第一部分 目标与基本要求
本课程是气象科学的一门专业课，主要介绍数值天气预报的基础知识、基本原理和基本方法：首先介绍大气运动的基本方程组、地图投影及坐标变换等数值天气预报的基础知识；在此基础上，重点讲述数值计算方案的基本原理；结合所讲述的基本知识和基本原理，重点介绍正压原始方程模式、斜压原始方程模式的设计及其数值解法；并简单介绍了正压涡度方程谱模式的设计原理；最后对数值预报的初、边值问题和物理过程的参数化问题进行一定的介绍。
本课程的目标和基本要求是：学生能够系统地理解数值天气预报的基本原理；切实地掌握制作数值天气预报的方法；初步具备设计数值天气预报模式的能力；为从事数值天气预报业务、数值预报产品释用、数值模拟研究等打下基础。
第二部分 内容与考核目标
第一章、 大气运动的基本方程组及垂直坐标变换
1、掌握坐标
系的定义，熟悉
坐标系方程组的优缺点；
2、掌握大气运动方程组垂直坐标变换的基本方法；
3、了解数值模式的基本分类，理解过滤模式和原始方程模式的区别。
第二章、 地图投影坐标系中的大气运动基本方程组
1、熟悉地图投影相关的基本概念；
2、掌握正形投影的基本概念；
3、熟悉常见的三种地图投影的主要特点；
4、理解地图投影坐标系下网格点上地图放大系数的主要计算步骤；
5、理解拉密系数的物理意义；理解地图投影坐标系中拉密系数和地图放大系数的关系；
6、熟悉水平坐标变换的方法，会利用水平坐标变换得到地图投影坐标系的方程组。
第三章、 数值计算方案
1、熟悉差分方法的主要思想，掌握差分格式的构造方法；
2、熟悉差分格式需满足的基本性质；
3、掌握确定差分格式线性稳定性判据的方法，能对不同类型差分格式的稳定性进行分析；
4、掌握常用时间积分格式的构造方法；熟悉常用时间积分格式的基本特点；
5、理解有限差分格式所引起的各种误差；了解减少这些误差的方法；
6、掌握非线性计算不稳定现象、产生的原因，并理解其常用的抑制方法；
7、理解平滑对波动的波长、波数、振幅等的影响；
8、 掌握正平滑、逆平滑和正逆平滑对不同波长波动的影响；
9、 掌握三点平滑、五点平滑和九点平滑的使用方法。
第四章、 正压原始方程模式
1、了解正压原始方程模式的设计思想、模式的基本特点；
2、熟悉应用有关假设，导出模式的预报方程；
3、掌握正压原始方程模式具有的积分性质；
4、了解正压原始方程模式线性稳定性判据的推导，理解模式时间积分步长的选择依据；
5、理解守恒差分格式的概念；
6、熟悉差分算符的表示方法；
7、掌握一次守恒格式和二次守恒格式的概念及其构造方法，熟悉正压原始方程模式二次守恒格式的构造方法；
8、掌握三步法时间积分格式的构造方法；
9、掌握正压原始方程模式显式时间积分方案的设计方法；
10、熟悉六点隐式时间积分格式的构造方法及其特点，了解半隐式格式的构造方法及其特点。
11、掌握模式的数值求解的方法；熟悉正压原始方程模式的设计流程，会编制正压原始方程模式。
