CAJ | 학술논문

流函数和速度势是气象业务和研究中常用于表述风速的一组变量.用有限区域风速场,使用有限差分方法求解得到的流函数和速度势场重建初始风速场,由于受区域边界的限制往往有明显的偏差.虽然有许多求解方法的研究,但是,至今仍尚未见到一种真正准确的求解计算方案.首先,介绍用Arakawa A网格和D网格分布的有限区域风速场求解流函数和速度势场的一般有限差分计算方法,探讨用它们的解重建风速场产生误差的原因.然后,针对这些原因,对给定的有限区域,通过线性外推初始风速场,扩展求解计算区域,使用协调、一致的有限差分格式方案,准确计算求解区域的边界有旋风速、散度风速和速度势的定解边界条件,以及恰当选择流函数、速度势、涡度和散度等变量的分布网格,设计了用上述两种网格分布的风速场准确求解流函数、速度势场的方案,并对其正确性加以证明,它们可以推广应用于其他Arakawa网格.用实际资料试验同样显示,方案避免了重建风速场误差的出现,与初始风速场相比,全场风速最大偏差精度达到10-12 m/s或以上,在计算机精度造成的计算误差影响范围内.本文的研究很好解决了长期以来用有限区域风速场、使用有限差分方法无法准确求解流函数和速度势场的问题.
류함수화속도세시기상업무화연구중상용우표술풍속적일조변량.용유한구역풍속장,사용유한차분방법구해득도적류함수화속도세장중건초시풍속장,유우수구역변계적한제왕왕유명현적편차.수연유허다구해방법적연구,단시,지금잉상미견도일충진정준학적구해계산방안.수선,개소용Arakawa A망격화D망격분포적유한구역풍속장구해류함수화속도세장적일반유한차분계산방법,탐토용타문적해중건풍속장산생오차적원인.연후,침대저사원인,대급정적유한구역,통과선성외추초시풍속장,확전구해계산구역,사용협조、일치적유한차분격식방안,준학계산구해구역적변계유선풍속、산도풍속화속도세적정해변계조건,이급흡당선택류함수、속도세、와도화산도등변량적분포망격,설계료용상술량충망격분포적풍속장준학구해류함수、속도세장적방안,병대기정학성가이증명,타문가이추엄응용우기타Arakawa망격.용실제자료시험동양현시,방안피면료중건풍속장오차적출현,여초시풍속장상비,전장풍속최대편차정도체도10-12 m/s혹이상,재계산궤정도조성적계산오차영향범위내.본문적연구흔호해결료장기이래용유한구역풍속장、사용유한차분방법무법준학구해류함수화속도세장적문제.