半拉格朗日模式风的半解析解及与差分解的比较试验

作     者：郝世峰 杨诗芳 楼茂园 

作者机构：浙江省气象台杭州310017 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2014年第57卷第7期

页      面：2190-2196页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 07[理学] 0707[理学-海洋科学] 0708[理学-地球物理学] 0706[理学-大气科学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 

基　　金：公益性行业专项(GYHY201306010) 国家重点基础研究发展计划项目(2009CB421505) 国家自然科学基金面上项目(41175056) 国家自然科学基金海峡两岸合作研究项目(40921160379)联合资助 中国科学院重点部署项目课题(KZZD-EW-05-01) 

主　　题：半解析解 半拉格朗日 运动方程 精细积分法 

摘      要：质点的轨迹计算是半拉格朗日模式的重要基础,传统的数值计算方法由于采用时间差分代替微分,只能得到质点运动轨迹终点的速度,因此质点的移动轨迹(位移)只能靠风速外推的方法计算,导致了模式计算不稳定等问题.借鉴精细积分法中使用半解析解的思路,利用正压原始方程研究了用运动方程的半解析解构建数值模式的可能性.求解了运动方程的一阶和二阶微分方程组的半解析解,通过时间积分半解析解计算质点运动轨迹.数值试验表明,一阶微分方程组的半解析解比差分解略有优势.二阶微分方程组的半解析解在时间步长增大时优势非常明显,而且在保证计算精度的前提下,节省计算时间,这对提高模式性能有重要作用.