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数值模拟和数值预报研究现状和未来

发布时间:2019-05-26 20:00 来源:未知 编辑:admin

  值模拟是指电子计算机利用数值模式,通过改变模式的物理因子组合及初始场的结构,模拟大气的状态及其变化,进行各种控制试验,并将计算结果与实测记录相比较,从而对某一局部或整个大气的变化规律进行研究。60年代数值模拟的成功标志着大气科学已步入实验科学的阶段。80年代以来,国际数值模拟研究取得显著发展,它已不仅是一种现代化的实验手段,而且已发展为具有独立特征的学科分支。用于大气环流模式进行的成功模拟试验是大气科学的重要成就之一。目前大气环流模式已日趋完善,模式范围已扩展到全球,垂直方向已包括平流层大气运动,对大气物理过程的考虑已较全面,参数化也有改进。近年来,利用大气环流模式不仅较好地模拟了一般大气环流的季节演变特征,而且还能模拟出大气中的低频变化特征和系统的结构。在过去10余年中,关于大气对外界动力和热力强迫响应、地面状况对大气环流的影响,以及海气相互作用等方面的数值模拟研究,均已取得许多有意义的结果,这不仅加深了人们对大气环流演变规律的认识,也为天气预报提供了一定的理论依据。值得指出的是,近几年来数值模拟研究已遍及大气科学的众多领域,如气候变化、云物理学、大气化学及中层大气科学等,而且研究正在深化。例如在全球气候变化方面,过去用大气环流模式研究CO2倍增下的温度和降水变化,而现在的研究则旨在发现预期的其些动力学后果。又如关于臭氧和其它温室气体的数值模拟引人瞩目,利用三维平流层化学输送模式进行的数值模拟已成为当前研究臭氧及其它微量成分变化的主流,有的模拟研究从100hPa积分到0.01hPa,垂直分层达56层,垂直分辨率达1—2.5公里,水平分辨率达几十公里。此外,近几年来在中尺度数值模拟方面也取得显著进展,利用高分辨率的静力模式和常规观测资料已可模拟出中尺度对流系统内部的许多重要特征,如倾斜上升气流、后部下沉气流和尾低压。

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