《气象数据处理基础》课程教学大纲.doc
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气象数据处理基础
Meteorological Data Processing
一、课程基本情况
课程类别：专业任选课
课程学分： 2 学分
课程总学时： 32 学时，其中讲课：16学时，上机： 16 学时
课程性质：选修
开课学期：第5学期
先修课程：气象学与气候学、计算机基础
适用专业：地理信息科学
教 材：自编教材
开课单位：地理与遥感学院 地理信息科学系
二、课程性质、教学目标和任务
气象数据处理基础是介绍气象数据及其处理方式和方法的课程。课程讲解气象数据的获得渠道、气象数据的主要要素和格式，气象数据常用的数学计算方法，气象数据常用的相关处理软件。本课程与气象专业联系紧密，是对气象学与计算机科学的实践和运用，旨在为与气象相关的实际科研和业务中的数据处理打下基础。
本课程要求学生了解气象数据的获得渠道、主要要素和常用格式；掌握气象数据的基本统计和分析方法，包括求平均、求相关、插值、回归拟合、傅立叶分析等；重点掌握MATLAB和NCL的基本数值运算功能和可视化功能，具备使用MATLAB和NCL处理气象数据并绘图的能力；掌握中尺度天气预报模式WRF的基本原理，熟悉WRF模式的安装流程，懂得使用WRF模式进行简单的数值模拟，掌握WRF模式中输出数据的简单处理。
三、教学内容和要求
第1章 气象数据简介（2学时）
1.1气象要素（0.5学时）
（1）了解气象中存在各种不同的状态；
（2）理解描述气象状态的各气象要素；
（3）掌握各气象要素的名称和物理意义；
重点：几种主要气象要素的名称和物理意义
1.2气象数据的获取途径和存储格式（0.5学时数）
（1）了解气象数据不同的获得渠道、方法和存储格式；
（2）理解不同方式所获得的气象数据的时空代表性；
（3）掌握不同方式所获得的气象数据的存储格式和特点；
重点：气象数据的不同存储格式和特点
1.3 气象数据处理的基本数学理论（1学时）
（1）了解气象数据处理中的常用数学理论；
（2）理解数学理论对应的物理过程与意义；
（3）掌握气象数据的常用分析方法；
重点：气象数据的常用分析方法
难点：数学理论对应的物理过程与意义
第2章 WRF数值模拟（6学时）
1.1Linux简介和基础命令（1学时）
（1）了解Linux系统的基本发展历程；
（2）理解Linux系统的优势；
（3）掌握linux的安装和基本命令；
重点：掌握linux的安装和基本命令
1.2WRF模式简介（2学时）
（1）了解WRF模式的框架；
（2）理解WRF模式的理论基础；
（3）掌握WRF模式各组成部分的功能；
重点：WRF模式各组成部分的功能
1.3WRF模式安装和运行（3学时数）
（1）了解WRF模式的运行流程；
（2）理解WRF模式各步骤输入与输出的物理量；
（3）掌握WRF的安装和运行；
重点：WRF的安装和运行
难点：对WRF安装和运行中错误的检查和处理方法
第3章 气象数据处理软件（8学时）
1.1 使用MATLAB处理数据（4学时）
（1）了解MATLAB的主要功能；
（2）理解MATLAB中基本函数的使用；
（3）掌握MATLAB软件的使用方法；
重点：MATLAB软件的使用方法
难点：MATLAB软件的使用方法
1.2使用NCL处理数据（4学时）
（1）了解NCL的主要功能；
（2）理解NCL中基本函数的使用；
（3）掌握NCL软件的使用方法；
重点：NCL软件的使用方法
难点：NCL软件的使用方法
四、课程考核
（1）作业等：作业：2-5次
（2）考核方式：课程论文
（3）总评成绩计算方式：按平时成绩20%和课程论文80%综合评定
五、参考书目
黄嘉佑，李庆祥，气象数据统计分析方法,气象出版社，2015年
Wang W, Bruyère C, Duda M, et al. ARW Version 3 Modelling System User’s Guide. 2015
胡晓东，董辰辉，MATLAB从入门到精通，人民邮电出版社，2010年
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