LFRic-Atmosphere中跨不同网格的物理-动力-化学耦合：公式与理想化测试
数值分析
2023-10-03 v1 数值分析
大气与海洋物理
摘要
用于数值天气预报的大气模式的主要组件是描述已分辨流动的动力核，以及捕捉未分辨过程影响的物理参数化。此外，用于空气质量或气候应用的模式可能包含一个表示大气中化学物质和气溶胶演化的组件。虽然传统上所有这些组件使用相同分辨率下的同一网格，我们提出了一种让不同组件使用一系列具有不同水平分辨率的嵌套网格的公式。这赋予了模式在分配计算资源上更大的灵活性，从而可将分辨率针对性地用于那些在精度上带来最大收益的部分。此处给出的公式涉及网格间场映射的方法，并为Met Office下一代大气模式LFRic-Atmosphere所采用的兼容有限元离散而设计。该公式的关键性质包括在比动力核更粗的网格上示踪物的一致且守恒的传输，以及为保持质量守恒且不产生非物理负值而对水汽的处理。在给出公式后，通过一系列理想化测试用例展示了其可行性。
引用
@article{arxiv.2310.01255,
title = {Physics-Dynamics-Chemistry Coupling Across Different Meshes in LFRic-Atmosphere: Formulation and Idealised Tests},
author = {Alex Brown and Thomas M. Bendall and Ian Boutle and Thomas Melvin and Ben Shipway},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.01255},
year = {2023}
}