Барашкова Н.К., Кижнер Л.И., Кужевская И.В. Атмосферные процессы: динамика, численный анализ, моделирование

Учебное пособие / под ред. Г.О. Задде. – Томск : Томский государственный университет, 2012. – 312 с. — ISBN: 978-5-94621-375-2.Излагаются отдельные разделы учебных дисциплин «Динамическая метеорология», «Численные методы анализа и прогноза погоды», «Теория общей циркуляции атмосферы», а также дополнительный материал, необходимый для подготовки магистров по направлению «Гидрометеорология». Пособие призвано помочь студентам при подготовке к вступительным и государственным магистерским экзаменам и поступлении в аспирантуру.
Содержание ориентировано на необходимый начальный уровень знаний и навыков для занятий математическим моделированием атмосферных процессов.Уравнения гидротермодинамики.
Основные уравнения гидротермодинамики атмосферы.
Система уравнений гидротермодинамики для турбулентной атмосферы.
Упрощение уравнений гидротермодинамики.
Динамика атмосферы.
Пограничный слой.
Приземный слой.
Свободная атмосфера.
Волновые движения в атмосфере.
Теория длинных волн.
Неустойчивость волновых движений.
Энергетика атмосферы.
Основные виды энергии в атмосфере.
Основной энергетический цикл атмосферы.
Подготовка исходной информации для гидродинамических прогнозов.
Требования, предъявляемые к информации.
Система наблюдений за состоянием атмосферы.
Первичная обработка информации.
Методы численного анализа метеорологических полей.
Теоретическая основа метода оптимальной интерполяции.
Усвоение данных о состоянии атмосферы.
Согласование разнородной информации.
Усвоение данных в ведущих метеорологических центрах.
Вклад разных наблюдательных систем в качество прогнозов погоды.
Основные этапы автоматизированной обработки оперативной метеорологической информации.
Основные конечно-разностные схемы, применяемые для решения уравнений прогноза погоды.
Уравнение вихря скорости.
Способы решения уравнения вихря скорости.
Некоторые вопросы реализации баротропной квазигеострофической модели.
Схемы, основанные на спектральном подходе.
Общие сведения о спектральном методе.
Использование сферических функций в спектральных моделях атмосферы.
Параметризация физических процессов в атмосферных моделях.
Параметризация конвекции и конденсационных процессов.
Параметризация подсеточной турбулентности и процессов на разных высотах.
Параметризация подстилающей поверхности и процессов в почве.
Параметризация радиационных потоков.
Настройка параметризаций модели.
Глобальные прогностические системы.
Глобальная оперативная спектральная модель Гидрометцентра России.
Современные глобальные модели среднесрочного прогноза погоды.
Системы краткосрочного прогнозирования на ограниченных территориях.
Основные сведения о региональных моделях.
Региональная гидродинамическая модель Гидрометцентра России (Лосев В.М., 2008).
Негидростатические модели атмосферы мезомасштаба.
Основные сведения о мезомоделях.
Сравнительная оценка успешности прогнозов элементов погоды на основе некоторых мезомоделей атмосферы.
Локальные модели.
Развитие оперативных моделей атмосферы с полными уравнениями гидродинамики.
Прогноз с использованием повышенного пространственного разрешения в ограниченной области.
Методы статистической интерпретации численных прогнозов погоды.
Система статистической интерпретации результатов ГДМА.
Общая схема прогностического алгоритма.
Численные статистические модели, используемые при прогнозе.
Программная реализация прогностического алгоритма РЭП и организация оперативных расчетов.