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自适应网格模式在暴雨数值模拟中的应用 总被引：2，自引：4，他引：2
基于变分原理，自适应网格技术能根据数值模式的特点，在模式解梯度大的地区自动加密网格，提高模式的分辨率。将其应用于MM4模式中，采用多重网格法以加速自适应网格的生成。对1996年8月4日至5日发生在华北的特大台风暴雨过程，用自适应网格模式和均匀网格模式进行了数值模拟和动力诊断分析，以研究自适应网格模式在天气预报和模拟应用中的特点。试验表明，采用自适应网格后计算稳定，对所关心的天气系统及其降水的模拟精度均高于均匀网格模式，对形势场、风场的模拟精度也有明显改善。 相似文献
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自适应网格与均匀网格在数值模拟中的对比研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用自适应网格和均匀网格两种模式，对1996年8月3—4日发生在山西、河北、河南三省交界地区的暴雨个例进行模拟和对比研究。结果表明，自适应网格模式对所关心的天气系统及其降水的模拟精度高于均匀网格，特别是对降水、风场、急流、涡度场的模拟精度改善显著。这说明自适应网格模拟的中尺度系统特征更清晰。 相似文献
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气候数值模式在计算网格环境下的应用 总被引：4，自引：2，他引：2
气候数值模式研究一直受到大型计算机系统计算性能和计算资源不足的制约。目前越来越多的超级计算领域,正采用网格技术来实现多个计算节点协作的分布式计算环境,以提高计算能力。本研究是气候数值模式在网格环境下的实现方案,依据数值模式数据通讯量的多少,按强关联型和弱关联型两种主要的计算形态对多个气候模式和准数据并行的数值模式在局域网网格和广域网网格环境下实验。实验发现气候数值模式在网格环境下特点:强关联型的数值模式不适合广域网络构成的网格,而弱关联型的数值模式可以在网格计算环境中取得较好的计算效果。另外,合理地组织计算节点的结构,可以有效地提高数值模式的计算效果。这些工作对气候数值模式研究在以网格计算环境为基础的下一代超级计算中的应用有借鉴作用。 相似文献
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地表作为大气模块的下垫面,为大气模块提供边界条件,地形对于模式结果的准确性起到至关重要的作用。现有的陆面过程模式在陆面同一网格内的次网格单元采用相同的大气强迫量,没有考虑次网格地形对网格内大气强迫量的影响,这关系到模式对气象要素和陆气交换量的模拟水平。本文在陆面模式NOAH处理次网格单元的同时,将输入的大气强迫量根据其与地形高度的关系进行修订,提出新的次网格地形的参数化方案,并引入到WRF（Weather Research and Forecasting）模式中进行数值试验,通过3组数值模拟试验,与未改进的方案和细网格方案分析比较,探讨新参数化方案对WRF 模式模拟结果的影响。结果表明:地形越复杂区域,次网格地形的影响越大。本文引入的新陆面次网格地形方案对天山山脉和昆仑山脉以及青藏高原南部的地表气温的模拟有较大改善,模拟的地表气温在大范围区域内都更贴近细网格方案。虽然新陆面次网格地形方案和细网格试验都对温度的模拟结果都有改善,但新陆面次网格地形方案对降水的模拟改善甚微,而细网格试验对降水模拟却有改进,这是由于细网格试验在陆面和大气网格都进行了细化,而新陆面次网格地形方案只考虑了陆面次网格的影响。具体来说,新陆面次网格地形方案对温度的模拟结果改进是通过改变地表向上长波和地表感热实现的。而细网格试验由于同时细化了大气和陆面的空间网格,对降水和温模拟的改进是通过综合改变地表能量平衡实现的。 相似文献
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结合一次暴雨过程，将自适应网格技术应用于中尺度模式MM5中进行数值试验，同时对比自适应网格方案和固定网格方案的优劣，对模拟结果作了诊断分析。结果表明：对于此次降水过程，自适应网格模拟的效果取决于一些参数的选择。 相似文献
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Ｅ网格变量分布下差分格式的性质 总被引：8，自引：5，他引：8
本文用线性化的浅水波方程系统地分析、讨论了Ｅ网格变量分布下差分计算的性质；指出了目前有关讨论Ｅ网格差分性质在方法上存在的问题；给出了一种解决Ｅ网格中两个Ｃ网格分离的方法；提出了一种Ｅ网格用于海洋计算时，海洋侧边界条件的处理方法。初步的数值试验证明了这些方法对抑制Ｅ网格中的计算躁声是有效的。 相似文献
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非常定自适应网格模式在台风路径数值预报中的应用 总被引：7，自引：0，他引：7
本文将作者在前文中介绍的非常定自适应网格模式用于台风路径的数值预报。由于自适应网格在台风中心附近安排了较密的网格，有效地提高了网格的分辨率，使得台风环流的结构在预报48小时以后仍能保持，其预报的路径与实况相比令人鼓舞。 相似文献
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任意正交曲线坐标系下的海洋模式动力框架的发展与评估 总被引：1，自引：1，他引：0
本文发展了一个可以适用于任意水平正交曲线坐标系的海洋模式动力框架,并将其应用于中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室发展的气候系统海洋模式LICOM2.0（LASG/IAP Climate system Ocean Model,version2.0）。在经纬网格坐标系下,新的动力框架与LICOM2.0原有的动力框架模拟结果完全一致。基于新的动力框架,海洋模式可采用能够准确描述北冰洋地形的三极网格,克服了LICOM2.0经纬网格版本必须将北极点处理为孤岛的缺陷,从而显著改进了模式对于北冰洋环流和北大西洋经圈翻转流函数（AMOC）的模拟能力。此外,引进三极网格还可以避免模式网格距随纬度增加而急剧减小带来的计算不稳定,在LICOM2.0的三极网格版本中,模式不需要采用任何空间滤波方案仍然能够保证计算的稳定性,从而与LICOM2.0的经纬网格版本相比,极大地提高了模式的并行效率,这一点在当水平分辨率提高到0.1度时表现得尤为明显,海洋模式的并行加速比可以从经纬网格版本的5.8左右提高到三极网格版本的15.0左右。 相似文献
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为了提高5 km分辨率的网格降水预报准确率,针对数值模式网格降水预报产品中尚存在许多降水空报的现象,基于网格降水实况,应用动态建模和机器训练择优技术,借助新检验参数归一化后的单调性、新降水TS公式在计算上的便利性,建立了两种动态最优降水消空技术方案,开展网格降水消空研究。研究表明,两步法抑制了消空阈值偏大现象,归一化法使阈值优选更加直接。用这两种方法,晴雨准确率全部上升,其中,ECMWF(European Centre for Medium range Weather Forecasts)提高最大（2.39%～4.76%）;降水TS评分,ECMWF提高最大,白天提高多（2.98%～3.64%）,夜间提高少（1.61%～1.78%）,但CMA SH9(中国气象局上海数值预报模式系统)和CMA BJ(中国气象局北京快速更新循环数值预报系统)则出现下降。归一化法在白天使晴雨准确率提高最多。分析表明,经过消空处理后,雨空百分率下降数值明显大于雨漏百分率增加数值,从而使空报率出现大幅下降,晴雨准确率也升高明显。 相似文献
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实况网格产品是智能网格预报业务重要数据源。为满足气象业务及气象服务对实况网格产品的服务需求,在实时收集和处理各种实况网格产品基础上,采用JavaScript、HTML、CSS等web技术,构建了基于WebGIS的实况网格产品应用分析平台。采用Leaflet、Canvas等技术搭建了基于HTML5的WebGIS框架,实现了各种实况网格产品叠加地理信息统一展示。通过格点与站点观测数据的对比分析,提供产品的实时数据质量评估分析。基于网格格点,实现任意区域、不同要素等级的格点面积及面积比例等定量指标的统计分析。平台自投入业务应用以来,为各级业务应用和精细化气象服务提供了数据支撑。平台基于全国统一的数据环境和参数配置方式,具有很强的应用推广价值。 相似文献
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利用两个具有解析解的算例研究基于变分原理的自适应网络技术。结果表明，对运动激波算例，权函数考虑二阶导数项比考虑梯度项更能有效地减小误差；对气旋锋生算例，仅以梯度作为权函数亦不能提高精度，考虑速度场、锋生函数分布的权函数能更合理地安排网络；对照解析解，发现提出的自适应网络技术能明显提高计算精度，在节省内存等方面显示了突出的优点。 相似文献
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利用两个具有解析解的算例研究基于变分原理的自适应网格技术。结果表明,对运动激波算例,权函数考虑二阶导数项比考虑梯度项更能有效地减小误差;对气旋锋生算例,仅以梯度作为权函数亦不能提高精度,考虑速度场、锋生函数分布的权函数能更合理地安排网格;对照解析解,发现提出的自适应网格技术能明显提高计算精度,在节省内存等方面显示了突出的优点。 相似文献
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This article describes a new general circulation model (GCM) developed jointly by The University of New South Wales (UNSW)
and the University of Hamburg. The model is versatile in that it can be run as a medium-range (1 to 15 days) global numerical
weather prediction (NWP) model; as an extended range (15 to 30 days) NWP model; and as a GCM for periods extending from seasons,
through annual and decadal periods, and beyond. The model can be coupled with ocean models that vary in complexity from simple
"swamp" oceans to complex ocean GCMs. The atmospheric GCM also has a number of novel features, particularly in the numerical
integration scheme which is a high-order, mass-conserving, semi-implicit semi-Lagrangian scheme, thereby removing the stability
restriction on the time-step and allowing efficient long-term integrations. The emphasis here will be on demonstrating that
the new model performs effectively on the usual measures of skill (statistics such as mean errors, root-mean-square errors
and anomaly correlations) in several standard applications upon which new models usually are assessed. These applications
include medium range weather forecasts out to 10 days on a daily basis over a one year period; a limited 10-year simulation
climatology, prediction of atmospheric anomalies using SST anomalies in an El Nino year; and an alternative two-way approach
to regional modelling (the "down-scaling problem") made possible because the unconditional stability of the semi-implicit,
semi-Lagrangian formulation permits large variations in grid spacing without changing the time step size. Finally, the model
is run on a variety of parallel computing platforms and it is shown that near-linear speed-up can be attained. This is significant
for both medium range NWP and very long-term GCM integrations.
Received: 28 February 1996 / Accepted: 30 July 1996 相似文献
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1 INTRODUCTIONIn global climate models belonging to the finitedifference calculation category, the equations aregenerally solved in normal spherical coordinates. Due tothe convergence of meridians towards the poles inspherical coordinates, the combination of thiscoordinate system and explicit finite-difference methodsleads to two problems. First, the pole itself is a point ofsingularity with direction undefined. Second, due to thedependence of the stability from finite-differencenumerics … 相似文献
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The global three-dimensional variational (3D-Var) data assimilation is implemented on a new quasi-uniform overset (Yin-Yang) grid on sphere. As a quasi-uniform spherical grid, it covers the sphere by overlapping two perpendicularly oriented grid components which is nothing but low latitude region of the usual latitude-longitude grid. Based on this characteristic of the Yin-Yang grid, it enables us to implement the regional 3D-Var system efficiently and accurately on the Yin or Yang component grid, respectively. The global analysis could update directly from the regional analysis since they have the same configurations like the precondition of eigenvalue decomposition for vertical direction, recursive filtering for horizontal direction, minimization method and observation operator and so on. However, the balance equation and vector wind are needed to be paid more attention on the Yin grid analysis due to its coordinate transformation. How to spread the observation information near the boundary of Yin and Yang grid is a key to the 3D- Var analysis. Extending double the horizontal correlation length distance in the overset boundary of Yin and Yang grid has successfully solved the problem. The results show that the analysis on the Yin-Yang grid is reasonable and similar to the result on the latitude-longitude (LAT-LON) grid. This paper provides a promising strategy for the development of a 3D-Var global system for overset grids. 相似文献