再论水平和垂直分辨率之间的协调

在计算域面积为常数的约束下，给出了几种不同精度的平流方程和ω方程的“最优垂直网格距”，以及在极限情况下的“协调垂直网格距”的表达式。还讨论了在水平和垂直分辨率不协调时数值解对能量传播和计算稳定性的影响。     

适于数值天气预报的分解平流格式

研究证明,在一定条件下,有限多维Taylor展式算符可以化为几个一维算符的积。利用这个结果,可以使二维插值分解为两个一维插值,从而,显著节省计算量。还给出了多维的,任意精度的,空间分解的平流方程的差分格式,并对格式的计算稳定性,物理性质进行了讨论。结果指出,在一维或二维的情况,这种格式的计算稳定性判据是对于二维,它比一般判据对时间的要求宽。还指出,在三维的情况,对一定的d,当Δt=d/max|V|时,ΔR必须满足才能保证计算稳定。在一般所给数据情况下,须Δp大于30mb。     

论大气模式的垂直离散(Ⅱ)──垂直离散

提出了用ｌｎσ等距分层和Ｔｓｃｈｅｂｙｓｃｈｅｆｆ多项式沿垂直方向展开气象要素的方案；并证明：在绝热无耗散且时间和水平方向要素连续的情况，可以在高精度条件下，保证质量和能量守恒，且具有正确的动、位能之间的转换关系。数值计算表明：两方案均有较高的计算精度；在积分静力方程时，位势高度计算误差显著小于ＥＣ７９方案。     

DETERMINATION OF THE DISTANCE BETWEEN TWO ADJACENT STATIONS, THE OBSERVATIONAL VERTICAL INCREMENT AND THE OBSERVATIONAL TIME INTERVAL IN OPTIMUM SENSE

Considering the observational error, the truncation error and the requirements of numerical weather prediction, three formulas for determining the distance between two adjacent stations d1, the observational vertical increment △p1 and the observational time interval △t1 in optimum sense, have been derived. Since they depend on the shortest wavelength concerned and the ratio of maximum observational error to wave amplitude, the results are quite different for different scale systems.For the filtered model the values of d1, △p1,, and △t1 in general come near those required in the MANUAL on the GOS published in 1980 by WMO. But for the primitive equation model the estimated value of △t1 is much less than those required in the filtered model case.Therefore, it is improper to study the fast moving and developing processes of the atmospheric motion only on the basis of the conventional observations. It seems to be necessary to establish an optimum composite observational system including the surface-base     

半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展(Ⅰ)

本文就五十年代以来半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展进行评述,介绍我国在这方面的工作。还就此法和Euler法的优缺点作了比较;指出了存在的问题。     

大气模式设计中的两个问题

本文就大气模式设计中的两个问题:分辨率的确定和非绝热加热、耗散之间的虚假的不平衡的处理进行了讨论。还推导了决定水平和垂直分辨率的公式以及调整非绝热和耗散使其达到准平衡的办法。     

一个直接用观测资料计算大范围散度、涡度和垂直速度的方案

提出了一个直接用观测资料,便于用电子计算机计算大范围散度、涡度和垂直速度的方案。还提出了计算某些物理量的梯度、平流和通量的方法。对于在垂直方向不均匀分层的计算,垂直边界条件个数和连续方程不协调的问题,以及在地形起伏的山地如何计算垂直速度等问题,也作了初步讨论。最后,用一次华南大范围降水的例子进行了计算,结果和预报员经验还比较一致。     

A Regional Spectral Nested Shallow Water Equation Model

A method to expand meteorological elements in terms of finite double Fourier series in a limited-region and a spectral nested shallow water equation model based upon the method with conformal map projection in rectangular coordinates, have been proposed, and computational stability and efficiency of time integration have been discussed.     

加拿大气象中心的数值预报模式和有关研究

加拿大气象中心(CMC)主要从事中短期数值天气预报业务和有关研究.下面我们分别进行叙述.第一部分中短期数值天气预报业务制作中短期数值天气预报业务的模式有两个,即有限区域半隐式半拉格朗日有限元模式和半球谱模式.前者主要作48小时以内的天气和形势预报;后者主要作3到5天的天气和形势预报.     

论辐射加热问题的时间积分

在满足有界条件的数值解是计算稳定的定义下, 讨论了辐射加热问题的时间积分, 并证明:如辐射加热和其对时间的一阶微商均连续时, 用向前差分格式计算的数值解是计算稳定的。还用一个例子证明:问题的数值解可以收敛到其解析解。