Luua tingimused teadmiste omandamiseks atmosfääri ja ookeani numbriliste mudelite ülesehitusest, numbrilistest lahendusmeetoditest ja erinevatest mudeli tüüpidest ning kinnistada oskused töötamiseks numbriliste mudelitega.

The aim of the course is to create opportunities to get knowledge on the atmospheric and oceanographic numerical models, how these modes are built, numerical methods and different kind of models.

Üliõpilane kasutab ookeani ja atmosfääri modelleerimise tehnikat üldiselt ja NEMO ookeani mudelit algtasemel

Üliõpilane võrdleb ookeani ja atmosfääri uuringuteks kasutatavaid erinevat tüüpi numbrilisi mudeleid.

Student uses numerical modelling of oceanographic and atmospheric processes in general and the NEMO ocean model on the beginners level

Student compares different types of models which are used in oceanographic and atmospheric research.

Kursus keskendub numbriliste mudelite kasutamisele okeanograafias ja meteoroloogias. Loengute käigus käsitletakse osatuletistega diferentsiaalvõrrandite lahendamist kasutades lõplike vahede meetodeid, numbriline stabiilsust, koonduvust, täpsust ja numbriliste lähenduste vigu. Detailselt analüüsitakse NEMO modelleerimise raamistiku ülesehitust, numbrilist rakendust ja lahendatakse praktilisi modelleerimisülesandeid. Kursuse käigus tutvustatakse andmete assimileerimise printsiipe ja erinevaid meetodeid. Selgitatakse mudelite ansambli kasutamist tänapäeva okeanograafia ja meteoroloogia rakendustes. Kursuse käigus tutvustatakse erinevaid okeanograafias ja meteoroloogias kasutatavaid mudelite tüüpe.

The course focuses on numerical models in oceanography and meteorology. The topics cover finite difference methods for solving partial differential equations including stability, convergence and consistency of numerical schemes, accuracy and errors of finite difference solutions. The structure and numerical implementation of the NEMO modelling framework is analyzed in detail. The NEMO model is applied for investigation of the different problems of physical oceanography. Data assimilation methods and an application of multi-model ensemble approach in meteorology and oceanography is introduced. An overview of different types of models, which are used in oceanographic and atmospheric research is given.

-

-

Üliõpilane lahendab füüsikalise okeanograafia ülesande kasutades NEMO füüsika numbrilist mudelit. Selleks on vajalik läbi töötada NEMO mudeli kirjeldus ja kasutajajuhend. Praktiline tegevus sisaldab NEMO mudelkoodi alla laadimise, kompileerimise klasterarvutil ja testülesande töölepaneku. Teise etapina tuleb mudeli namelist-faili muuta vastavalt püstitatud ülesandele, ettevalmistada mudeli sisend ja väljund ning läbi viia arvutused. Arvutustulemused tuleb analüüsida püstitatud ülesande kontekstis ning valmistada ette ettekanne vastavalt teadusliku ettekande ülesehitusele.

A student will solves a problem in physical oceanography using NEMO circulation model. It requires reading NEMO model description and user’s manual. In practice, a student has to download model code, compile it on cluster machine and run a simple test case. Further on, a student has to change namelist file according to the problem, prepare model input and output and run the model. Model results should be analysed according to the problem. Eventually, a student has to prepare presentation following the standards of the scientific presentation, and present it on the seminar.

Haltiner, G.J. and R.T. Williams, 1980. Numerical Prediction and Dynamic Meteorology. John Wiley and Sons.
Kalnay, E., 2003. Atmospheric Modeling, Data Assimilation and Predictability. Cambridge University Press.
Kantha, L. and C. Clayson, 2000. Numerical Models of Oceans and Oceanic Processes. Academic Press.
NEMO ocean engine (G. Madec), Note du Pôle de modélisation, Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL), France, No 27, ISSN No 1288-1619, 2008. (https://www.nemo-ocean.eu/wp-content/uploads/NEMO_book.pdf)
Deaton, M.L. and J.J. Winebrake, 2000. Dynamic Modeling of Environmental Systems, Springer.

-