適用于行星邊界層單柱模式的研發(fā)和數(shù)值試驗的初步研究.pdf

1、單柱模式是目前氣候模式中物理過程參數(shù)化方案研究的重要手段之一，能更好地揭示其物理過程的特征和本質(zhì)。論文將單柱模式應用于海洋行星邊界層的研究中，針對單柱模式計算中存在的問題，提出了將有限元方法、Doolittle算法用于求解模式方程組和框架方案，通過編寫的模式對南中國海的行星邊界層進行了數(shù)值試驗，使用ERA-Interim再分析資料對模擬結(jié)果進行了對比分析，初步探討了海洋行星邊界層的變化特征。研究結(jié)果表明：
　　單柱模式框架和計算方

2、案采用有限元方法、Doolittle算法之后，與原框架和計算方案相比提高了約51倍，較好地解決了計算速度問題，為三階及高階閉合方案計算在模式中的大范圍應用提供了參考。
　　論文提出的新的框架計算方案，模擬的溫度、比濕、風速的結(jié)果與ERA-Interim數(shù)據(jù)相比有較好的一致性，并更好地反映了邊界層的層結(jié)結(jié)構(gòu)特征。
　　模擬的長波凈輻射通量無云時，隨高度增加而增大，日變化在低層受低空大氣影響，在下午出現(xiàn)一個極值區(qū)，14:00左右

3、達到最低值；受云影響，長波凈輻射通量變化與無云時相比出現(xiàn)了顯著的差異。模擬的短波凈輻射通量存在明顯的日變化，無云時，日變化受低空大氣影響，在下午出現(xiàn)一個極值區(qū)，14:00左右達到最大值；有云時，短波凈輻射通量變化與無云時相比同樣存在著顯著的差異。
　　模擬的比濕值受蒸發(fā)影響，在晴空狀態(tài)下，隨時間抬升；云發(fā)展初期其值變率較大，變化隨高度存在延遲現(xiàn)象。模擬的液態(tài)水在日出后逐漸增大，云生成之后變化不大。
　　從分析結(jié)果來看，新的框