分块地形坐标大气环流模式的动力框架及其整体性质  

A Dynamic Framework of the Atmospheric General Circulation Model and Its General Property in the Partition Terrain Coordinate

作　　者：梁丹青[1] 张铭[2] 曾庆存[3] 

机构地区：[1]空军装备研究院航空气象研究所,北京100085 [2]解放军理工大学气象学院,南京211101 [3]中国科学院大气物理研究所,北京100029

出　　处：《大气科学》2005年第2期301-306,共6页Chinese Journal of Atmospheric Sciences

基　　金：国家自然科学基金重点资助项目 40 2 330 2 7;国家重点基础研究发展规划项目G1 9980 4 0 90 0

摘　　要：介绍了分块地形坐标大气环流模式的动力框架及该框架微、差分方程组的整体性质。目前该框架水平分辨率为 4°× 5°,垂直分辨率有 9层和 2 1层两个版本。给出了该框架的控制方程组及其差分形式、边界条件、时间积分方案等。该框架的微、差分控制方程组均满足总质量守恒、平流项二次守恒、科里奥利力不作功和总有效能量守恒 ;且未引入虚假的源和汇 ,保持了该框架计算过程中的物理真实性。该模式框架在主流微机上能长时间稳定积分 ,并可作有关地形的数值试验。A new dynamic framework of the Atmospheric General Circulation Model (AGCM) and its general property is introduced to avoid the disadvantage of σ coordinate. The framework adopts nonequidistant partition terrain coordinate in the vertical direction. The horizontal mesh is 4 degrees longitude and 5 degrees latitude, and there are 9 or 21 levels in the vertical in the framework. The control equations, the difference expressions, the boundary condition and the time integral scheme etc. are also given. In the dynamic framework, the differential and difference equations satisfy the total mass conservation,the quadratic conservation of advection term,the conservation of total effective energy. The Coriolis force does not work and the false source is not introduced. The framework keeps physical facticity in computation and can be run stably for a long time in the current personal computer. The numerical experiments on terrain can be carried out using the framework.

关 键 词：大气环流模式 整体性质 地形坐标 框架 动力 分块 控制方程组 差分方程组 水平分辨率 垂直分辨率 科里奥利力 边界条件 时间积分 质量守恒 能量守恒 计算过程 数值试验 源和汇 真实性 定积分 长时间 平流 

分 类 号：P434[天文地球—大气科学及气象学] O151.21[理学—数学]