PRM标量平流方案在GRAPES全球预报系统中的应用
  • 【DOI】

    10.3878/j.issn.1006-9895.2013.12164

  • 【摘要】

    如何更好地模拟水物质的分布,对于数值天气预报效果的改进,特别是对于更好地模拟降水过程,具有重要的意义.半拉格朗日模式中的标量平流计算要求做到高精度、守恒、正定和保形,但GRAPES_ GFS(Global-Regional Assimilation and PrEdiction System,Global Forecast System)中采用的QMSL (Quasi-MonotoneSemi-L... 展开>>如何更好地模拟水物质的分布,对于数值天气预报效果的改进,特别是对于更好地模拟降水过程,具有重要的意义.半拉格朗日模式中的标量平流计算要求做到高精度、守恒、正定和保形,但GRAPES_ GFS(Global-Regional Assimilation and PrEdiction System,Global Forecast System)中采用的QMSL (Quasi-MonotoneSemi-Lagrangian)平流方案在水汽的强梯度、不连续区域计算精度较低,且不能做到严格守恒.本研究借鉴计算流体力学领域的研究进展,将一个基于分段有理函数的物质平流方案PRM (Piecewise Rational Method)引入GRAPES__ GFS中,按照通量形式求解水汽方程,并对极区进行了混合等技术处理.通过一系列理想试验对两种平流方案进行了对比,证明了PRM方案精度较高,特别是在水汽梯度大的区域优势明显,频散、耗散误差较小,守恒、保形性也要好于QMSL方案.通过对GRAPES_GFS中批量预报试验效果的检验,验证了PRM方案可以有效地改进模式对水物质分布的模拟,提高了降水的预报效果,对模式综合预报性能的提升也有明显作用. 收起<<

  • 【作者】

    苏勇  沈学顺  彭新东  李兴良  伍湘君  张爽  陈贤 

  • 【作者单位】

    南京信息工程大学大气科学学院/中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/中国气象局数值预报中心/广州空军气象中心

  • 【刊期】

    大气科学 ISTIC PKU 2013年6期

  • 【关键词】

    PRM方案  标量平流  GRAPES全球预报系统  半拉格朗日  质量守恒  PRM scheme  Scalar advection  GRAPES global forecast system  Semi-Lagrangian  Mass conservation 

  • 【基金项目】

    "十二五"国家科技支撑计划2012BAC22B01,公益性行业(气象)科研专项GYHY201006013,国家自然科学基金项目41275103,国家自然科学基金创新研究群体科学基金项目4092103,江苏省普通高校研究生科研创新计划CXLX12_0491