1、海洋數(shù)值模擬Numerical Simulation of Ocean一、課程基本情況課程類別：專業(yè)主干課課程學(xué)分：2學(xué)分課程總學(xué)時(shí)：64學(xué)時(shí)，其中講課：64 學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：必修開課學(xué)期：第7學(xué)期先修課程：物理海洋學(xué)、流體力學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)、數(shù)學(xué)物理方程適用專業(yè)：海洋科學(xué)教 材：海洋數(shù)值模擬，自編講義開課單位：海洋科學(xué)學(xué)院 二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)海洋數(shù)值模擬是進(jìn)行海洋學(xué)研究及應(yīng)用的重要手段，是海洋科學(xué)專業(yè)重要的主干課程，該課程的學(xué)習(xí)不僅對(duì)于進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)本專業(yè)基礎(chǔ)課程的認(rèn)識(shí)，而且也是學(xué)生進(jìn)一步深造及工作必須掌握的技能之一。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)于海洋數(shù)值模擬的基本知識(shí)、理論、方法及

2、應(yīng)用要點(diǎn)有系統(tǒng)的掌握，而且通過實(shí)習(xí)使得學(xué)生掌握簡(jiǎn)單海洋數(shù)值模式的編寫、檢驗(yàn)和應(yīng)用的要點(diǎn)，建立對(duì)數(shù)值模擬的感性認(rèn)識(shí)。本課程重點(diǎn)講解海洋數(shù)值模擬的基本理論、基本方法和初步應(yīng)用，并介紹海洋數(shù)值模擬的常見模式和常見軟件，使學(xué)生初步掌握進(jìn)行海洋數(shù)值模擬的基本知識(shí)，為將來進(jìn)行海洋數(shù)值模擬及數(shù)值預(yù)報(bào)研究打下基礎(chǔ)。課程難度適中，適合海洋科學(xué)專業(yè)高年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)。三、教學(xué)內(nèi)容和要求1、緒論（2學(xué)時(shí)）（1）了解海洋數(shù)值模擬的基本應(yīng)用； （2）理解海洋數(shù)值模擬的基本含義； （3）掌握海洋數(shù)值模擬在海洋科學(xué)框架中的地位及與其他部分的關(guān)系；重點(diǎn)：海洋數(shù)值模擬的基本含義難點(diǎn)：海洋數(shù)值模擬在海洋科學(xué)框架中的地位及與其他部分的

3、關(guān)系2、海洋物理生態(tài)耦合系統(tǒng) (8學(xué)時(shí))(1) 驅(qū)動(dòng)海洋運(yùn)動(dòng)的海氣界面通量 (2) 海洋動(dòng)力學(xué)復(fù)習(xí)(3) 海洋生態(tài)動(dòng)力學(xué)(4) 海洋物理生態(tài)耦合系統(tǒng) 重點(diǎn)：海洋物理生態(tài)耦合系統(tǒng)難點(diǎn)：海洋物理生態(tài)耦合系統(tǒng)的概念及控制方程 3、海洋數(shù)值模擬概況（8學(xué)時(shí)）（1）了解各種海洋數(shù)值模擬的基本思路； （2）理解海洋數(shù)值模擬的基本特征； （3）掌握海洋數(shù)值模擬的基本分類；重點(diǎn)：海洋數(shù)值模擬的基本特征難點(diǎn)：各種海洋數(shù)值模擬的差異4、海洋數(shù)值模擬的基本方程及定解條件（10學(xué)時(shí)）（1）了解海洋數(shù)值模擬方程的基本概念； （2）理解海洋數(shù)值模式方程組及定解條件的作用； （3）掌握坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換、模式方程組的建立方法、初

4、時(shí)及邊界條件的概念及建立方法；重點(diǎn)：模式方程組及定解條件的建立方法難點(diǎn)：模式方程組的建立方法5、海洋數(shù)值模擬的數(shù)值格式（12學(xué)時(shí)）（1）了解海洋數(shù)值模擬離散化格式的基本概念； （2）理解海洋數(shù)值模擬離散化格式的基本思路； （3）掌握海洋數(shù)值模擬各種空間、時(shí)間離散化方案及穩(wěn)定性判據(jù)；重點(diǎn)：海洋數(shù)值模擬離散化格式的基本思路難點(diǎn)：海洋數(shù)值模擬各種空間、時(shí)間離散化方案及穩(wěn)定性判據(jù)6、海洋數(shù)值模擬參數(shù)化方案（8 學(xué)時(shí)）（1）了解參數(shù)化方案的基本概念； （2）理解參數(shù)化方案的基本思路； （3）掌握海洋數(shù)值模擬參數(shù)化方案的建立方法及應(yīng)用；重點(diǎn)：海洋數(shù)值模擬數(shù)化方案的基本思路難點(diǎn)：海洋數(shù)值模擬參數(shù)化方案的建立

5、方法及應(yīng)用7、海洋數(shù)值模式的測(cè)試（6 學(xué)時(shí)）（1）了解海洋數(shù)值模式測(cè)試的基本概念； （2）理解海洋數(shù)值模式測(cè)試的基本思路； （3）掌握海洋數(shù)值模擬海洋數(shù)值模式測(cè)試的基本方案；重點(diǎn)：海洋數(shù)值模式測(cè)試的基本思路難點(diǎn)：數(shù)值模擬海洋數(shù)值模式測(cè)試的基本方案8、海洋數(shù)值模擬結(jié)果的處理、分析方法（6 學(xué)時(shí)）（1）了解常見的數(shù)據(jù)格式和輸出方案； （2）掌握海洋數(shù)值模擬輸出結(jié)果的處理和分析方法；重點(diǎn)：海洋數(shù)值模擬輸出結(jié)果的處理和分析方法難點(diǎn)：海洋數(shù)值模擬輸出結(jié)果的分析方法9、常用海洋模式介紹及其應(yīng)用（4學(xué)時(shí)）(1) MIT General Circulation Model (MITgcm) (2) Regio

6、nal Ocean Modeling System (ROMS) (3) Hybrid Coordinate Ocean Model (HYCOM) （4）海洋短期預(yù)報(bào)及海洋再分析產(chǎn)品重點(diǎn)：幾種常見海洋模式的特點(diǎn)及應(yīng)用難點(diǎn)：幾種常見海洋模式在計(jì)算方法上的異同四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：8次，課程論文：1篇；（2）考核方式：閉卷考試+課程論文+作業(yè)；（3）總評(píng)成績(jī)計(jì)算方式：平時(shí)成績(jī)30%與考試成績(jī)70%綜合計(jì)算；五、參考書目1、海洋環(huán)流數(shù)值模擬， HYPERLINK /book/press/press100.html t _blank 氣象出版社， HYPERLINK /cmml/cmmlwb/query/query_info_se.asp?leibie=1&inpu