摘要 1
ABSTRACT 1
目录 1
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 区域嵌套模式的发展 2
1.3 全球大气环流模式与区域模式的嵌套 5
1.4 本文拟研究的问题 12
1.5 研究方案设计及本文安排 14
第二章 一个全球大气环流动力学框架模式及其能量结构 16
2.1 引言 16
2.2 模式基本运动方程组 17
2.2.1 水平运动方程组 17
2.2.2 连续方程 20
2.2.3 热力学方程 21
2.2.4 静力方程、状态方程和水汽混合率方程 22
2.3 模式的能量和一些重要的全球积分守恒量 23
2.3.1 能量关系 24
2.3.2 质量 28
2.3.3 水汽量 28
2.3.4 涡度 29
第三章 一个适用于东亚地区的区域气候模式 31
3.1 引言 31
3.2 一个适用于东亚地区的区域气候模式 33
3.2.1 东亚区域气候模式的控制方程 33
3.2.2 陆面过程 35
3.2.3 积云对流参数化方案 37
3.2.4 时间积分方案 37
3.3 模式下垫面特征及垂直结构 38
3.3.1 计算区域 38
3.3.2 垂直结构 39
3.3.3 下垫面植被分布特征的改进 41
第四章 一个全球大气环流动力学框架—东亚区域气候双向嵌套模式及其数值计算 43
4.1 引言 43
4.2 全球大气环流动力学框架模式的数值求解 45
4.2.1 水平谱展开方案 46
4.2.2 方程组的谱形式 50
4.2.3 垂直有限差分方案 52
4.3 区域气候模式的数值求解 55
4.3.1 区域气候差分方案 55
4.3.2 差分方程组 56
4.3.3 扩散过程 59
4.4 全球大气环流动力学框架—东亚区域气候双向嵌套模式数值计算 61
4.4.1 全球大气环流动力学框架模式向东亚区域气候模式提供侧边界倾向场计算方案 61
4.4.2 东亚区域气候模式向全球大气环流动力学框架模式反馈倾向场计算方案 71
4.4.3 双向嵌套模式耦合原理 75
4.5 小结 78
第五章 双向/单向嵌套模式数值试验及对比分析 80
5.1 数值试验方案设计 81
5.1.1 试验方案设计 81
5.1.2 数值试验资料 82
5.1.3 数值试验个例 82
5.1.4 数值预报结果检验方法 83
5.2 双向与单向嵌套模式全球和北半球范围数值试验结果对比分析 84
5.2.1 双向与单向嵌套试验全球和北半球范围500hPa月距平相关系数 84
5.2.2 双向嵌套试验预报的500hPa月平均全球温度、高度场与实况对比分析 85
5.2.3 双向/单向嵌套试验预报的500hPa月平均东北半球高度场与实况场差值的对比分析 87
5.3 双向与单向嵌套模式中东亚地区数值试验结果对比分析 89
5.3.1 双向与单向嵌套试验东亚地区500hPa月距平相关系数 89
5.3.2 双向嵌套试验预报的东亚地区500hPa月平均要素场与实况对比分析 91
5.3.3 双向/单向嵌套试验预报的东亚地区500hPa月平均要素场对比分析 94
5.4 双向与单向嵌套模式的长期数值积分性能对比分析 97
5.4.1 总涡度均方根和总散度均方根 97
5.4.2 总质量和总水汽 98
5.4.3 总能量 99
第六章 总结 101
参考文献 105
附图 111