[發(fā)明專(zhuān)利]地形重力波舉力參數(shù)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710793968.8
• 申請(qǐng)日: 2017-09-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107609250B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐昕;王元;唐瀅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.地形重力波舉力參數(shù)化方法，其特征在于：包含如下步驟，

步驟1：根據(jù)數(shù)值模式的次網(wǎng)格地形h(x，y)，低層大氣風(fēng)速U_L和大氣層結(jié)N_L，計(jì)算氣流經(jīng)過(guò)地形的阻擋高度z_blk；

步驟2：對(duì)阻擋高度z_blk以上的次網(wǎng)格地形進(jìn)行二維傅里葉變換，得到地形的譜分布其中K＝(k，l)為水平波數(shù)矢量；

步驟3：根據(jù)地形譜分布，計(jì)算全體波動(dòng)分量的速度擾動(dòng)υ′＝(u′，v′，w′)；

步驟4：從位于阻擋高度z_blk之上的第一個(gè)模式層開(kāi)始，進(jìn)行如下步驟處理，

步驟4.1：根據(jù)數(shù)值模式水平風(fēng)場(chǎng)V(z_k)＝[U(z_k)，V(z_k)]，計(jì)算水平風(fēng)場(chǎng)的方向變化Δψ(z_k)＝ψ(z_k)-ψ(z_k-1)，其中z_k為第k層模式高度，ψ(z_k)和ψ(z_k-1)分別為第k層和第k-1層模式風(fēng)向；

步驟4.2：計(jì)算第k層的地形重力波舉力其中ρ(z_k)為第k層模式大氣密度，當(dāng)模式水平風(fēng)場(chǎng)隨高度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)和式中取負(fù)號(hào)，當(dāng)模式水平風(fēng)場(chǎng)隨高度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)和式中取正號(hào)；

步驟4.3：重復(fù)以上步驟，直至達(dá)到模式的頂層。

2.如權(quán)利要求1所述的地形重力波舉力參數(shù)化方法，其特征在于：所述阻擋高度其中h_m為次網(wǎng)格地形的最大高度，F(xiàn)r_c為預(yù)設(shè)的臨界弗雷德數(shù)，所述Fr_c取0.5至1，低層大氣風(fēng)速U_L和大氣層結(jié)N_L取次網(wǎng)格地形最大高度以下模式各層的平均值，其中大氣層結(jié)計(jì)算公式為其中g(shù)為重力加速度，θ為位溫。

3.如權(quán)利要求1或2所述的地形重力波舉力參數(shù)化方法，其特征在于：所述波動(dòng)分量的速度擾動(dòng)，通過(guò)如下方式獲取，

其中η(x，y，z；K_c)為波動(dòng)振幅，為下標(biāo)為c的水平波數(shù)矢量。

4.如權(quán)利要求3所述的地形重力波舉力參數(shù)化方法，其特征在于：所述波動(dòng)振幅η(x，y，z；K_c)通過(guò)如下公式進(jìn)行計(jì)算

其中為垂直波數(shù)，V_zz水平風(fēng)場(chǎng)的垂直曲率，為波動(dòng)位相，為Heaviside函數(shù)，為高斯波束振幅，(σ_k，σ_l)＝G_c(Δk，Δl)為高斯波束寬度，Δk＝2π/L，Δl＝2π/L，L為模式單個(gè)網(wǎng)格大小，G_c為可調(diào)參數(shù)，所述G_c取值0.4至0.5，i為虛數(shù)單位，矩陣A和P以及A的行列式分別為，