大气数值模式的设计PDF电子书下载

符号一览表 1

第1章 大气数值模式的设计和设计的原则 1

1.1 大气数模式的设计 1

1.2 设计思想的演变 1

前言 1

1.3 设计原则 8

1.4 模式的侧重 9

1.5 设计步骤 10

1.6 设计前的准备 11

1.7 模式的修改 11

参考文献 11

2.1 模式分析的必要性 13

2.2 模式分析的内容 13

第2章 模式分析 13

2.3 垂直坐标、垂直分层、垂直边界条件和一些常用算符 15

2.4 数值解的检验 18

2.5 过程收支分析 21

2.6 量级分析 26

2.7 比较试验 27

2.8 敏感性试验 38

2.9 全局定性分析 46

参考文献 53

第3章 当前大气数值模式中存在的问题 55

3.1 协调性问题 55

3.2 参数化问题 58

3.3 不连续问题 59

3.4 提高分辨率的问题 60

3.5 嵌套模式中的内边界问题 62

3.6 中尺度预报问题 63

3.7 其他 64

参考文献 69

第4章 不连续问题 71

4.1 分离法 71

4.2 垂直方向的谱展开 73

4.3 Tschebyscheff多项式的应用 75

4.4 垂直离散的初步结果 84

4.5 对垂直离散的进一步讨论 85

4.6 温度垂直微商不连续不只一处的情形 86

4.7 用Tschebyscheff多项式解垂直扩散方程 87

参考文献 98

5.2 尺度分析 99

5.1 模式的核心 99

第5章 制约大气过程的物理因子和物理机制 99

5.3 相对重要性分析 108

5.4 制约大气过程的物理因素和物理机制 110

参考文献 114

第6章 整体性质 116

6.1 对模式大气整体性质的要求 116

6.2 完全方程组的整体性质 116

6.3 在静力近似下原始方程组的整体性质 118

6.4 浅水方程的整体性质 120

6.5 几个模式的整体性质的比较 122

6.6 整体性质分析 123

6.7 显式完全平方守恒格式 135

参考文献 143

7.2 绝热模式的时间积分 145

第7章 时间积分 145

7.1 现状和问题 145

7.3 加热过程的时间积分 155

7.4 耗散过程的时间积分 158

7.5 全模式时间积分 159

参考文献 161

第8章 网格设计 162

8.1 网格设计和模式设计的关系 162

8.2 从天气学和计算精度方面考虑 162

8.3 从动力学方面考虑 166

8.4 垂直分辨率和水平分辨率之间的最优关系 170

8.5 变网格 174

8.6 适应网格和自适应网格 181

8.7 计算范围 188

参考文献 189

第9章 模式各部分之间的协调 191

9.1 问题的提出 191

9.2 动力框架各部分之间的协调 192

9.3 动力框架和物理过程之间的协调 199

9.4 各物理过程之间的协调 216

参考文献 218

第10章 变网格模式 220

10.1 地图投影直角坐标的差分模式 220

10.2 球面坐标的差分模式 230

10.3 正压原始方程谱模式 238

参考文献 242

11.1 问题的提出 244

第11章 全球三维谱模式 244

11.2 框架和垂直离散 246

11.3 控制方程 247

11.4 整体性质 250

11.5 模式的时间积分 251

11.6 垂直非线性混淆的避免和数字滤波初始化 252

11.7 预报试验 254

11.8 初步结论和发展前景 257

参考文献 258

第12章 一个在z坐标系中考虑地形、完全弹性的有限区非静力模式 259

12.1 当代非静力模式中存在的问题 259

12.2 坐标、网格和预报变量的配置 259

12.3 边界条件 260

12.4 基本方程 261

12.5 直接求解的可能性 262

12.6 一些量的计算 263

12.7 整体性质分析 264

12.8 时间积分 268

12.9 问题和可能解决的方法 271

参考文献 272

附录 273

A1 Tschebyscheff(Chebyshev)多项式的定义、性质和公式 273

A2 在重直非均匀网格中的差分计算 276

A3 垂直非均匀网格中的数值积分 277

A4 旋转球坐标 278

A5 气块位移的计算 284

A6 多重网格法 286

参考文献 290