采用质点跟踪方法对物质输运方程平流项数值格式的改进

用数值模式对河口海岸地区的物质输运进行计算时,平流项的数值格式必须要能对物质浓度锋面进行正确处理,以避免产生过多的数值耗散或频散。本文中设计了一种在网格内设置一些质点并对质点进行跟踪的格式计算平流项。结果表明,质点跟踪格式在一维情形下无频散和几乎没有耗散,在二维情形下无频散和在水深变化剧烈的地方基本避免了垂向数值耗散。与其他数值格式的耗散性和频散性相比,本文中设计的数值格式明显地提高了物质输运方程中平流项的计算精度,在河口海洋物质输运的计算中具有较大的应用价值。

物质输运方程中平流项数值格式的改进

在水平曲线坐标和垂向σ坐标的三维海洋模式下,欧拉-拉格朗日方法的插值如果在σ-面相邻网格之间进行,那么在水深变化剧烈处,由于σ-面相邻网格之间的垂向距离较大,插值依据会显得较不合理．所以把插值改在绝对坐标下进行．数值试验表明,改进后的欧拉-拉格朗日方法在水深变化剧烈处比改进前的数值耗散更小、精度更高和表现更合理．

在PAFOG一维模式中引入温湿平流项对北极雾的个例研究

本文利用PAFOG(Parameterized Fog Model)一维模式研究了2012年8月12日发生在美国阿拉斯加巴罗的一次平流雾过程,通过引入温湿平流项,分析了平流过程对PAFOG模拟北极雾能力的影响。结果显示,引入温湿平流项后可以帮助PAFOG更好的模拟了大气的温湿剖面、辐射冷却的强度和出现时间,从而更好的模拟雾的消散过程和垂直结构,使得雾的模拟更加合理。

基于非线性密度流试验的平流差分方案

为考察平流差分方案对高分辨率非静力数值模式的影响,利用非线性密度流试验,对比分析了在不同分辨率情况下气候研究与预报模式中不同平流项差分方案对大气非静力运动的描述能力。结果表明:模式分辨率是影响试验结果的重要参数,提高模式的分辨率有利于提高模拟的结果;无论是水平平流项差分方案还是垂直平流项差分方案,当选取偶数(2,4,6)阶时,模拟结果在下边界都存在不同程度的小尺度扰动,与参考解偏差较大;选取奇数(3,5)阶时的效果明显优于偶数(2,4,6)阶;水平平流项差分方案取5阶,垂直平流项差分方案取3阶时都能得到最好的模拟效果。

迎风混合元方法解二维污染运移方程:平衡吸收反应项的情况

研究了二维污染运移方程 ,这种方程由平流项 ,扩散项和吸收项组成 .假设为平衡吸收 ,且吸收项为Freundli ch等温项 ,在此情形下 ,饱和度方程是非线性的 ,并且当饱和度接近零时非Lipschitz连续 ,造成分析的困难 .利用迎风格式处理平流项 ,混合元方法处理扩散项 ,从而得到逼进此方程的迎风混合元方法 .

广西一次区域性强对流天气的诊断分析

结合2013年3月23-24日广西一次区域性强对流天气过程,运用常规观测资料、MICAPS实况资料和EC细网格数值预报资料计算准地转ω方程的两个主要强迫项:涡度平流的垂直差动项(简称"涡度平流项")和温度平流的拉普拉斯项(简称"温度平流项")。结果表明,天气尺度的抬升运动主要是温度平流项的贡献,500 h Pa高空槽前的负变温造成了斜压性加强是抬升运动加强的主要原因,也是桂北强对流范围增大的主要原因。用ω方程结合数值预报回报的结果能较好地反映天气实况,说明上述方法在强对流天气预报中有一定的指导意义。

河南省一次强寒潮天气诊断分析

利用常规资料和1°×1°NCEP格点资料,对2006年4月河南省一次强寒潮天气过程进行诊断分析发现:乌拉尔山阻塞高压、亚洲上空的极涡异常增强是本次强寒潮的行星尺度系统;南、北槽同位相叠加使不稳定小槽发展加强,槽后强冷空气南下是本次强寒潮的直接影响系统;正湿位涡与冷空气有很好的对应关系。中路冷高压整体南下的过程中,东路冷空气补充造成豫东和豫南的强烈降温;本次强寒潮天气过程中,强降水发生在MPV2≥0、MPV1由<0转为>0的地区,且主要降水时段出现在MPV1由<0转为>0之后6 h内。

Priestley-Taylor公式的改进及其在互补蒸散模型中的应用

Priestley-Taylor公式是无平流的假设条件下提出的,而实际情况很难满足。为了消除基本假设所带来的计算误差,原公式中引入修正系数α。但大量研究表明,修正系数α具有很大的时空变异性,取值具有很大的不确定性。本文尝试直接引入平流项的方法来反映平流的影响作用。通过在乌江鸭池河流域进行实例验证分析,结果表明该方法具有一定的合理性,能够为冬季蒸散发的计算提供最小能量保证。相比原有的修正系数法,蒸散发的计算精度得到有效提高。特别是原有公式计算出现的冬季偏小、夏季偏大的情况得到了有效的改善。