沙瓦特指数的数值计算方案比较研究

• 作者: 吕新刚 周志强
• 来源期刊: 气象
• 学科: 地球科学
• 关键词: 沙瓦特指数 假相当位温 气块温度 迭代法 查表法 误差分析
• 年，卷（期）: 2015,（10）
• 所属期刊栏目: 气象论坛
• 页码范围: 1260-1267
• 页数: 8页
• 分类号: P456
• 字数: 8247字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2015.10.009

摘要

比较了三种假相当位温(θse)计算式的精确度,分析了θse对沙瓦特指数(SI)计算的重要影响,提出精度较高的SI计算实用方案.该方案首先利用干绝热过程中位温和比湿守恒性质迭代求解抬升凝结高度处温压变量;计算起始气块的θse;然后基于湿绝热过程假相当位温的守恒性质,采用Stackpole迭代方法计算湿绝热上升到500 hPa的气块温度,进而计算SI.研究发现,θse的误差是SI计算误差的重要来源,采用准确的θse计算方案非常重要.经计算比较,发现θse的Bolton公式和李任承公式计算精度较高,而经典的Rossby公式计算得到的θse表现为系统性偏低,偏低量随气块温湿的增加而增大.相应地,采用Bolton公式计算θse所得到的SI之精度最高,与查表值703个算例之间的平均绝对误差仅0.45℃,李任承公式效果与之接近;而传统的Rossby公式相应的平均绝对误差为0.66℃.与前人的SI算例对比表明,本方案计算精度得到进一步提高,在预报业务中具有一定实用价值.