近年來,隨著計算機技術的不斷提高,以高性能計算機為基礎的數(shù)值天氣預報也有了飛速發(fā)展。垂直坐標系作為數(shù)值模式垂直離散的基礎,對于模式預報性能具有重要影響,混合?-p坐標因其獨特優(yōu)勢目前被廣泛應用于世界多個數(shù)值天氣預報中心的數(shù)值模式中。然而,目前世界上并沒有一種公認最優(yōu)的混合坐標設計算法。因此,很有必要對混合坐標設計進行深入探索和研究。目前,混合坐標設計算法主要包括Benard算法和Eckermann算法。本文在對混合坐標系統(tǒng)進行理論分析的基礎上,以上述兩類算法的Fortran實現(xiàn)為出發(fā)點,首先給出了Benard2008算法中參數(shù)a的確定方法,隨后將兩類算法進行有機結合,提出了一種新的復合設計算法。基于上述三類算法,共得到四種混合坐標。本文以YHGSM T511全球譜模式為平臺共設計了四組對比試驗,試驗結果表明:(1)同?坐標相比,混合坐標可以顯著提升模式中上部預報準確度,且對準確度的提高程度表現(xiàn)為隨高度升高而增大的趨勢;(2)四種混合坐標均能準確預報平流層環(huán)流形勢的急劇調整和全球溫度場的分布特征;(3)在保持總層數(shù)不變的情況下,通過局地加密對流層頂?shù)膶哟畏植伎商岣吣Ｊ缴喜款A報準確度,但卻...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 數(shù)值天氣預報模式
        1.1.1 數(shù)值天氣預報模式概況
        1.1.2 數(shù)值天氣預報模式分類
        1.1.3 數(shù)值天氣預報模式涉及的主要問題
    1.2 垂直坐標系發(fā)展歷程
    1.3 混合坐標系國內外研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內容和論文組織安排
第二章 基于氣壓的地形跟隨混合坐標
    2.1 幾種重要的垂直坐標系
    2.2 混合坐標的性質
    2.3 混合坐標中函數(shù)h(p,ps)的形式
    2.4 混合坐標下的大氣運動方程組
    2.5 本章小結
第三章 混合坐標設計算法
    3.1 Benard算法
        3.1.1 Benard2004算法
        3.1.2 Benard2008算法
    3.2 Eckermann算法
    3.3 Benard2008算法參數(shù)a的確定
    3.4 復合設計算法的提出
    3.5 本章小結
第四章 混合坐標算法的實現(xiàn)與應用
    4.1 混合坐標算法的參數(shù)設置
    4.2 四種混合坐標的分析比較
        4.2.1 σ坐標與混合坐標的分析比較
        4.2.2 四種混合坐標的分析比較
    4.3 混合坐標在數(shù)值模式中的應用
    4.4 本章小結
第五章 混合坐標預報性能的對比試驗
    5.1 試驗個例選取
    5.2 試驗方案設計
    5.3 試驗結果分析與討論
        5.3.1 σ坐標與混合坐標的對比
        5.3.2 四種混合坐標的對比
    5.4 本章小結
第六章 結束語
    6.1 論文總結
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
作者在學期間取得的學術成果



本文編號：3740911