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全球(Z)双三次数值模式的设计与个例模拟(Ⅱ):个例模拟结果分析
被引量：
9
1
作者
辜旭赞
张兵
《高原气象》
CSCD
北大核心
2008年第3期481-490,共10页
引入双三次数值模式:通过"双三次曲面拟合—时间步长积分—双三次曲面拟合—……",实现成为一种新算法的数值模式。在球面Z坐标系上,给出全球经纬网格双三次数值模式的一个设计。全球(Z)双三次数值模式采用非静力、全可压、干...
引入双三次数值模式:通过"双三次曲面拟合—时间步长积分—双三次曲面拟合—……",实现成为一种新算法的数值模式。在球面Z坐标系上,给出全球经纬网格双三次数值模式的一个设计。全球(Z)双三次数值模式采用非静力、全可压、干/湿绝热大气运动动力框架,并采用显式水平方向准拉格朗日/垂直方向欧拉时间积分方案,用NCEP再分析资料做初值场,初步模拟出从极地到热带的基本大气环流。模拟试验表明:因大气运动本质上是非线性的,当限定模式大气作线性"一次运动"时,个例模拟无须任何平滑;但限定模式大气作"三次运动"时,必须有适当平滑。本文认为,未来双三次数值模式可按场变量双三次曲面曲率,以判断采用符合物理诠释的局域(或单点)平滑;又若大气非线性运动不稳定区恰是天气系统发源地,则全球多重/时变套网格双三次数值模式是今后研究的方向。
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关键词
双三次数值模式
全球经纬网格模式设计
准拉格朗日/欧拉时间积分方案
数值模拟
大气非线性运动
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职称材料
一种“准拉格朗日法”和“欧拉法”统一算法时间积分方案
被引量：
3
2
作者
辜旭赞
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第3期440-446,共7页
从欧拉算符出发,用泰勒级数展开,给出二阶时空微商余项预报方程,进而讨论一种数值分析新算法———双三次曲面拟合(插值)的准拉格朗日时间积分方案与数值模式。它是将大气运动描述成为非线性的"三次"运动,即是通过对原始大气...
从欧拉算符出发,用泰勒级数展开,给出二阶时空微商余项预报方程,进而讨论一种数值分析新算法———双三次曲面拟合(插值)的准拉格朗日时间积分方案与数值模式。它是将大气运动描述成为非线性的"三次"运动,即是通过对原始大气运动方程中包括标量、矢量的压、温、湿、风、以及"旋转地球上广义牛顿力"加速度场和散度场等,做双三次曲面拟合,实现对各个大气运动变量场的二阶可导,即限定气块上游点在各个不同双三次曲面(片)、具有斜率、曲率和挠率的非线性"三次"变量场上活动,从而可对各个大气运动方程做时间离散积分,即为"双三次曲面拟合—时间步积分—双三次曲面拟合……",实现成为一种新动力框架数值模式。由于双三次曲面具有数学定律"收敛性"和二阶可导"最优性",故选用双三次曲面插值求算二阶余差"上游点",具有"充分必要"的数学理由:它包含了大气运动变量场之斜率、曲率和挠率。因此,埃尔米特双三次曲面片具有对"网格"变量场二阶可导运算"等价性"、及其数学"收敛性"与最佳曲率"最优性",并且将"准拉格朗日法"与"欧拉法",以及柯朗-弗里德里希斯-列维判据统一起来。容易实现全球"网格"变量场的双三次曲面拟合,和可按双三次曲面变量场的斜率、曲率或挠率判断,作变量场局域或单点平滑,以此保持"三次"模式的时间积分稳定性。
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关键词
双三次曲面拟合
准拉格朗日时间积分方案
非线性“三次”大气运动
柯朗-弗里德里希斯-列维判据
双三次曲面平滑
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职称材料
题名
全球(Z)双三次数值模式的设计与个例模拟(Ⅱ):个例模拟结果分析
被引量：
9
1
作者
辜旭赞
张兵
机构
中国气象局武汉暴雨研究所
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2008年第3期481-490,共10页
基金
国家自然科学基金项目(40575053)
湖北省科技攻关计划课题(2005AA308B01)共同资助
文摘
引入双三次数值模式:通过"双三次曲面拟合—时间步长积分—双三次曲面拟合—……",实现成为一种新算法的数值模式。在球面Z坐标系上,给出全球经纬网格双三次数值模式的一个设计。全球(Z)双三次数值模式采用非静力、全可压、干/湿绝热大气运动动力框架,并采用显式水平方向准拉格朗日/垂直方向欧拉时间积分方案,用NCEP再分析资料做初值场,初步模拟出从极地到热带的基本大气环流。模拟试验表明:因大气运动本质上是非线性的,当限定模式大气作线性"一次运动"时,个例模拟无须任何平滑;但限定模式大气作"三次运动"时,必须有适当平滑。本文认为,未来双三次数值模式可按场变量双三次曲面曲率,以判断采用符合物理诠释的局域(或单点)平滑;又若大气非线性运动不稳定区恰是天气系统发源地,则全球多重/时变套网格双三次数值模式是今后研究的方向。
关键词
双三次数值模式
全球经纬网格模式设计
准拉格朗日/欧拉时间积分方案
数值模拟
大气非线性运动
Keywords
Bicubic Numerical Model （BiNM） BiNM
semi-lagrangian/eulerian atmospheric non linear motion
A design of latitude-longitude grid on the global time integration scheme
Numerical simulation
分类号
P456.7 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
一种“准拉格朗日法”和“欧拉法”统一算法时间积分方案
被引量：
3
2
作者
辜旭赞
机构
中国气象局武汉暴雨研究所
出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第3期440-446,共7页
基金
国家自然科学基金项目(40575053)
文摘
从欧拉算符出发,用泰勒级数展开,给出二阶时空微商余项预报方程,进而讨论一种数值分析新算法———双三次曲面拟合(插值)的准拉格朗日时间积分方案与数值模式。它是将大气运动描述成为非线性的"三次"运动,即是通过对原始大气运动方程中包括标量、矢量的压、温、湿、风、以及"旋转地球上广义牛顿力"加速度场和散度场等,做双三次曲面拟合,实现对各个大气运动变量场的二阶可导,即限定气块上游点在各个不同双三次曲面(片)、具有斜率、曲率和挠率的非线性"三次"变量场上活动,从而可对各个大气运动方程做时间离散积分,即为"双三次曲面拟合—时间步积分—双三次曲面拟合……",实现成为一种新动力框架数值模式。由于双三次曲面具有数学定律"收敛性"和二阶可导"最优性",故选用双三次曲面插值求算二阶余差"上游点",具有"充分必要"的数学理由:它包含了大气运动变量场之斜率、曲率和挠率。因此,埃尔米特双三次曲面片具有对"网格"变量场二阶可导运算"等价性"、及其数学"收敛性"与最佳曲率"最优性",并且将"准拉格朗日法"与"欧拉法",以及柯朗-弗里德里希斯-列维判据统一起来。容易实现全球"网格"变量场的双三次曲面拟合,和可按双三次曲面变量场的斜率、曲率或挠率判断,作变量场局域或单点平滑,以此保持"三次"模式的时间积分稳定性。
关键词
双三次曲面拟合
准拉格朗日时间积分方案
非线性“三次”大气运动
柯朗-弗里德里希斯-列维判据
双三次曲面平滑
Keywords
Fitting bicubic surface, Quasi-Lagrangian time integration scheme,
non
-
linear
cubic
atmospheric
motion
, CFLcomputational stability criterion, Bicubic surface smooth
分类号
P401 [天文地球—大气物理学与大气环境]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
全球(Z)双三次数值模式的设计与个例模拟(Ⅱ):个例模拟结果分析
辜旭赞
张兵
《高原气象》
CSCD
北大核心
2008
9
在线阅读
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职称材料
2
一种“准拉格朗日法”和“欧拉法”统一算法时间积分方案
辜旭赞
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2011
3
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