ADCIRC是新一代海洋水动力计算模型它采用了非结构三角形网格广义波动连续方程的设计在提高计算精确度的同时还减小了计算时间。被广泛应用于模拟潮汐和风驱动的循环、预测风暴潮和洪水和近岸海上作业等。除此之外ADCIRC也是我国潮汐、风暴潮洪水等科研和业务预报的主流模式。作为水动力模式中的佼佼者ADCIRC功能齐全无论是作为业务预报的工具还是科研工具都是不二的选择。本文包含ADCIRC模式的基础到高阶的内容针对风暴潮的模拟和预报理论方面介绍数值模式基本理论、ADCIRC模式的理论框架和风暴潮模拟方面的侧重点。实践环节从Linux基础命令和模式安装到模式前处理、模式运行、模式后处理和可视化等帮助初学者快速掌握ADCIRC模式。此外还采用ADCIRC模式Python语言结合的方式利用Python在数据处理、科学计算和数据可视化方面的优势将其结合应用在ADCIRC模式的前后处理当中助力ADCIRC模式的使用并在海洋、气象和水文等地学领域的业务、科研和工程项目中得到实际有效的应用。专题一、ADCIRC背景与原理1.1介绍ADCIRC模式的历史背景、优势以及在海洋中的常用场景。1.2介绍数值模式的基本理论ADCIRC动力框架与参数化方案深层次了解ADCIRC的原理为ADCIRC应用打下基础。专题二、ADCIRC的编译安装2.1 Linux基础语法教学1虚拟机的安装使用2Linux基础命令3环境变量设置与管理2.2 ADCIRC编译安装。1依赖基础库安装GNU编译器、CMAKE、NETCDF、MPICH2等2ADCIRC模式安装专题三、ADCIRC模式前处理3.1 MATLAB软件安装课前教程3.2网格生成包括MATLAB和SMS软件两种网格生成方式的教学。3.3 ADCIRC前处理包括风场文件、底摩擦文件制作运行文件的详细解读并利用基础案例进行ADCIRC运行方法实践教学。3.4控制参数文件对运行控制参数和各参数化方案进行详细解读。专题四、ADCIRC案例分析4.1利用模型风场进行台风风暴潮模拟1Holland模型风场介绍2实例运行与SMS可视化3风暴潮增水验证4.2利用ERA5风场进行温带风暴潮模拟1ERA5资料介绍及下载2脚本制作通用风场文件4.3天文潮模拟1天文潮数据介绍与制作NAO99与OTPS2开边界条件设置3计算不稳定、溢出问题分析4.4 风暴潮漫滩模拟1漫滩网格生成2漫滩案例运行4.5 ADCIRC运行经验总结1调参注意事项2如何得到一个好的结果专题五、Python基础与科学计算5.1 Python入门和安装1Python背景及其在海洋和气象中的应用2Anaconda解释和安装以及Jupyter配置3Python基础语法5.2 科学数据处理基础库1Numpy库科学计算2Pandas库数据处理3Scipy库统计与插值4Xarray库Netcdf格式5Matplotlib库可视化6Cartopy库地理信息掌握基于Anaconda配置Python环境以及使用Jupyter开发和调试代码。在掌握Python的基础语法上学习常用的科学计算和可视化库如Numpy、Pandas、Scipy、Matplotlib等。专题六、ADCIRC模式后处理利用Python对实战案例进行数据处理与绘图包括潮位站时间序列图风场最大风暴增水图等。1绘制站点序列图Holland与ERA5风场驱动2绘制天文潮站点模拟结果3绘制过程最大风暴增水分布与台风路径图4绘制每个输出时刻的最大增水并制作动图5SMS软件对模拟结果进行可视化