

郭嘉

90

东亚季风次季节变化的波包特征及其影响

李萧蔚

91

南海季风演变与大气环流的相关关系

于航

92

2010年7月15日达州大暴雨天气过程分析

冯向楠

93

RegCM4对流参数化方案在青藏高原及其东部地区的敏感性试验

罗雯

94

2011年四川703暴雨数值模拟

王小宁

95

基于泊松-耿贝尔复合极值模型的川东暴雨研究

孙丰皓

96

2011年6月16日到18日西南地区暴雨分析

阚敬田

97

DEM、GEOG数据的对比分析及在模式中的应用研究

黄斌杰

98

戈壁沙尘越洋传播的北方路径

孙一展

99

RegCM4中海温参数化方案的敏感性研究

张唯一

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