该文在GRAPES(Global/Regional Assimilation and PrEdiction System)模式面三维变分(3D_Var)框架中引入了一种描述不同控制变量之间动力平衡约束的新方案。新方案采用统计得到的流函数和模式气压变量(π)之间的回归系数代替原方案中的...该文在GRAPES(Global/Regional Assimilation and PrEdiction System)模式面三维变分(3D_Var)框架中引入了一种描述不同控制变量之间动力平衡约束的新方案。新方案采用统计得到的流函数和模式气压变量(π)之间的回归系数代替原方案中的线性平衡方程,来表达旋转风和质量场之间的平衡关系;采用流函数和势函数之间的回归系数,补充表达了原方案中所没有的旋转风和散度风之间的平衡关系。与原方案相比,新方案算法简单,避免了垂直方向的反复插值,减少了插值误差的引入。通过随机扰动试验和单点试验可以发现,在地转关系成立较好的区域,新方案中旋转风和质量场的耦合程度与原方案接近一致;而在地转关系不适用区域,新方案可以有效减小两者的耦合程度。此外,由于新方案中添加了旋转风和散度风之间的动力平衡约束,边界层的风场分析也更加接近大气真实状况。展开更多
本文基于GRAPES全球模式的短期预报误差样本，利用赤道波动正规模态研究了热带风、压场平衡特征，并根据这些特征分析了线性平衡方程（LBE）在该区域应用时存在的问题。结果表明：（1）赤道波动能成功解释热带短期预报误差样本的大部分...本文基于GRAPES全球模式的短期预报误差样本，利用赤道波动正规模态研究了热带风、压场平衡特征，并根据这些特征分析了线性平衡方程（LBE）在该区域应用时存在的问题。结果表明：（1）赤道波动能成功解释热带短期预报误差样本的大部分分量，对流层中层为60%～80%，对流层顶和平流层低层为80%以上。（2）在可解释的误差方差中，赤道罗斯贝波（ER）占比仅为30%～55%，其他赤道波动的作用不可忽视。（3）在ER模态基础上引入其他赤道波动会大幅削弱原有风、压场平衡约束，重力惯性波与Kelvin波的作用最为显著。此时，对流层中层位势高度h与u风、v风间的约束接近于零，而平流层低层h–u的平衡特征由Kelvin波主导。（4）LBE主要表达了 ER 模态下的风、压场平衡特征，与实际情形相比高估了热带风、压场的耦合程度，进一步的改进中需削弱这一虚假平衡，使得热带风、压场分析变得更加独立。展开更多
文摘该文在GRAPES(Global/Regional Assimilation and PrEdiction System)模式面三维变分(3D_Var)框架中引入了一种描述不同控制变量之间动力平衡约束的新方案。新方案采用统计得到的流函数和模式气压变量(π)之间的回归系数代替原方案中的线性平衡方程,来表达旋转风和质量场之间的平衡关系;采用流函数和势函数之间的回归系数,补充表达了原方案中所没有的旋转风和散度风之间的平衡关系。与原方案相比,新方案算法简单,避免了垂直方向的反复插值,减少了插值误差的引入。通过随机扰动试验和单点试验可以发现,在地转关系成立较好的区域,新方案中旋转风和质量场的耦合程度与原方案接近一致;而在地转关系不适用区域,新方案可以有效减小两者的耦合程度。此外,由于新方案中添加了旋转风和散度风之间的动力平衡约束,边界层的风场分析也更加接近大气真实状况。
文摘本文基于GRAPES全球模式的短期预报误差样本，利用赤道波动正规模态研究了热带风、压场平衡特征，并根据这些特征分析了线性平衡方程（LBE）在该区域应用时存在的问题。结果表明：（1）赤道波动能成功解释热带短期预报误差样本的大部分分量，对流层中层为60%～80%，对流层顶和平流层低层为80%以上。（2）在可解释的误差方差中，赤道罗斯贝波（ER）占比仅为30%～55%，其他赤道波动的作用不可忽视。（3）在ER模态基础上引入其他赤道波动会大幅削弱原有风、压场平衡约束，重力惯性波与Kelvin波的作用最为显著。此时，对流层中层位势高度h与u风、v风间的约束接近于零，而平流层低层h–u的平衡特征由Kelvin波主导。（4）LBE主要表达了 ER 模态下的风、压场平衡特征，与实际情形相比高估了热带风、压场的耦合程度，进一步的改进中需削弱这一虚假平衡，使得热带风、压场分析变得更加独立。
