RQL's Blog 菜鸟成长记

简单模式动力设置和几种修改方法

2019-07-20
renql

发现有很多跑简单模式的文献,准备收集整理一下,以资参考。

Held-Suare 1994年的基本设置

Held, I. M. and M. J. Suarez (1994). “A proposal for the intercomparison of the dynamical cores of atmospheric general circulation models.” Bulletin of the American Meteorological Society 75(10): 1825-1830.

觉得如果要修改CESM干模式的动力核,还是有必要把这篇经典的文章再读一遍。

为了评估大气环流模式独立于物理参数化的动力核,该文设计了一个基准实验。这个实验关注模式结果的长期统计特征,因此非常适合于气候模式的动力核比较 为了说明这个基准实验的用处,两个完全不同的大气动力核(谱模式、差分格式)用于比较。

利用牛顿松弛方法来施加强迫,当温度低于给定的辐射平衡温度时加热,反之则冷却。同时在风场底层(sigma>0.7的地方,sigma值为1时代表地表)用瑞利阻尼的方法来模拟边界层摩擦效应。

其中辐射的松弛时间(Ka或者Ks的倒数)也是一个关于纬度和高度的函数,在sigma<0.7也就是大气内部,松弛时间是40天,而赤道地区近地表的松弛时间最短是4天。如果各个地方都用统一的松弛时间,那么会在近地表区域产生一个不真实的薄冷层,尤其在赤道地区。因此赤道地区的松弛系数较大(即松弛时间短),以减弱这种效应。

那么为什么会在底层产生一个不真实的冷区呢?我的猜想是:在没有地表摩擦消耗时,因为赤道的辐射平衡温度高,本身就存在环流。而地表摩擦的存在使得底层的能量存在耗散,为了维持环流的存在,就必须使地表温度弱于辐射平衡温度,以产生加热。

实验的目的不是为了产生了真实的大气环流,而是为了在可解析的所有尺度上更好地模拟大气运动。

Schneider 2008年 加入辐射强迫的年循环

Although the resulting Newtonian temperature relaxation rate is not easily justifiable as a radiative heating rate, we will call it, for simplicity, a radiative heating rate




Similar Posts

上一篇 ENSO Dynamics