四阶紧致差分格式对静力模式中垂直网格计算频散性的影响

为了说明四阶紧致差分格式在大气和海洋数值模式中的潜在价值,提出一种通用方法,推导静力线性斜压适应方程组在微分和差分情况下的频散关系,水平尺度分100 km,10 km和1 km三种情况,从频率、水平群速和垂直群速方面,对采用二阶中央差和四阶紧致差分格式情况下,非跳点网格(N网格)、Lorenz网格(L网格)、Charney-Phillips网格(CP网格)、Lorenz时间跳点网格(LTS网格)和Charney-Phillips时间跳点网格(CPTS网格)的计算特性进行比较,发现采用高精度的四阶紧致差分格式总体上可以明显减少上述三种水平尺度波动在N网格、CP网格、L网格和CPTS网格上的频率、水平群速和垂直群速误差,但对LTS网格,采用四阶紧致差分格式,会使得计算水平群速和垂直群速误差变大.     

估算大气重力波参数的垂直扰动廓线获取新方法

重力波是大气中最基本的动力过程, 估算大气重力波参数是大气动力学理论研究的重要内容之一. 针对常用曲线拟合方法获取大气垂直扰动廓线存在的固有缺陷, 本文提出了估算大气重力波参数时垂直扰动廓线获取新方法. 基于小波变换中的影响锥曲线性质, 以影响锥曲线最大值作为区分背景场和扰动场的临界值, 利用10阶ButterWorth高通滤波器对小于临界值的信号进行滤波得到扰动场. 对实际大气过程高时空分辨率模拟纬向风和经向风垂直廓 线的Morlet小波和Fourier功率谱分析表明, 本文方法获得的扰动廓线中不再包含强背景场信息, 且不会引入虚假波信号, 克服了常用多阶曲线拟合方法的缺陷, 利用该方法可以估算出合理的大气重力波参数.