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GRAPES模式标准初始化方案设计与实现

黄丽萍 伍湘君 金之雁

黄丽萍, 伍湘君, 金之雁. GRAPES模式标准初始化方案设计与实现. 应用气象学报, 2005, 16(3): 374-384..
引用本文: 黄丽萍, 伍湘君, 金之雁. GRAPES模式标准初始化方案设计与实现. 应用气象学报, 2005, 16(3): 374-384.
Huang Liping, Wu Xiangjun, Jin Zhiyan. Schemes and applications of GRAPES model standard initialization. J Appl Meteor Sci, 2005, 16(3): 374-384.
Citation: Huang Liping, Wu Xiangjun, Jin Zhiyan. Schemes and applications of GRAPES model standard initialization. J Appl Meteor Sci, 2005, 16(3): 374-384.

GRAPES模式标准初始化方案设计与实现

资助项目: 

“十五”国家重点科技攻关计划项目“中国气象数值预报技术创新研究” 2001BA607B

国家重点基金项目“中国强降水天气数值预报有关科学问题的研究” F-D0508

Schemes and Applications of Grapes Model Standard Initialization

  • 摘要: 文章介绍了GRAPES模式标准初始化系统的方案设计及程序结构,对3种不同方案产生的初始场进行了分析。结果表明:水平风场、温度场、位温场对插值方法的精度并不是很敏感,而高度场以及气压Exner函数则对垂直插值方法的精度要求很高;在3种模式变量产生方案中,方案一的效果较差,但它计算速度快,在地形梯度不大的地方可以选择使用;方案二与方案三的效果则比较好,用户可根据自己的需求任意选择。GRAPES模式标准初始化系统在完成其主要功能的同时,通过灵活的程序设计,对标准初始化系统的区域、分辨率、垂直层次、水平插值方法、垂直插值方法等的任意选取,使得标准初始化系统可以很容易满足模式初值的各种需求,为模式开发研究实验提供了各种便利。
  • 图  1  GRAPES模式变量垂直分布图

    图  2  GRAPES模式标准初始化系统结构图

    图  3  标准初始化系统生成的模式第5层 (z=5147 m) 初始场Π场

    (a) 方案一, (b) 方案二, (c) 方案三

    图  4  标准初始化系统生成的模式第15层 (z=19853 m) 初始场Π场

    (a) 方案一, (b) 方案二, (c) 方案三

    图  5  标准初始化系统生成的模式第5层 (z=5147 m) 初始场Π′场

    (a) 方案一, (b) 方案二, (c) 方案三

    图  6  标准初始化系统生成的模式第15层 (z=19853 m) 初始场Π′场

    (a) 方案一, (b) 方案二, (c) 方案三

    图  7  理想状况下标准初始化系统生成的模式第5层 (z=5147 m) 初始场Π′场

    (a) 方案一, (b) 方案二, (c) 方案三

    图  8  模式初始场还原到等压面500 hPa高度场 (单位:gpm)

    (a) 方案一, (b) 方案二, (c) 方案三, (d) T213分析场

    表  1  理想状况下的温度场与高度场

  • [1] Lorenz E N. Deterministic non-periodic flow. J Atmos Sci, 1963,20:130~141. doi:  10.1175/1520-0469(1963)020<0130:DNF>2.0.CO;2
    [2] Lorenz E N. A study of the predictability of a 28-variable atmospheric model. Tellus, 1965,17:321~333. http://yyy.rsmas.miami.edu/groups/weather/mpo674/lorenz-1965.pdf
    [3] Lorenz E N. The predictability of a flow which possesses many scales of motion. Tellus, 1969,21:289~307. http://www.tandfonline.com/zela
    [4] Lorenz E N. Effects of Analysis and Model Errors on Routine Weather Forecasts. Proc ECMWF Seminar on Ten Years of Medium-Range Weather Forecasting,ECMWF 1989. 115~128.
    [5] Jimy Dudhia, Dave Gill, Kevin Manning, et al. PSU/NCAR Mesoscale Modeling System Tutorial Class Notes and User's Guide. http://www.mmm.ucar.edu/mm5/documents/tutorial-v3-notes.html.
    [6] Xue Ming, Kelvin K Droegemeier, Vince Wong, et al. Advanced Regional Prediction System(ARPS) version 4.0 User's Guide. ftp://ftp.caps.ou.edu/pub /ARPS /ARPSdocs/ARPS4DOC.PDF.
    [7] User's Guide for Weather Research and Forecast(WRF) Modeling System Version 2. http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide/contents.html.
    [8] 李庆扬,关治,白峰杉编著.数值计算原理.清华大学出版社,2000.
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-01-14
  • 修回日期:  2004-04-14
  • 刊出日期:  2005-06-30

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