基于氣壓的地形跟隨混合坐標(biāo)算法優(yōu)化及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2023-02-12 10:15
近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高,以高性能計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)也有了飛速發(fā)展。垂直坐標(biāo)系作為數(shù)值模式垂直離散的基礎(chǔ),對(duì)于模式預(yù)報(bào)性能具有重要影響,混合?-p坐標(biāo)因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)目前被廣泛應(yīng)用于世界多個(gè)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)中心的數(shù)值模式中。然而,目前世界上并沒(méi)有一種公認(rèn)最優(yōu)的混合坐標(biāo)設(shè)計(jì)算法。因此,很有必要對(duì)混合坐標(biāo)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入探索和研究。目前,混合坐標(biāo)設(shè)計(jì)算法主要包括Benard算法和Eckermann算法。本文在對(duì)混合坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上,以上述兩類(lèi)算法的Fortran實(shí)現(xiàn)為出發(fā)點(diǎn),首先給出了Benard2008算法中參數(shù)a的確定方法,隨后將兩類(lèi)算法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,提出了一種新的復(fù)合設(shè)計(jì)算法;谏鲜鋈(lèi)算法,共得到四種混合坐標(biāo)。本文以YHGSM T511全球譜模式為平臺(tái)共設(shè)計(jì)了四組對(duì)比試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)同?坐標(biāo)相比,混合坐標(biāo)可以顯著提升模式中上部預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度,且對(duì)準(zhǔn)確度的提高程度表現(xiàn)為隨高度升高而增大的趨勢(shì);(2)四種混合坐標(biāo)均能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)平流層環(huán)流形勢(shì)的急劇調(diào)整和全球溫度場(chǎng)的分布特征;(3)在保持總層數(shù)不變的情況下,通過(guò)局地加密對(duì)流層頂?shù)膶哟畏植伎商岣吣J缴喜款A(yù)報(bào)準(zhǔn)確度,但卻...
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式
1.1.1 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式概況
1.1.2 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式分類(lèi)
1.1.3 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式涉及的主要問(wèn)題
1.2 垂直坐標(biāo)系發(fā)展歷程
1.3 混合坐標(biāo)系國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究?jī)?nèi)容和論文組織安排
第二章 基于氣壓的地形跟隨混合坐標(biāo)
2.1 幾種重要的垂直坐標(biāo)系
2.2 混合坐標(biāo)的性質(zhì)
2.3 混合坐標(biāo)中函數(shù)h(p,ps)的形式
2.4 混合坐標(biāo)下的大氣運(yùn)動(dòng)方程組
2.5 本章小結(jié)
第三章 混合坐標(biāo)設(shè)計(jì)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(fù)合設(shè)計(jì)算法的提出
3.5 本章小結(jié)
第四章 混合坐標(biāo)算法的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
4.1 混合坐標(biāo)算法的參數(shù)設(shè)置
4.2 四種混合坐標(biāo)的分析比較
4.2.1 σ坐標(biāo)與混合坐標(biāo)的分析比較
4.2.2 四種混合坐標(biāo)的分析比較
4.3 混合坐標(biāo)在數(shù)值模式中的應(yīng)用
4.4 本章小結(jié)
第五章 混合坐標(biāo)預(yù)報(bào)性能的對(duì)比試驗(yàn)
5.1 試驗(yàn)個(gè)例選取
5.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析與討論
5.3.1 σ坐標(biāo)與混合坐標(biāo)的對(duì)比
5.3.2 四種混合坐標(biāo)的對(duì)比
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)束語(yǔ)
6.1 論文總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
本文編號(hào):3740911
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式
1.1.1 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式概況
1.1.2 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式分類(lèi)
1.1.3 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式涉及的主要問(wèn)題
1.2 垂直坐標(biāo)系發(fā)展歷程
1.3 混合坐標(biāo)系國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究?jī)?nèi)容和論文組織安排
第二章 基于氣壓的地形跟隨混合坐標(biāo)
2.1 幾種重要的垂直坐標(biāo)系
2.2 混合坐標(biāo)的性質(zhì)
2.3 混合坐標(biāo)中函數(shù)h(p,ps)的形式
2.4 混合坐標(biāo)下的大氣運(yùn)動(dòng)方程組
2.5 本章小結(jié)
第三章 混合坐標(biāo)設(shè)計(jì)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(fù)合設(shè)計(jì)算法的提出
3.5 本章小結(jié)
第四章 混合坐標(biāo)算法的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
4.1 混合坐標(biāo)算法的參數(shù)設(shè)置
4.2 四種混合坐標(biāo)的分析比較
4.2.1 σ坐標(biāo)與混合坐標(biāo)的分析比較
4.2.2 四種混合坐標(biāo)的分析比較
4.3 混合坐標(biāo)在數(shù)值模式中的應(yīng)用
4.4 本章小結(jié)
第五章 混合坐標(biāo)預(yù)報(bào)性能的對(duì)比試驗(yàn)
5.1 試驗(yàn)個(gè)例選取
5.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析與討論
5.3.1 σ坐標(biāo)與混合坐標(biāo)的對(duì)比
5.3.2 四種混合坐標(biāo)的對(duì)比
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)束語(yǔ)
6.1 論文總結(jié)
6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
本文編號(hào):3740911
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