Конечно-разностное моделирование крупномасштабной динамики атмосферы

Содержание
Введение............................................5
ГЛАВА 1. Математическая формулировка моделей крупномасштабной динамики атмосферы 16
1.1. Основные уравнения ..................... 19
1.2. Интегральные инварианты системы .......... 24
1.3. Пространственно - разностная аппроксимация 29
1.4. Схема интегрирования по времени............37
%
1.5. Параметризация физических процессов подсеточных масштабов ........................................ 41
1.6. Усвоение граничных условий в региональной модели атмосферы ...........................................48
ГЛАВА 2. Инициализация метеоданных 51
2.1. Проектирование уравнений на пространство вертикальных мод ........................................ 53
Содержание. 3
2.2. Проектирование на пространство горизонтальных нормальных мод.............................................56
2.3. Нелинейная инициализация по нормальным модам . 60
2.4. Численные эксперименты ........................ 63
ГЛАВА 3. Численный прогноз метеоэлементов для Сибирского региона..................................68
3.1. Развитие численного прогноза в Сибири ......... 72
3.2. Региональная модель численного прогноза метеоэлементов ................................................... 77
<;
3.3. Результаты оперативных испытаний численных прогнозов ................................................ 83
ГЛАВА 4. Математическое моделирование атмосферной циркуляции и климата..........................96
4.1. О реакции атмосферы на увлажненность континентов ‘.................................................98
Введение
15
Колбасовой, В.Д. Тарасенко за их огромный вклад в проведение испытаний представленных разработок и доведение их до оперативного использования в практике, а также всем участникам заседаний НТС ” Физика атмосферы, океана и охрана окружающей среды”, принявших участие в обсуждении данной работы.
Глава 1
Математическая формулировка моделей крупномасштабной динамики атмосферы
В настоящей главе представлено описание численных моделей крупномасштабной динамики атмосферы в глобальном и региональном вариантах. В настоящее время при моделировании глобальной динамики атмосферы наибольшее распространение получили спектральные модели, обеспетшвающие без особых трудностей выполнение ряда интегральных соотношений, имеющих место в дифференциальной задаче (CAS/JSC, WMO/TD No 425, 1991).
Бурное развитие спектральные модели получили начиная с 70-х годов после того, как были найдены эффективные методы спектрально - сеточного преобразования (Е. Eliassen at al., 1970, S.A. Orszag, 1970). Кроме того, исследования С. Girard и M. Jarrant (1982) показали даже некоторое преимущество спектральной модели Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ЕЦСПП) над конечно - разностной. Правда следует отметить, что конечно - разностная модель ЕЦСПП (D.M. Burridge and J. Haseler, 1977, D.M. Burridge, 1979) была в спектральном отношении менее богатой, нежели изложенная ниже, что связано с использовавшимися в ней конечно - разностными аппроксимациями.