地形追随坐标系下埃特尔位涡的计算

• 作者: 李政 程小平 费建芳 黄小刚
• 来源期刊: 气象学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 地形追随坐标系 Ertel位涡 计算误差
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1011-1026
• 页数: 16页
• 分类号: P435
• 字数: 8832字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11676/qxxb2017.064

摘要

随着数值天气预报模式的日益普及以及位涡在不同天气、气候时、空尺度上的广泛应用,对采用模式输出资料计算的埃特尔(Ertel)位涡的精度提出了更高要求.将气象要素从中尺度模式普遍采用的地形追随坐标系向定义位涡的z或p坐标系的插值过程(插值法),是导致埃特尔位涡计算误差的主要原因.文中利用地形追随坐标系与z(p)坐标系的变换关系,导出了z坐标系定义的埃特尔位涡在地形追随坐标系中的表达形式,实现了直接在模式格点上计算埃特尔位涡(直接法),在提高计算精度的同时,保留了其在z坐标系中的物理意义,方便了分析与应用.为了进一步分析直接法在减少计算误差方面的作用,使用WRF模式对2016年7月发生在华北地区复杂地形背景下的一次黄淮气旋爆发过程进行了模拟,利用模式输出资料对此次天气过程中强降水时段插值法计算误差的分布进行了分析.结果表明,利用直接法计算位涡可有效减少插值法引入的计算误差,中低层均方根误差可达0.5 PVU,中高层可达0.3 PVU.将其应用到中小尺度对流性天气精细化结构的分析及气候统计研究中,可以有效减少插值法误差对结果产生的不良影响,提高计算和分析准确度.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李政	国防科技大学气象海洋学院	8	12	1.0	3.0
5	黄小刚	国防科技大学气象海洋学院	9	5	1.0	1.0
6	费建芳	国防科技大学气象海洋学院	6	7	2.0	2.0
7	程小平	国防科技大学气象海洋学院	6	5	1.0	1.0