静力订正与气压梯度力收敛算法及陡峭地形下高分辨率模拟

陡峭地形是困扰高分辨模式发展的主要问题之一，虽然国内外气象学家对如何提高地形跟随坐标系下气压梯度力的计算精度问题做了细致而富有成效的工作，但即便是静止平衡大气，迄今为止也仍没有一种方案能对其进行准确计算。随着模式对中小尺度地形描述越来越精细，模式中陡峭地形的可能坡度越来越大，在陡峭地形附近虚假扰动更加突出，因而发展高分辨率中尺度模式迫切需要具有较高精度的气压梯度力计算方案。. 本研究从气压梯度力计算误差的来源出发，探讨其误差的数学物理本质，再从静力方程的微分表达式出发，根据数值积分方法导出在陡峭地形附近具有较高精度的气压梯度力计算方案，新方案的计算误差将随模式分辨率的不断提高而逐步减小且收敛到零，并通过多种理想场试验来验证该方案的有效性，评估其效果。在此基础上将新算法运用到新数值模式动力框架的研发中去，以期发展出在陡峭地形附近具有较高气压梯度力计算精度的高分辨率中尺度模式。