正压原始方程模式实习报告.docx

1、正压原始方程模式实习报告正压原始方程模式实习报告一、实习目的与要求、实习目的:通过正压原始方程模式的实习,加深理解该章所学的基本内容;掌握当今制作数值天气预报的一般方法和主要步骤;并在数值计算、编制程序和上机操作等方面得到进一步训练。、实习要求:以19年4月29日0时(北京时)我国东北、华北地区500百帕等压面位势高度场及地转风场作为初值,采纳固定的水平侧边界条件,应用正压原始方程二次守恒平流格式的模式,制作未来24小时有限区域500百帕位势高度场和风场的预报,并写一份实习报告。二、模式的主要计算框图三、实习任务1、 编写两个子程序:五点平滑子程序,地转风初值子程序2、子程序编写完成并保证正确

2、的前提下,做4个数值试验: 只做正平滑和做正逆平滑的对比试验; 地转风子程序中不同差分格式的数值试验; 是否做边界平滑的数值试验; 是否做时间平滑的数值试验。四、实习程序1、五点平滑的子程序:subruine sip(a,w,s,m,n,k,) 定义五点平滑子程序imensin a(m,n),(m,n) 定义数组i(l=1)hn doi=,m1 do j,n1 (i,j)(,j)+s(-1,j)+a(i1,j)a(i,j1)+a(i,+)*a(i,)/4。0 执行正平滑eoenddod i=2,m-1 d j=2,n1 a(,)=w(i,)eddodretunElsed i=2,m-1 doj

3、=2,n- w(i,j)=a(i,)+s(a(i,j)+a(i+1,j)+a(i,-1)a(i,j+1)a(i,j)4。 执行正平滑 enddendod =,m-1d j=2,n1a(i,j)=w(,j)nddoendodo i=2,mdo j=,n1 w(i,j)=a(i,j)(s)(a(i-1,j)+a(i+1,j)+a(,-1)+a(i,j+)4a(,j)/、 执行正逆平滑ndoendodo i2,-1 doj=2,1a(i,j)=(i,)endoeddoendtund 结束子程序2、地转风初值的子程序:suboutinecgw(ua,v,a,r,f,d,m,n) 定义地转风子程序iml

4、icit noniteger,p,j 定义整型变量m,n,p,q,i,reala(m,n),va(m,n),za(m,n),rm(m,n),f(m,n),d 定义数组p=m-1q=n-1di=1, 循环方向上格点数a(i,1)=m(i,1)。8*(za(,2)za(i,)/(f(,1)*) 利用公式(。1)方向风速ua(,)rm(i,n)*9。8(za(i,n)-za(i,)/(f(,n)d)doj2, 循环y方向上格点数a(i,j)=-rm(i,)9、(a(,+)a(,1)/(2、0*f(i,)d) 利用公式(4、134)x方向风速endoenddodoj=,n循环y方向上格点数va(1,j

5、)=r(1,j)9。(z(,)za(1,)/(f(1,j)d) 利用公式(4、134)y方向风速a(m,j)=rm(m,j)9。8(za(,j)za(m1,j)(f(m,j)*d)doi=2,p循环方向上格点数va(i,)=rm(i,j)9、8*(za(i+1,j)(-1,j)/(2、0*f(i,j)d) 利用公式(、134)y方向风速eddoenoendsboutinegw 结束子程序五、结果(图形)及其分析 1、30日预报场分析 初始场 预报场 2。 只做正平滑和做正逆平滑的对比试验: 预报场: 五点正逆平滑 预报场:五点正平滑、地转风子程序中不同差分格式的数值试验: 初始场:后差地转风子

6、程序 初始场:前差地转风子程序 预报场:前插地转风子程序 预报场:后插地转风子程序 预报场:无时间平滑 预报场: 无边界平滑 结果分析: 由前四张图片,我们能够发现,4月9日8时在鄂霍次克海的西岸,有一个大的低压中心,其中心强度达到5250,在贝加尔湖附近有一条大的低压槽;4月3日0时,在预报场上,鄂霍次克海西岸的低压向东移动,到达鄂霍次克海的上空,中心强度达到5200,比9日加强,贝加尔湖的低压槽向南,向东移动。估计会造成一次冷空气的南下过程。 用0日的预报场与3日的书本上的实况图做对比,能够看到预报场的低压中心偏北大概偏5个纬距左右,有较大的偏差,模拟效果不是特别好;然而,贝加尔湖附近的低

7、压槽预报场与实况场特别的近似,故而模拟效果较好。而我们需要做对中国的预报,影响系统主要是贝加尔湖地区的低压槽影响,因此关于整个预报来说的话,这个模拟效果依然有具有比较好的参考价值。六、小结 通过此次实习增强了我对Fotrn语言编程和rAS绘图的熟悉以及使用,同时也加强了对正压原始方程的了解,以及五点平滑,与地转风的计算,加深了对数值天气预报这门课的了解与掌握。这次学习的正压原始方程模式,在500hP高度上,大气是正压的,准地转,准静力平衡的,因此大气环流的形势比较简单、稳定,所得结果基本与现实差距不大。然而实际上大气并没有假设的这么简单,实际大气是斜压的,复杂的系统、在现在,模式也还在发展中,依然不能够完全去解释现在大气的变化,这需要我们对大气接着努力地去探究。