大气混合层的数值模拟

本文主要进行了两部分工作：①利用一套描述混合对流层平均状况的控制方程，模拟混合层平均要素随时间的演变过程。对混合层高度的模拟，采用能量学方法，通过把在混合层顶的能量损耗与混合层内对流和机械湍流动能的产生联系起来，得到混合层顶热通量的参数化表达式，从而使模式方程闭合。考虑了影响混合层演变的浮力、风切变及下沉等因子，并探索了一种适合于数值天气预报模式的边界层参数化方案。②运用Wyngaard和Brost（1984）提出的上下～下上扩散理论（TDBU扩散理论），以及对流相似尺度分析理论，将梯度理论运用于对流混合层的标量（位温和湿度）的数值模拟。如果勿需了解湍流量时，本模式避免了大涡模式及高阶矩模式的繁杂的计算，并且模拟效果也是较为满意的。本文采用的GB模式由于对逆温强度作了调整．简化了模式方程，使得方程很容易数值求解，经过试验，模式运行稳定，收敛较快，只需640K内存的计算机即可运行。