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大气科学 2018年第6期42卷 1286-1296页

作者：程锐宇如聪徐幼平王斌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) 北京100029 地理信息工程国家重点实验室西安710054

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... 详细信息

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

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非静力AREM模式设计及其数值模拟Ⅱ:数值模拟试验

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大气科学 2019年第1期43卷 1-12页

作者：程锐宇如聪徐幼平王斌宋帅顾春利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32033部队

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... 详细信息

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

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非静力AREM框架设计及其检验

非静力AREM框架设计及其检验

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第七届全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会

作者：程锐宇如聪王斌徐幼平北京应用气象研究所中国科学院大气物理研究所中国气象局

AREM模式对中国暴雨、台风等中尺度天气现象的模拟、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... 详细信息

AREM模式对中国暴雨、台风等中尺度天气现象的模拟、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。通过三维理想试验对新建的非静力框架进行检验,发现该框架运行稳定,结果正确,在精细分辨率情形下与国际先进中尺度模式性能接近。进一步,利用该非静力框架进行水平非均匀环境影响试验,从而探讨温度和风场的水平非均匀特征对积云对流发展演变的作用。

关键词： AREM模式非静力动力框架理想试验验证水平非均匀性积云对流

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