JAX-SCM v1.0：用于边界层研究的现代大气单柱模型
大气与海洋物理
2026-05-26 v1 流体动力学
摘要
我们介绍JAX-SCM v1.0，这是一个基于Python实现的、使用JAX计算库开发的用于边界层研究的开源大气单柱模型。该模型求解水平风速、势温和比湿，同时包含依据Mellor-Yamada-Nakanishi-Niino二级2.5级（MYNN-2.5）湍流闭合的预测性湍动能和湍动统计量。我们针对三个广为人知的基准案例进行验证，涵盖中性（湍动Ekman层）、稳定（GABLS1）以及对流（Wangara Day 33）条件。结果在所有气候 regime 下均与参考解保持良好一致。基于JAX构建的模型受益于即时编译和原生GPU支持。虽然JAX-SCM尚未实现完全可微，但基于JAX的构建为未来集成机器学习组件奠定了基础。该模型设计为简单且模块化的，降低了面向用户和开发者的使用门槛。
引用
@article{arxiv.2605.24544,
title = {JAX-SCM v1.0: a modern atmospheric single-column model for boundary layer research},
author = {Maximilian Pierzyna},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.24544},
year = {2026}
}