采用基于高度的地形跟随垂直坐标的 Global Environmental Multiscale (GEM) 模式新动力核
计算物理
2019-02-12 v1 流体动力学
摘要
本文给出加拿大环境与气候变化部的 Global Environmental Multiscale (GEM) 大气模式的新动力核。与现存的 log-静水压力型地形跟随垂直坐标不同，所提动力核采用基于高度的方法。转向基于高度的垂直坐标，其动机在于其改善陡峭地形上模式稳定性的潜力，而随着对甚高分辨率预报系统需求的增长，此类地形将更常见。基于高度的垂直坐标动力核通常需要迭代求解方法。除三维迭代求解器外，还设计了一种简化方法，允许对新动力核使用直接求解器，该方法将三维椭圆边值问题分解为一组二维独立的亥姆霍兹问题。新动力核通过数值试验评估，包括二维非静力理论算例以及 25 公里分辨率全球预报。对于从数米到 25 公里的大范围水平网格分辨率，发现直接解法所得结果与新动力核的迭代解法等价。此外，数值试验结果表明，新的基于高度的动力核所得结果与现存的基于压力的动力核等价。
引用
@article{arxiv.1902.03958,
title = {A new dynamical core of the Global Environmental Multiscale (GEM) model with a height-based terrain-following vertical coordinate},
author = {Syed Zahid Husain and Claude Girard and Abdessamad Qaddouri and Andre Plante},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.03958},
year = {2019}
}