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非静力AREM模式设计及其数值模拟Ⅰ:非静力框架设计
被引量:
6
1
作者
程锐
宇如聪
+1 位作者
徐幼平
王斌
《大气科学》
CSCD
北大核心
2018年第6期1286-1296,共11页
AREM(Advanced Regional Eta-coordinate Model)对中国暴雨、台风等中尺度天气系统的模拟、预报能力突出。但是伴随模式分辨率的提高,制约该模式发展的一个问题日渐突出,即"静力平衡近似"的约束。本文通过对原静力平衡系统进...
AREM(Advanced Regional Eta-coordinate Model)对中国暴雨、台风等中尺度天气系统的模拟、预报能力突出。但是伴随模式分辨率的提高,制约该模式发展的一个问题日渐突出,即"静力平衡近似"的约束。本文通过对原静力平衡系统进行修正,引入高阶订正参数定义第三运动方程来构建该模式的非静力动力框架。我们基于Euler原始方程组,有效结合原静力平衡模式的标准层结扣除及IAP(Institute of Atmospheric Physics)变换方法,推导出了球面余纬坐标下的非静力框架,并在E网格和η坐标下进行了时空离散。采用时间两部分离技术进行积分运算以提高计算效率,并通过"追赶法"结合迭代法计算声波。此框架可方便地继承静力平衡框架的特点,最大限度地保留静力平衡框架的优势。理论推导和数值试验表明,当非静力框架退化为静力平衡框架后,方程形式及其模拟结果一致。在文章第二部分将通过理想和实例试验检验非静力模式性能。
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关键词
AREM模式
非静力动力框架
E网格
ETA坐标
IAP变换
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职称材料
全球(Z)双三次数值模式的设计与个例模拟(I):模式动力框架设计
被引量:
9
2
作者
辜旭赞
张兵
《高原气象》
CSCD
北大核心
2008年第3期474-480,共7页
引入双三次数值模式:双三次数值模式是通过作三次样条与双三次曲面拟合,实现各个大气要素量场的二阶可导,从而可对各个预报方程作时间积分。双三次数值模式适合采用大气运动原始方程组和采用水平方向准拉格朗日/垂直方向欧拉时间积分方...
引入双三次数值模式:双三次数值模式是通过作三次样条与双三次曲面拟合,实现各个大气要素量场的二阶可导,从而可对各个预报方程作时间积分。双三次数值模式适合采用大气运动原始方程组和采用水平方向准拉格朗日/垂直方向欧拉时间积分方案。且本文的全球(Z)双三次数值模式与个例模拟实际采用Navier-Stokes"浅薄大气"原始方程组,建立球面Z坐标系上的非静力、全可压、干/湿绝热大气运动动力框架。其离散化气压、气温预报方程与个例模拟揭示出大气运动中凝结降水,其天气学原因不仅是湿空气作Z坐标垂直上升运动,而且是湿空气被"减压/减温",即湿空气作P坐标"垂直上升运动",后者可由大气平流运动(如Rossby波)引起。
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关键词
双三次数值模式
原始方程组
非静
力
全可压大气运动
动力
框架
准拉格朗日/欧拉时间积分方案
大气运动降水物理机制
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职称材料
非静力AREM模式设计及其数值模拟Ⅱ:数值模拟试验
被引量:
5
3
作者
程锐
宇如聪
+3 位作者
徐幼平
王斌
宋帅
顾春利
《大气科学》
CSCD
北大核心
2019年第1期1-12,共12页
在程锐等(2018)中,我们完成了非静力AREM(Advanced Regional Eta-coordinate Model)模式动力框架设计。本文将通过理想和实例试验检验其模拟能力。设计理想试验并通过与国际成熟的中尺度非静力框架比较,直接检验非静力AREM三维动力框架...
在程锐等(2018)中,我们完成了非静力AREM(Advanced Regional Eta-coordinate Model)模式动力框架设计。本文将通过理想和实例试验检验其模拟能力。设计理想试验并通过与国际成熟的中尺度非静力框架比较,直接检验非静力AREM三维动力框架在细致分辨率(约1 km)下的模拟性能。可以看出,非静力AREM与ARPS(Advanced Regional Prediction System)、WRF(Weather Research and Forecasting Model)模拟出类似的积云对流结构及演变特征,从而基本确证了本文发展的非静力框架的正确性。结合原静力平衡模式的初始化和物理参数化过程,形成非静力AREM模式系统。台风实例模拟表明,粗分辨率下静力、非静力AREM模式性能接近;但在高分辨率下,非静力明显优于静力模式。我们还开展了批量降水试验检验,对非静力AREM模式性能进行了进一步的验证。
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关键词
AREM模式
非静力动力框架
理想试验
台风模拟
降水检验
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职称材料
题名
非静力AREM模式设计及其数值模拟Ⅰ:非静力框架设计
被引量:
6
1
作者
程锐
宇如聪
徐幼平
王斌
机构
中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)
地理信息工程国家重点实验室
出处
《大气科学》
CSCD
北大核心
2018年第6期1286-1296,共11页
基金
国家重点研发计划项目2017YFB1002702
国家自然科学基金项目91637211
61572058~~
文摘
AREM(Advanced Regional Eta-coordinate Model)对中国暴雨、台风等中尺度天气系统的模拟、预报能力突出。但是伴随模式分辨率的提高,制约该模式发展的一个问题日渐突出,即"静力平衡近似"的约束。本文通过对原静力平衡系统进行修正,引入高阶订正参数定义第三运动方程来构建该模式的非静力动力框架。我们基于Euler原始方程组,有效结合原静力平衡模式的标准层结扣除及IAP(Institute of Atmospheric Physics)变换方法,推导出了球面余纬坐标下的非静力框架,并在E网格和η坐标下进行了时空离散。采用时间两部分离技术进行积分运算以提高计算效率,并通过"追赶法"结合迭代法计算声波。此框架可方便地继承静力平衡框架的特点,最大限度地保留静力平衡框架的优势。理论推导和数值试验表明,当非静力框架退化为静力平衡框架后,方程形式及其模拟结果一致。在文章第二部分将通过理想和实例试验检验非静力模式性能。
关键词
AREM模式
非静力动力框架
E网格
ETA坐标
IAP变换
Keywords
AREM model
Non-hydrostatic dynamic core
E-grid
ETA coordinate
IAP transformation
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
全球(Z)双三次数值模式的设计与个例模拟(I):模式动力框架设计
被引量:
9
2
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474-480,共7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:双三次数值模式是通过作三次样条与双三次曲面拟合,实现各个大气要素量场的二阶可导,从而可对各个预报方程作时间积分。双三次数值模式适合采用大气运动原始方程组和采用水平方向准拉格朗日/垂直方向欧拉时间积分方案。且本文的全球(Z)双三次数值模式与个例模拟实际采用Navier-Stokes"浅薄大气"原始方程组,建立球面Z坐标系上的非静力、全可压、干/湿绝热大气运动动力框架。其离散化气压、气温预报方程与个例模拟揭示出大气运动中凝结降水,其天气学原因不仅是湿空气作Z坐标垂直上升运动,而且是湿空气被"减压/减温",即湿空气作P坐标"垂直上升运动",后者可由大气平流运动(如Rossby波)引起。
关键词
双三次数值模式
原始方程组
非静
力
全可压大气运动
动力
框架
准拉格朗日/欧拉时间积分方案
大气运动降水物理机制
Keywords
Bicubic Numerical Model (BiNM)
Primitive equation set
The dynamic framework of non-static holo-compressible model atmosphere
Semi-Lagrangian/Eulerian time integration scheme
Precipitation physical mechanism
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
非静力AREM模式设计及其数值模拟Ⅱ:数值模拟试验
被引量:
5
3
作者
程锐
宇如聪
徐幼平
王斌
宋帅
顾春利
机构
中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)
地理信息工程国家重点实验室
中国人民解放军
出处
《大气科学》
CSCD
北大核心
2019年第1期1-12,共12页
基金
国家重点研发计划项目2017YFB1002702
国家自然科学基金项目91637211
61572058~~
文摘
在程锐等(2018)中,我们完成了非静力AREM(Advanced Regional Eta-coordinate Model)模式动力框架设计。本文将通过理想和实例试验检验其模拟能力。设计理想试验并通过与国际成熟的中尺度非静力框架比较,直接检验非静力AREM三维动力框架在细致分辨率(约1 km)下的模拟性能。可以看出,非静力AREM与ARPS(Advanced Regional Prediction System)、WRF(Weather Research and Forecasting Model)模拟出类似的积云对流结构及演变特征,从而基本确证了本文发展的非静力框架的正确性。结合原静力平衡模式的初始化和物理参数化过程,形成非静力AREM模式系统。台风实例模拟表明,粗分辨率下静力、非静力AREM模式性能接近;但在高分辨率下,非静力明显优于静力模式。我们还开展了批量降水试验检验,对非静力AREM模式性能进行了进一步的验证。
关键词
AREM模式
非静力动力框架
理想试验
台风模拟
降水检验
Keywords
AREM (Advanced Regional Eta-coordinate Model)
Non-hydrostatic dynamic core
Idealized experiment
Typhoon simulation
Precipitation test
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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
非静力AREM模式设计及其数值模拟Ⅰ:非静力框架设计
程锐
宇如聪
徐幼平
王斌
《大气科学》
CSCD
北大核心
2018
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
全球(Z)双三次数值模式的设计与个例模拟(I):模式动力框架设计
辜旭赞
张兵
《高原气象》
CSCD
北大核心
2008
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
非静力AREM模式设计及其数值模拟Ⅱ:数值模拟试验
程锐
宇如聪
徐幼平
王斌
宋帅
顾春利
《大气科学》
CSCD
北大核心
2019
5
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职称材料
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