CAJ | 학술논문

就大气环流模式中如何有效处理云系,我们的目标:建立能考虑各种尺度和各种过程之间相互作用的多重尺度云系动力学(下称:云系超级参数化),并应同时考虑如下云的几何学与辐射传输两个问题:1)云的几何学,考虑如何描写云内结构的三维不均匀性和表面特征的几何不光滑性;2)云的辐射,考虑复杂云结构的辐射计算问题,并最终在大气环流模式中具体实现.本研究是理论部分,主要论述云系超级参数化框架和计算方法问题,主要结论如下:1)阐明了从多重尺度角度研究大气模式中云系的超级参数化方案是完全必要的.2)本云系超级参数化方案是3维完全Euler流体方程组,保留了全Coriolis力,Ertel全PV守恒,考虑声波等对云和降水微物理过程的影响.该云系超级参数化方案需要与大气大尺度动力学方程组进行耦合.3)关键问题为确定云系局部解的存在时间长度,不必考虑整体解.因为在实际大气中各物理量的不光滑,甚至不连续和间断,是有充分的物理意义的.大气中的间断除粘性和热传导等不可逆过程外,同时伴随着成云致雨的相变过程.4)在可积性和连续性条件下,证明了特征线的存在性;在Lipshitz条件下,证明了特征线的存在性和唯一性.5)给出了特征线积分的Picard方法的具体计算步骤,并同时给出了特征线积分稳定步长的具体条件.6)沿着特征线,初始场随着时间的推移,将发生平移、旋转与纯变形三种位移的几何和,这就是球面上平流方程的保形问题.
취대기배류모식중여하유효처리운계,아문적목표:건립능고필각충척도화각충과정지간상호작용적다중척도운계동역학(하칭:운계초급삼수화),병응동시고필여하운적궤하학여복사전수량개문제:1)운적궤하학,고필여하묘사운내결구적삼유불균균성화표면특정적궤하불광활성;2)운적복사,고필복잡운결구적복사계산문제,병최종재대기배류모식중구체실현.본연구시이론부분,주요논술운계초급삼수화광가화계산방법문제,주요결론여하:1)천명료종다중척도각도연구대기모식중운계적초급삼수화방안시완전필요적.2)본운계초급삼수화방안시3유완전Euler류체방정조,보류료전Coriolis력,Ertel전PV수항,고필성파등대운화강수미물리과정적영향.해운계초급삼수화방안수요여대기대척도동역학방정조진행우합.3)관건문제위학정운계국부해적존재시간장도,불필고필정체해.인위재실제대기중각물리량적불광활,심지불련속화간단,시유충분적물리의의적.대기중적간단제점성화열전도등불가역과정외,동시반수착성운치우적상변과정.4)재가적성화련속성조건하,증명료특정선적존재성;재Lipshitz조건하,증명료특정선적존재성화유일성.5)급출료특정선적분적Picard방법적구체계산보취,병동시급출료특정선적분은정보장적구체조건.6)연착특정선,초시장수착시간적추이,장발생평이、선전여순변형삼충위이적궤하화,저취시구면상평류방정적보형문제.