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南气院大气环流概论ppt课件-大气环流数值模拟简介
软件大小:16.00 MB 软件类型:国产软件
软件语言:简体中文 软件授权:共享软件
软件提交:mofangbao 更新时间:2011-07-07 13:02:37
软件作者: 软件等级:
官方网址:官方网站 程序演示:演示地址
运行环境:/all
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软件介绍
南气院大气环流概论ppt课件-大气环流数值模拟简介
§3.1  引言
大气环流的传统研究方法是诊断分析(统计、动力)和理论研究。与物理学、化学、生物学等不同,它缺乏实验研究手段。但大气环流的诊断研究(要求全球、长期的资料积累)和理论研究(需对方程高度简化),困难非常大。
          1940’s开始,流体力学在发展中出现了‘实验流体力学’和‘计算流体力学’ ;大气环流研究随之出现了‘转盘试验’与‘数值模拟’两类实验研究方法。
          由于‘数值模拟’方法在大气环流实际研究中的作用非常重要,本章首先介绍。‘转盘试验’则在下一章简单介绍之。
一,大气环流数值模拟基础
           20世纪50’s以来,随着大气环流研究的深入和电子计算技术(含计算机及算法)的发展,出现了一种研究大气环流的全新方法—数值模拟。其物理根据是(E.N.Lorenz):大气环流受一组物理规律所支配,它包括两个部分:
           1)普适的流体动力学和热力学定律。包括质量守恒定律,牛顿第二定律,热力学第一定律,理想气体定律(注:动力学框架)。
           2)由大气及其周围环境、状态来表示的力和加热定律。包括太阳短波辐射的吸收、反射、散射定律,各种大气成分(主要是CO2 、O3 、 H2O)对红外辐射的吸收、放射、传送定律;湍流的粘性和传输定律;支配水在大气中的相变的定律(注:物理过程)。
           数值模拟方法通过数值求解大气运动方程组研究大气环流问题,它依赖的工具是数值模式。
二,数值模拟方法的发展
           Phillips于1956年成功设计了两层准地转大气环流模式。
             50年来,GCM设计和数值试验经历了四个阶段:
             1)启蒙阶段(60’s初):用大气环流模式AGCM(或称GCM)模拟大气气候平均态。
             2)改进阶段(60’s中~70’s初):提高分辨率,改进物理过程,引进实际边界条件;模拟气候平均状态及其季节变化。开始发展全球海洋环流模式(OGCM)。
             3)成熟阶段(70’s中~80’s初):模拟全球气候变化(即敏感性试验)。
             4)耦合模式设计阶段(80’s中以来): AGCM →A - OGCM → A -L - OGCM 。进入直接以气候预测为目的的GCM设计阶段。
            我国大气环流模式及短期气候预测模式设计主要80’s进行(IAP GCM、郑庆林月平均环流预测模式)。
         迄今,国际国内用于大气环流研究的各种类型的大气环流模式不下数十种。
三,讲解内容
           本章以中科院大气物理研究所两层大气环流模式(IAP 2L GCM)及其早期数值试验工作为例,简单介绍数值模拟用于大气环流及其异常研究的初步知识。内容包括两个部分:
            1)IAP GCM模式简介;
            2)IAP GCM 试验举例。

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