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预估-校正的半隐式半拉格朗日时间积分方案及其在CMA-GFS模式中的应用
被引量：
3
1
作者
张红亮
沈学顺
苏勇
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期280-288,共9页
CMA-GFS采用的是传统的二时间层半隐式半拉格朗日时间积分方案(SISL)。拉格朗日平流速度和非线性项需要采用时间外插进行计算,在急流轴附近等梯度大值区会造成计算不稳定,甚至积分中断现象。文中通过构造预估-校正半隐式半拉格朗日时间...
CMA-GFS采用的是传统的二时间层半隐式半拉格朗日时间积分方案(SISL)。拉格朗日平流速度和非线性项需要采用时间外插进行计算,在急流轴附近等梯度大值区会造成计算不稳定,甚至积分中断现象。文中通过构造预估-校正半隐式半拉格朗日时间积分方案(SISL/P-C),以减少时间外插的影响;半隐式系数由原来的0.72减小到0.55,构造准二阶精度的时间积分方案。理想试验和实际资料试验证明新方案可以改善CMA-GFS的精确度、稳定性和质量守恒。0.25°水平分辨率下积分时间步长可以由300 s增大到450 s,模式总体计算效率提高20%。
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关键词
预估-校正法
二时间层半隐式半拉格朗日方案
CMA-GFS
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职称材料
位温方程拉格朗日平流计算方案的改进及其在GRAPES_GFS全球模式的应用
2
作者
张红亮
沈学顺
《气象》
CSCD
北大核心
2021年第4期463-470,共8页
GRAPES全球数值预报系统(GRAPES_GFS)个例试验中,模式高层垂直速度在南极大陆上空会出现较大的计算噪音,进而影响模式的积分稳定性,甚至积分中断。对GRAPES_GFS的动力框架以及动力、物理耦合方案进行诊断分析,发现位势温度在拉格朗日上...
GRAPES全球数值预报系统(GRAPES_GFS)个例试验中,模式高层垂直速度在南极大陆上空会出现较大的计算噪音,进而影响模式的积分稳定性,甚至积分中断。对GRAPES_GFS的动力框架以及动力、物理耦合方案进行诊断分析,发现位势温度在拉格朗日上游点上的垂直插值是垂直速度噪音产生的主要原因。2013年7月实际资料试验表明,在位温方程中引入垂直非插值的拉格朗日平流方案,可以减少或消除该计算噪音。使用新的方案后,北半球和热带地区模式预报的整体性能得到了明显提高,8 d预报的全球质量损失较为严重的问题也得到了缓解。
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关键词
二时间层半隐式半拉格朗日方案
位温方程
垂直非插值
拉格朗
日平流
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职称材料
题名
预估-校正的半隐式半拉格朗日时间积分方案及其在CMA-GFS模式中的应用
被引量：
3
1
作者
张红亮
沈学顺
苏勇
机构
中国气象局地球系统数值预报中心
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室
出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期280-288,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFC1501901、2018YFC1505705)。
文摘
CMA-GFS采用的是传统的二时间层半隐式半拉格朗日时间积分方案(SISL)。拉格朗日平流速度和非线性项需要采用时间外插进行计算,在急流轴附近等梯度大值区会造成计算不稳定,甚至积分中断现象。文中通过构造预估-校正半隐式半拉格朗日时间积分方案(SISL/P-C),以减少时间外插的影响;半隐式系数由原来的0.72减小到0.55,构造准二阶精度的时间积分方案。理想试验和实际资料试验证明新方案可以改善CMA-GFS的精确度、稳定性和质量守恒。0.25°水平分辨率下积分时间步长可以由300 s增大到450 s,模式总体计算效率提高20%。
关键词
预估-校正法
二时间层半隐式半拉格朗日方案
CMA-GFS
Keywords
Predictor-Corrector
Two-time-level SISL
CMA-GFS
分类号
P435 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
位温方程拉格朗日平流计算方案的改进及其在GRAPES_GFS全球模式的应用
2
作者
张红亮
沈学顺
机构
国家气象中心
出处
《气象》
CSCD
北大核心
2021年第4期463-470,共8页
基金
国家重点研发计划(2017YFC1501904)资助。
文摘
GRAPES全球数值预报系统(GRAPES_GFS)个例试验中,模式高层垂直速度在南极大陆上空会出现较大的计算噪音,进而影响模式的积分稳定性,甚至积分中断。对GRAPES_GFS的动力框架以及动力、物理耦合方案进行诊断分析,发现位势温度在拉格朗日上游点上的垂直插值是垂直速度噪音产生的主要原因。2013年7月实际资料试验表明,在位温方程中引入垂直非插值的拉格朗日平流方案,可以减少或消除该计算噪音。使用新的方案后,北半球和热带地区模式预报的整体性能得到了明显提高,8 d预报的全球质量损失较为严重的问题也得到了缓解。
关键词
二时间层半隐式半拉格朗日方案
位温方程
垂直非插值
拉格朗
日平流
Keywords
two-time-level semi-implicit semi-Lagrangian(2TSISL)
potential temperature equation
non-interpolation Lagrangian vertical advection
分类号
P456 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
预估-校正的半隐式半拉格朗日时间积分方案及其在CMA-GFS模式中的应用
张红亮
沈学顺
苏勇
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
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职称材料
2
位温方程拉格朗日平流计算方案的改进及其在GRAPES_GFS全球模式的应用
张红亮
沈学顺
《气象》
CSCD
北大核心
2021
0
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