基本介紹
內容簡介,目錄,
內容簡介
《數值預報系統GRAPES的科學設計與套用》為國家“十五”科技攻關重點項目研究成果。全書詳細敘述了數值天氣預報系統的科學設計方案及其在實際數值預報業務與研究中的套用，內容包括資料變分同化系統、一體化模式動力框架、模式的物理過程、模式的並行計算的科學方案，以及所建立的區域中尺度與全球預報系統的結構和在國家級與區域級業務數值預報中心運行的結果，並將本系統移植與運行中的關鍵技術問題作為《數值預報系統GRAPES的科學設計與套用》的附錄，供系統套用者參考。
《數值預報系統GRAPES的科學設計與套用》主要讀者對象為在地球科學領域從事天氣、氣候、海洋等數值模式、資料同化與數值模擬研究的科學工作者，氣象業務部門從事天氣預報業務與技術開發的科技人員，計算機科學領域從事並行運算方法研究與技術開發的科技人員，以及高等院校相關學科領域的教師與研究生。
目錄
序
前言
第1章 GRAPES資料變分同化系統的科學設計與試驗
1.1 引言
1.2 三維變分同化系統框架的理論設計與理想試驗
1.3 同化系統中的觀測運算元
1.4 背景誤差的統計與模型
1.5 非靜力模式變數同化
1.6 同化-預報循環方案的設計
1.7 颱風相關的特殊技術問題
1.8 三維變分初步試驗結果分析
1.9 四維變分同化系統的發展與試驗
1.10 小結
參考文獻
本章附錄 全球三維變分譜濾波運算元的向量和矩陣表示
第2章 GRAPES模式動力框架理論設計與試驗
2.1 引言
2.2 基本方程組
2.3 時間離散方案
2.4 空間離散方案
2.5 離散化的模式方程組
2.6 邊界條件的設定
2.7 有限區域模式的理想場試驗
參考文獻
本章附錄 赫姆霍茲方程的GCR解法
第3章 模式的物理過程
3.1 引言
3.2 雲和降水過程
3.3 輻射過程
3.4 邊界層過程
3.5 陸面過程
3.6 地形重力波
3.7 物理過程程式結構設計及相互關係
3.8 物理過程的優選試驗
3.9 本章小結
參考文獻
第4章 軟體體系結構和並行處理
4.1 引言
4.2 軟體體系結構
4.3 程式模組化編程規範
4.4 模式並行處理
參考文獻
第5章 中尺度數值預報系統GRAPES_Meso
5.1 GRAPES_Meso系統構成
5.2 GRAPES_Meso實際資料試驗
5.3 結束語
參考文獻
第6章 全球數值預報系統GRAPES-Global
6.1 引言
6.2 全球資料同化系統及試驗
6.3 GRAPES全球動力模式框架與理想試驗
6.4 GRAPES全球模式試驗系統
6.5 總結與討論
參考文獻
第7章 基於GRAPES的數值預報業務
7.1 引言
7.2 中國區域降水預報系統
7.3 颱風數值預報系統GRAPES_ TCM
7.4 華南/熱帶氣象數值預報系統GRAPES_TMM
7.5 業務運行小結
7.6 在其他方面的套用
第8章 總結與展望
8.1 GRAPES系統梗概
8.2 GRAPES反映了我國數值預報科學水平的提高
8.3 GRAPES的進一步發展
8.4 數值預報未來發展展望
附錄
附錄A GRAPES使用指南
附錄B GRAPES3 維變分程式結構
附錄C GRAPES模式程式結構
附錄D GRAPES的解釋套用
附錄E GRAPES結果到MICAPS的轉換程式
前言
第1章 GRAPES資料變分同化系統的科學設計與試驗
1.1 引言
1.2 三維變分同化系統框架的理論設計與理想試驗
1.3 同化系統中的觀測運算元
1.4 背景誤差的統計與模型
1.5 非靜力模式變數同化
1.6 同化-預報循環方案的設計
1.7 颱風相關的特殊技術問題
1.8 三維變分初步試驗結果分析
1.9 四維變分同化系統的發展與試驗
1.10 小結
參考文獻
本章附錄 全球三維變分譜濾波運算元的向量和矩陣表示
第2章 GRAPES模式動力框架理論設計與試驗
2.1 引言
2.2 基本方程組
2.3 時間離散方案
2.4 空間離散方案
2.5 離散化的模式方程組
2.6 邊界條件的設定
2.7 有限區域模式的理想場試驗
參考文獻
本章附錄 赫姆霍茲方程的GCR解法
第3章 模式的物理過程
3.1 引言
3.2 雲和降水過程
3.3 輻射過程
3.4 邊界層過程
3.5 陸面過程
3.6 地形重力波
3.7 物理過程程式結構設計及相互關係
3.8 物理過程的優選試驗
3.9 本章小結
參考文獻
第4章 軟體體系結構和並行處理
4.1 引言
4.2 軟體體系結構
4.3 程式模組化編程規範
4.4 模式並行處理
參考文獻
第5章 中尺度數值預報系統GRAPES_Meso
5.1 GRAPES_Meso系統構成
5.2 GRAPES_Meso實際資料試驗
5.3 結束語
參考文獻
第6章 全球數值預報系統GRAPES-Global
6.1 引言
6.2 全球資料同化系統及試驗
6.3 GRAPES全球動力模式框架與理想試驗
6.4 GRAPES全球模式試驗系統
6.5 總結與討論
參考文獻
第7章 基於GRAPES的數值預報業務
7.1 引言
7.2 中國區域降水預報系統
7.3 颱風數值預報系統GRAPES_ TCM
7.4 華南/熱帶氣象數值預報系統GRAPES_TMM
7.5 業務運行小結
7.6 在其他方面的套用
第8章 總結與展望
8.1 GRAPES系統梗概
8.2 GRAPES反映了我國數值預報科學水平的提高
8.3 GRAPES的進一步發展
8.4 數值預報未來發展展望
附錄
附錄A GRAPES使用指南
附錄B GRAPES3 維變分程式結構
附錄C GRAPES模式程式結構
附錄D GRAPES的解釋套用
附錄E GRAPES結果到MICAPS的轉換程式
