数值预报系统GRAPES的科学设计与应用
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品牌: 薛纪善
基本信息·出版社：科学出版社
·页码：383 页
·出版日期：2008年
·ISBN：7030218590
·条形码：9787030218599
·包装版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
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内容简介本书为国家“十五”科技攻关重点项目研究成果。全书详细叙述了数值天气预报系统的科学设计方案及其在实际数值预报业务与研究中的应用，内容包括资料变分同化系统、一体化模式动力框架、模式的物理过程、模式的并行计算的科学方案，以及所建立的区域中尺度与全球预报系统的结构和在国家级与区域级业务数值预报中心运行的结果，并将本系统移植与运行中的关键技术问题作为本书的附录，供系统应用者参考。
本书主要读者对象为在地球科学领域从事天气、气候、海洋等数值模式、资料同化与数值模拟研究的科学工作者，气象业务部门从事天气预报业务与技术开发的科技人员，计算机科学领域从事并行运算方法研究与技术开发的科技人员，以及高等院校相关学科领域的教师与研究生。
目录
序
前言
第1章GRAPES资料变分同化系统的科学设计与试验
1.1 引言
1.2 三维变分同化系统框架的理论设计与理想试验
1.3 同化系统中的观测算子
1.4 背景误差的统计与模型
1.5 非静力模式变量同化
1.6 同化-预报循环方案的设计
1.7 台风相关的特殊技术问题
1.8 三维变分初步试验结果分析
1.9 四维变分同化系统的发展与试验
1.10 小结
参考文献
本章附录全球三维变分谱滤波算子的向量和矩阵表示
第2章GRAPES模式动力框架理论设计与试验
2.1 引言
2.2 基本方程组
2.3 时间离散方案
2.4 空间离散方案
2.5 离散化的模式方程组
2.6 边界条件的设置
2.7 有限区域模式的理想场试验
参考文献
本章附录赫姆霍兹方程的GCR解法
第3章模式的物理过程
3.1 引言
3.2 云和降水过程
3.3 辐射过程
3.4 边界层过程
3.5 陆面过程
3.6 地形重力波
3.7 物理过程程序结构设计及相互关系
3.8 物理过程的优选试验
3.9 本章小结
参考文献
第4章软件体系结构和并行处理
4.1 引言
4.2 软件体系结构
4.3 程序模块化编程规范
4.4 模式并行处理
参考文献
第5章中尺度数值预报系统GRAPES＿Meso
5.1 GRAPES＿Meso系统构成
5.2 GRAPES＿Meso实际资料试验
5.3 结束语
参考文献
第6章全球数值预报系统GRAPES-Global
6.1 引言
6.2 全球资料同化系统及试验
6.3 GRAPES全球动力模式框架与理想试验
6.4 GRAPES全球模式试验系统
6.5 总结与讨论
参考文献
第7章基于GRAPES的数值预报业务
7.1 引言
7.2 中国区域降水预报系统
7.3 台风数值预报系统GRAPES＿ TCM
7.4 华南／热带气象数值预报系统GRAPES＿TMM
7.5 业务运行小结
7.6 在其他方面的应用
第7章总结与展望
8.1 GRAPES系统梗概
8.2 GRAPES反映了我国数值预报科学水平的提高
8.3 GRAPES的进一步发展
8.4 数值预报未来发展展望
附录
附录A GRAPES使用指南
附录B GRAPES3 维变分程序结构
附录C GRAPES模式程序结构
附录D GRAPES的解释应用
附录E GRAPES结果到MICAPS的转换程序
……[看更多目录]
序言中国是世界上气象灾害种类最多、发生最频繁的国家之一。在进入21世纪的5年里，仅因暴雨造成的洪涝成灾面积就达到1．92亿亩（1亩≈667m。），受灾人口1．61亿，死亡1510人，直接经济损失1006亿元。单以2005年而言，珠江流域的暴雨引发了百年不遇的洪涝灾害，辽河流域发生了近十多年来的最大洪灾，汉江、渭河发生严重秋汛；台风频繁袭击我国，特别是海棠、麦莎、泰利、卡努四个强台风登陆我国，从南到北影响我国沿海广大地区，造成巨大的经济损失，部分地区还因暴雨引发严重的地质灾害；12月初开始，地处山东半岛的烟台和威海等地又先后遭受3次强暴风雪的袭击。对灾害性天气的准确预报，无论对政府部署、指挥社会的防灾抗灾，还是个人有效地采取防灾措施都有着重要的意义。因此，灾害性天气预报已经成为社会最关注的热点之一。
由于全球气候变化，极端天气气候事件增多，对经济、社会发展和人民生命财产安全的危害也持续增加，严重影响着全球可持续发展战略目标的实现。在全球气候持续变暖和区域气候环境变化的作用下，中国生态与环境显得相当脆弱，水资源危机日益突出，公共安全受到挑战，对气象灾害的防御也显得更加紧迫，灾害性天气预报的重要性也就更为突出。
除了防灾减灾以外，随着国家的经济发展和人民生活质量的不断提高，人们对于天气预报提出了更多、更细的需求，例如，重大社会活动的气象保障、空气质量的预报等。北京已经获得2008年奥林匹克运动会的举办权，中国将围绕“绿色奥运、科技奥运和人文奥运”三大主题开展工作。奥运气象预报服务是一项新的任务和挑战，更是一份重要的责任，而其基础则是高精度的定点、定时、定量的气象预报。
高质量的气象预报对于减灾防灾，提高人民生活质量，加强国防安全，促进国民经济持续增长与社会发展有重要意义，作为当代科学技术发展主要成就之一的数值天气预报是提高气象预测水平的主要科学途径，发展我国数值预报系统使之满足国家多方面对气象服务的需求是一项重要的气象科技发展任务，也是实施“公共气象、安全气象、资源气象”战略思想的重要方面。
文摘插图：
