兰州大学--青藏高原大地形的动力和热力作用虚拟仿真实验软件
 

青藏高原是全球最高最大的高原, 耸立在中国西部,他作为世界上最年轻和面积最大、海拔最高的一个地理单元是我国及东南亚地区最重要的生态屏障，被称为北半球气候变化的启动地和调节区。青藏高原对全球大气环流及演变有极重要的影响, 对中国气候的变化与异常起着重要的热力和动力作用, 其对天气和气候的影响一直是重要的研究领域，其机制机理是大气科学、环境、地理和地质等专业的重要专业知识。
 

 

兰州大学与北京欧倍尔联合开发的青藏高原大地形的动力和热力作用虚拟仿真实验软件，于2022年通过第二批国家级一流本科课程认定。软件利用数值模式WRF模式来进行青藏高原动力和热力作用的研究，WRF模式系统为目前的新一代天气气候模拟系统，该模式精度高、方案新，并包含多种地球系统过程，不仅在气象领域也在其他相关领域（如气象服务，农业林业，新能源等）应用越来越广泛。
 

 

软件内容：

• 1、认知环节

• 第一部分主要以基本知识和理论为主，针对青藏高原隆升对气候的影响，我们通过视频动画、关键知识点展示、练习题等形式，让学生对于气象相关知识及青藏高原对于气候的影响有一个直观的概念了解。
• 学生往往会觉得风场的知识比较抽象，为此，我们制作了大量的视频，让学生通过观看视频的形式，对相关的知识进行学习。此外，我们还制作了12个小知识点，来对相关知识进行补充。
• 2、探究环节
• 第二部分探究环节主要为目前研究大地形作用所用主要方法：数值模式。数值预报模式发展历程（视频形式）、WRF模式介绍、WRF模式安装（安装视频和学生人机交互模式安装操作）以及如何去设置敏感地形试验教学。
• 如何设置敏感地形试验方法教学（主要为青藏高原一半高度情景下，青藏高原无隆升情景，气候变暖三个情景下的设置），敏感地形实验是教给大家修改WRF的代码方法来实现所需要的功能。此外，学生还可以通过软件右侧的练习题来对学到的知识进行巩固。
• 3、拓展环节
• 学生可以首先从实况出发，做控制实验，模拟青藏高原实际情景下，大气环流状态、温度场、高度场、水汽和降水分布。然后进行敏感性实验，探讨青藏高原的动力和热力作用对天气气候的影响。
• 软件利用二维、三维图像模拟的形式来展现天气数值预报模式，定量化研究青藏高原动力和热力作用对天气气候影响，让学生更直观的感受到相应变化过程，加深学生对于理论知识和实验方法的理解与运用。
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青藏高原大地形的动力和热力作用虚拟仿真实验软件，旨在为本科院校气象、环境相关专业的学生提供一个高仿真度的、高交互操作的、全程参与式的、可提供实时信息反馈与操作指导的虚拟模拟操作平台，使学生通过在本平台上的操作练习，进一步熟悉专业基础知识、数值预报软件的安装运行过程，同时能够直观了解青藏高原的存在对不同气候参数的影响，为进行实际学习和工作奠定良好基础。