Динамико-стохастическая модель расчета полей влаги в атмосфере

• Автор: Кострыкин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 93 с. : ил

1.1 Постановка задачи
1.2 Обзор численных методов,
применяемых для решения уравнения адвекции.
1.3 Построение полулагранжевых схем
1.4 Описание полулагранжевой схемы по методу псевдочастицы
1.5 Исследование устойчивости полулагранжевых схем
и модификация схемы по методу псевдочастицы
1.6 Результаты численного тестирования.
Глава 2.Динамикостохастическая схема расчета конденсации
водяного пара
2.1 Проблемы, возникающие при моделировании процессов облакообразования в глобальных моделях атмосферы . . .
2.2 Математическая модель эволюции облачности .
2.3 Описание стохастической схемы расчета водности и облачной фракции.
2.4 Выбор функции плотности вероятности
2.5 Выбор дисперсии влагосодержаиия подсеточного масштаба
2.6 Итоговый .алгоритм расчета полей влаги в атмосфере .
Глава 3.Эксперименты с глобальными численными моделями
атмосферы
3.1 О проблеме верификации глобальных моделей атмосферы .
3.2 Описание и результаты экспериментов с глобальной моделью ОЦА ИВМ РАН и полулагранжевой схемой переноса влаги
3.3 Результаты экспериментов с глобальной моделью ОЦА ИВМ РАН со стохастической параметризацией осадков и полулагранжевой схемой переноса влаги
3.4 Результаты экспериментов с глобальной моделью среднесрочного прогноза
Заключение
Литература


Проведено исследование на устойчивость схемы МПЧ в асимптотике длинных волн. В одномерном случае показана се устойчивость, а в двухмерном ее условная устойчивость. Предложена модификация оригинального алгоритма, устойчивость которого подтверждена численными расчетами. Проведено сравнительное тестирование схемы МПЧ и других полулагранжевых схем третьего порядка на задачах одномерного переноса и твердого вращения в сферической геометрии. Во второй главе, описывается стохастическая модель расчета крупномасштабных осадков и облачности. Па основе предположения об универсальности функции распределения влгосодержаиия в облачной ячейке стационарности и однородности турбулентных процессов на масштабах ячейки, производится осреднение метеовеличин но ансамблю облаков. Такое предположение находится в хорошем согласии с данными наблюдений . В результате применения такого подхода получаются параметризационные формулы для водности, а также балла облачности. Критическим параметром в стохастическом подходе является дисперсия влагосодсржания. Бе выбор можно осуществить на основе двух подходов. Вопервых, используя некоторую модель турбулентности, можно численно решать уравнения для турбулентных потоков и находить второй момент влагосодсржания в зависимости от значений других метеовеличин. Либо можно попытаться построить параметризационные формулы для турбулентного потока влагосодержания на основе данных наблюдений за слоистыми облаками. Для получения зависимости дисперсии влагосодержання от температуры и давления был использован второй подход.