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高分辨率GRAPES模式垂直坐標的改進試驗研究

發(fā)布時間:2024-03-15 20:06
  隨著數(shù)值預報模式分辨率的不斷提高,模式所能分辨的地形越來越精細,采用傳統(tǒng)的Gal-Chen& Somerville高度地形追隨坐標(簡稱Gal.C.S坐標)所形成的模式坐標面坡度越來越陡峭,由此引起的氣壓梯度力PGF (Pressure Gradient Force,簡稱PGF)計算誤差相應增加,模擬的地形重力波形狀更加扭曲,因而對高分辨率數(shù)值模擬帶來很不利的影響。通過減緩模式坐標面的坡度,以便減小使用高度地形追隨坐標帶來的計算誤差,成為了當前地形追隨坐標研究的新熱點。GRAPES模式預報受到青藏高原和局地中小尺度山脈的影響,東亞地區(qū)仍存在南風偏大、虛假垂直速度和降水等問題,論文主要目的是通過減小模式采用的Gal.C.S坐標帶來的計算誤差來緩解上述預報問題。本文基于GRAPES模式對國際先進的平緩-混合坐標(Smoothed and Hybrid Terrain Following coordinate,簡稱S.H.T.F.坐標)進行系統(tǒng)地分析、試驗,并設計適合我國地形特點的新的S.H.T.F.坐標應用于GRAPES模式,進一步提高模擬預報水平。選取國際先進的單尺度平緩坐標(1...

【文章頁數(shù)】:128 頁

【學位級別】:博士

【部分圖文】:

圖2.1自然商度化標(a)和不同形式的S.H工F.坐巧坐標面(b,c,d)??Laprise?(1992)指出,對于完全可壓縮的方程,靜力氣壓坐標可レッ用來描述非靜力??的大氣

圖2.1自然商度化標(a)和不同形式的S.H工F.坐巧坐標面(b,c,d)??Laprise?(1992)指出,對于完全可壓縮的方程,靜力氣壓坐標可レッ用來描述非靜力??的大氣

圖2.1自然商度化標(a)和不同形式的S.H工F.坐巧坐標面(b,c,d)??Laprise?(1992)指出,對于完全可壓縮的方程,靜力氣壓坐標可レッ用來描述非靜力??的大氣。而無論是完全可壓縮還是無彈性的方程,用高度坐標這種不受物理意義限制的??數(shù)學坐標來描述是非?陀^、自然....


圖2.?3?^維質(zhì)量平流試驗

圖2.?3?^維質(zhì)量平流試驗

則高層的地形作用可L31有所衰減,可W緩解上述的誤差問題,這也是S.F.T.F.地形追隨坐??標的設計思路。設計可W調(diào)節(jié)地形作用隨高度的衰減速度的衰減函數(shù),可W實現(xiàn)各種形??式的坐標面(例如圖2.1所示)。??2.2化形追隨坐標相關的理想試驗??2.2.1氣壓梯度力計算誤差理想試....


圖2.?4穩(wěn)定氣流過山積分1化的垂直速度分布解析值

圖2.?4穩(wěn)定氣流過山積分1化的垂直速度分布解析值

巧口)?=?-m〇cos2?葉aQ?+號,G?二吝c?°??平衡氣流在遇到地形時受到地形的作用,從垂直速度分布圖可1^1看出,大尺度的靜??力波動會垂直向上傳播,如圖2.4地形重為波的解析值所示。重力波的線性解析值通過??傅里葉轉(zhuǎn)換求出(Smi化,1979,1980)。在地形追隨....


圖3.?2各變最的水卞格點分布??3.3?SLEVE2坐標的動力框架方程??

圖3.?2各變最的水卞格點分布??3.3?SLEVE2坐標的動力框架方程??

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本文編號:3928802

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