IAP AGCM-4动力框架的积分方案及模式检验

作 者：

张贺^1,2 林朝晖¹ 曾庆存¹

1中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心，北京100029

2中国科学院研究生院，北京100049

摘 要：

以灵活性跳点格式和时间分解算法为重点，介绍了IAP(中国科学院大气物理研究所)AGCM-4的动力框架，并用R-H(Rossby-Haurwitz)波和Held-Suarez方案对框架进行了检验。结果表明：高纬灵活性跳点格式很好地保持了普通跳点格式的各种性质，未产生计算紊乱现象，可在一定程度上增大时间步长，在未采用滤波处理时增大时间步长的效果更为显著；时间分解算法，即将平流过程与适应过程分开计算，二者都采用3次非线性迭代积分方案，在 和 （ 为平流过程时间步长与适应过程时间步长的比值）的情况下，可分别节省CPU时间10.7%和19.9%；R-H波检验表明，在积分的前80天，框架较好地保持了R-H 4波的波形，总有效能量仅衰减0.1%，从第80天开始，风场波形开始变形和破碎，对应的动能和总能量也开始急剧衰减，至第365天，总有效能量衰减约8%，此时，风场和高度场亦变得较平直。经分析，第80天R-H波破碎的主要原因是平流项的计算误差使R-H波失稳，而其后的高度场和风场的变平直是典型的旋转适应机制；Held-Suarez方案检验也证明该框架是可靠的。

关键字：

分解算法，非线性迭代积分方案，灵活性跳点格式，有效能量守恒，大气环流模式

引 用：

张贺，林朝晖，曾庆存，等.2009， IAP AGCM-4动力框架的积分方案及模式检验 [J].大气科学,33(6):1267-1285.