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通过分析发现地形坐标系中气压梯度力差分格式的计算误差应分为二类，其中，第二类误差在水平坐标面倾斜时出现。这种误差可理解为将水平坐标面上的气压(或位势高度)插回到等高面(或等压面)上的插值误差。 构造气压梯度力差分格式的目的正是为了减小这种第二类误差，而不是其他误差。 误差分析表明静力扣除法和Corby 格式的第二类误差都很小，比一般方法的误差小约一个量级。分析还表明第二类误差产生的主要原因是由于气压随高度非线性变化。依据这一分析思路，本文改进了#As(z)#a坐标系中的静力扣除法。 改进后的方法比改进前的误差小约一个量级。 相似文献
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有地形模式中气压梯度力误差扣除法 总被引：4，自引：0，他引：4
：在现有有地形的数值模式中，陡峭地形区气压梯度力的计算存在一个普遍问题，即计算精度较高的格式比较繁琐而费时，简单省时的格式又不精确和不稳定。为解决这个问题，作者等在最近提出了一种方法，称为气压梯度力的误差扣除法。该方法假定：气压梯度力的计算误差主要来自地形而与气压形势关系较小。用理想场对该方法进行检验后表明，这一方法是成功的。本文则用气候模式对作者提出的有地形数值模式中气压梯度力的误差扣除法进行了模拟检验。所用模式是作者等使用多年的Ｐ－混合坐标系５层模式，选用了四种气压梯度力的计算格式，即ＤＤＤ格式、Ｃｏｒｂｙ格式、平均温度格式和经典中央差格式。比较了这四种格式在有无误差扣除时的模拟结果，发现：对于计算精度较高的格式，如ＤＤＤ格式、Ｃｏｒｂｙ格式及平均温度格式，有无误差扣除的结果相差不大，但误差扣除法仍可在一定程度上改善模拟效果。对于计算精度差的格式，如经典中央差格式，在无误差扣除时计算不稳定，得不到模拟结果，进行误差扣除后，从根本上提高了其计算精度，因而也提高了计算的稳定性，达到了较满意的模拟效果。而且与其它格式的模拟结果相当接近。本文提出的误差扣除法可同时用于格点模式和谱模式。 相似文献
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有地形模式中气压梯度力误差和扣除法的模拟试验 总被引：9，自引：4，他引：9
在现有有地形的数值模式中，陡峭地形区气压梯度力的计算存在一个普遍问题，即计算精度较高的格式比较繁琐而费时，简单省时的格式又精确和不稳定，为解决这个问题，作者等在最近提出了一种方法，称为气压梯度力的误差扣除法，该方法假定：气压梯度力的计算误差主要来自地形而与气压形势关系较小，用理想场对该方法进行检验后表明，这一方法是成功的。 相似文献
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使用云南中尺度数值预报试验模式^[1]，引入实际地形，选用静力扣除格式、回插格式、局地等温格式、经典修正格式以及模式中原计算格式（Corby格式）等5种计算格式计算气压梯度力，对气压梯度力的误差和扣除法进行了模拟试验。比较了这5种格式在有、无误差扣除时的模拟结果之后，发现误差扣除法与上述格式结合使用时，均能够不同程度地提高预报效果，尤其是在与经典修正格式结合使用以后，预报效果进一步改善，得到了较满意的模拟效果。 相似文献
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陡峭地形区气压梯度力的误差扣除法 总被引：16，自引：0，他引：16
设计一种计算陡峭地形区气压梯度力的新方法，限误差扣除法，给出了误差扣除法的基本原理。然后，选用理想大气，用３种近似计算式进行了检验。结果表明，这３种方法在单独用于气压梯度的计算时，计算值都有较大误差，在地形陡峭区，相对误差可以达到２０％以上。即使在平缓地形区，相对误差也不可忽略，只有平均温度格式可以满足精度要求。但当这３种格式在误差扣除法中应用时，绝对误差和相对误差都大大减小，相对误差的量级可达到 相似文献
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一种新型高度地形追随坐标在GRAPES区域模式中的实现:理想试验与比较研究 总被引：1，自引：0，他引：1
将一种新的高度地形追随坐标(Klemp坐标)引入了GRAPES区域模式,并与传统追随坐标(Gal-Chen坐标)和平缓地形追随坐标(SLEVE,Smooth Level Vertical coordinate)进行了比较。对不同坐标下气压梯度力的计算误差通过理想静止大气试验进行了评估,结果表明:与Gal-Chen坐标和SLEVE坐标相比,Klemp坐标有效地减小了气压梯度力的计算误差。理想重力波模拟试验表明,Klemp坐标下对重力波的模拟相比其他两种坐标也更接近于解析解。模式进一步采用了Mahrer气压梯度计算方案减少了计算误差,并提高了模式的精度和稳定性。实际个例试验与理想试验的结论相似。 相似文献
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大气数值预报模式中高度地形追随坐标的设计研究：理论分析与理想试验 总被引：1，自引：1，他引：0
采用一种统一的地形追随坐标的形式,对Gal-Chen & Somerville(简称Gal.C.S坐标)、平缓坐标(smoothed level vertical coordinate,简称SLEVE坐标)等几种典型的高度地形追随坐标进行了气压梯度力计算误差影响和二维质量平流试验的理论分析,并与一种新提出的高度地形追随坐标——三角函数平缓坐标(简称COS坐标)进行比较.气压梯度力计算误差分析结果显示,与Gal.C.S坐标相比,单尺度平缓坐标(简称SLEVE1坐标)、双尺度平缓坐标(简称SLEVE2坐标)和COS坐标在减小气压梯度力计算误差上有不同程度的改进,SLEVE2坐标和COS坐标比其他两种坐标更具优势,衰减系数b和坐标转换的雅可比项对减小误差起决定性作用.二维质量平流试验也有类似的结果,与无地形的参考试验结果相比,COS坐标的质量输送计算误差最小,且经优化的COS坐标的质量输送计算误差几乎和参考计算误差完全重合,在4种坐标中最优. 相似文献
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地形跟随坐标系中水平气压梯度力的算法一直是困扰数值模式发展的关键问题之一。目前数值模式中使用的方法只能在天气尺度的模式中部分缓解气压梯度力的计算误差问题。在高分辨率中尺度模式中，随着地形坡度的进一步加大，气压梯度力的计算误差问题更加突出。作者通过理想场的计算分析了几种主要气压梯度力算法的误差，结果显示在中尺度模式分辨率下，计算的水平气压梯度力不但不收敛于真值，而且随着地形坡度的加大或模式分辨率的提高，计算误差逐渐增大。作者提出了基于静力方程订正的回插等压面改进方案，理想场的计算结果表明该方案的计算误差可显著减小，在典型中尺度模式参数的设置下计算精度可达10-6m/s2。其最大特点是随着模式分辨率的提高，该方案的计算误差将逐步收敛到零。 相似文献
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本文详细地讨论了σ坐标模式引入地形时气压梯度力的截断误差。通过理论分析和数值计算看到,对于不同的σ定义和模式变量的垂直分布,Corby格式的精度可以有很大差别。为了减小梯度力的计算误差,对于模式的垂直离散化和梯度力的差分格式提出了一些改进意见。 相似文献
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Pressure gradient errors in a covariant method of implementing the σ-coordinate: idealized experiments and geometric analysis 
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下载免费PDF全文 本文针对经典σ坐标的气压梯度误差(PGF误差),采用多种地形展开理想试验,对比经典σ坐标的经典方案和协变方案的PGF误差。结果表明:计算空间中,协变方案始终能减小经典方案的误差,地形越陡,效果越明显。然而,几何分析和理想试验均表明:协变方案仅能减小计算空间的误差,不能减小物理空间的误差;相比经典方案,正交地形追随坐标能同时减小计算空间和物理空间的误差。 相似文献
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高分辨率GRAPES模式如3 km模式对地形的识别程度更高,模式中各高度坐标面可识别的地形坡度也更大,地形作用带来的气压梯度力计算误差和平流输送误差更突出。平缓地形追随坐标可以通过多种方式衰减坐标面上的地形影响进而减小这些计算误差。选择一种逐层平滑地形的平缓地形追随坐标,基于GRAPES-3km模式进行理想试验和批量模拟试验。试验结果显示:逐层平滑地形的平缓地形追随坐标相对其他平缓地形追随坐标对地形重力波模拟更接近解析值;24 h滚动预报月连续模拟试验中逐层平滑地形的平缓地形追随坐标一定程度上能降低高层月平均的温度场、风场的模拟误差,月平均的降水评分也有所提高。逐层平滑地形的平缓地形追随坐标应用于GRAPES-3km模式有较好的模拟效果。 相似文献
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在 1997年的业务审核工作中 ,用气压对比法(气压误差是用 7时 15分、19时 15分探空瞬间气压值与同日地面 8时、2 0时的气压值相比所得 )仅在 2个月的记录中就发现 3份地面气压记录有误读的问题。这是个别站的问题还是带有普遍性的问题呢 ?针对哈尔滨、齐齐哈尔、嫩江、伊春等 4个探空站 1994、1995、1996、1997、1986年 7、19时记录的地面气压与同站同日期的地面 8时、2 0时的气压记录进行了比较 ,结果见下表。从对比结果看 ,虽然各站各年出现的误差次数、表 各站记录的气压出现误差的次数比较误差站 名嫩 … 相似文献
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《大气和海洋科学快报》2016,(3)
"地形追随坐标系中气压梯度力误差的特征分析"一文通过几何分析和理想实验,对比了地形追随坐标系两种方案(经典方案和协变方案)中气压梯度力(PGF)误差的特征。结果表明:(1)经典方案的PGF误差受"垂直气压梯度","气压梯度的方向(α)","垂直层的坡度(φ)"三者影响,垂直气压梯度越大,气压梯度与水平方向的夹角越大,垂直层坡度越大,误差越大;(2)协变方案的PGF误差不受上述三因子影响。此外,通过定义参数TT(TT=tanφ·tanα)能定量分析经典方案的PGF误差。 相似文献
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温度初值确定之合理性与气压梯度力项的计算 总被引：1，自引：0，他引：1
本文讨论数值试验中两个基本问题:温度初值确定和气压梯度力的计算。首先比较几种利用静力方程差分解求温度初值方案所引起的误差,提出一种把等压面高度场插值与静力方程微分解结合起来求取等σ面温度初值的方法,结果表明用这种方法确定的温度初值及其水平分布和垂直递减率接近实测值。文章又讨论山脉地区气压梯度力计算问题,表明气压梯度力的计算精度不仅与计算方案有关,而且与温度初值有很大的关系。利用本文提出的方案得到的温度初值来计算气压梯度力,误差达到比较满意的精度。 相似文献
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利用2005年1月至12月凭祥站自动与人工第二年平行观测气压资料,就自动与人工观测气压的差值及引起差异的原因进行了分析。结果表明:(1)自动观测气压值比人工观测气压值,日平均值普遍偏低0.3～0.4hPa。日最低气压在5～6月高温期差值最大,有时可达到1.3 hPa。(2)自动与人工观测气压的差值具有明显的日变化和季节变化。(3)自动与人工观测气压值主要分布在0.3～0.4hPa之间,在业务规定允许误差范围内(4)人工操作不当读数误差;观测时间不一致;仪器性能误差;自动观测在高温状况下的非线性以及其他原因均会导致自动与人工观测气压产生差异。 相似文献