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数值天气预报-参考资料中的程序员?

建筑,但由于一个略微不同的重点,有“标准文本”的计算机程序员(与工程背景——我得到了数学,但我不知道哪些数学需要应用)来帮助理解数值天气预报?如果太宽,我主要对中尺度和微尺度感兴趣的应用程序。

我试着构建和运行的一些预报模型(例如WRF)但我不舒服看数字出来至少不了解的一些过程。

回答

你想要的资源将在何种水平的不同理解你正在寻找。例如,了解数学意味着你可以解决方程或转换,但这并不意味着你理解物理。一些主题你要理解的理解过程:——物理任何天气模型的核心是我们的原始方程。n - s、热力学能量状态方程,连续性和质量。——微分方程,线性代数的数学求解上述方程。——离散化数值稳定性如何将比数值解决方程变成3 d网格离散在时间和空间上的点。这也涉及到选择网格类型、网格分辨率,边界条件和时间的步骤。任何数值噪声必须占和一些人工扩散有时被用来完成这项工作。——Sub-gridscale物理网格的结果意味着过程肯定小于4 x你的网格间距和那些完全包含在一个网格体积没有可分解的物理方程。这些物理必须参数化。 These process can include convection, radiation, turbulence, moisture, boundary layer processes and more. Some books that may assist you include: - [Numerical Methods for Fluid Dynamics (Durran, 2010)][1] (finite difference methods, time stepping schemes, numerical methods) - [Numerical Recipes][2] (implementations of numerical methods) - [Paramaterization schemes (Stenstrud 2009)][3] (how to represent sub-gridscale physics in your model) - [Modern Fortran Explained (Metcalf, Cohen and Reid, 2011)][4] (in the world of models you will be seeing a lot of Fortran and FORTRAN). - A good text on MPI (not necessarily needed to understand the model, but if you are interested in how it runs across nodes you'll want to understand MPI). The next step is digging into the source code. From this perspective I suggest taking a look at [CM1][5], which may be easier to follow than WRF from a programming perspective and will give you a foundation for how the math is applied in code to solve our equations and produce the output you see. [1]: http://www.amazon.com/Numerical-Methods-Fluid-Dynamics-Applications/dp/1441964118 [2]: http://www.amazon.com/Numerical-Recipes-3rd-Edition-Scientific/dp/0521880688 [3]: http://www.amazon.com/Parameterization-Schemes-Understanding-Numerical-Prediction/dp/0521126762/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1424111192&sr=1-1&keywords=parameterization%20schemes [4]: http://www.amazon.com/Explained-Numerical-Mathematics-Scientific-Computation/dp/0199601429/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1424111291&sr=1-1&keywords=modern%20fortran%20explained [5]: http://www2.mmm.ucar.edu/people/bryan/cm1/

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