数值天气预报实习报告Word格式文档下载.docx
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次守恒平流格式的模式，制作未来24小时有限区域500hPa位势高度场和风场的预
报，并写一份实习报告。
二、模式的性能介绍
正压原始方程模式既有缓慢移动的大气长波，又包含了快速移动的重力惯性
波，因此，模式可以模拟出准地转演变和地转适应过程，比准地转模式能够更近似
地描述实际大气中的物理过程。
但存在如下问题：
1、由于模式中包含快波，为保证计算的稳定，时间步长必须取得很短，从而
使得计算量过大；
2、非线性不稳定问题突出；
3、对资料的初始化要求很高；
4、对边界条件很敏感。
三、模式的基本假定、基本方程、技术方法、计算流程等的介绍
3.1基本假定
a.大气是均匀不可压流体
b.大气处于静力平衡状态
c.上边界为自由面
d.无摩擦和绝热过程
e.正压大气
3.2基本方程
a.模式的预报方程组
运动方程:
dududu后汕八
・+〃一-+v-・+w/v+-一二0
dtexdydpdx
dvdvdv加/、伏I）八
—+UFVFWFjU+=0
dtdxdydpdy
静力学方程：
连续方程:
dudvdw八
-+=0
dxdydp
b.的地转风计算公式:
/=0,<
限S球
fij.
m「jg环
fijdx
C.五点平滑公式：
引=%++K,j+l+6+Gj-1-4月,/）
3.3技术方法
1.为了减小模式中重力惯性外波的波速，增加差分格式的计算稳定性，把连
续方程中水平散度项的系数z改为（z-zO）,并取250dagpm。
2.时间积分方案选择：
先采用欧拉-后差格式数值积分1小时，然后采用三步
法起步的时间中央差格式数值积分11小时。
3.边界采用9点空间平滑，积分12h后采用5点平滑对个要素场进行内点空
间滤波。
3.4计算流程
四、计算地转风以及五点平滑的子程序
3.1五点平滑子程序
subroutinessip（a,w,s,m,n,k,1）
dimensiona（m,n）,w（m,n）
reali,j
if（1=1）then
doi=2fm-1
doj=2,n-1
w（i,j）=a（i,j）+s*（a（i-l,j）+a（i+l,j）+a（i,j+l）+a（i,j-l））/4.0
a（i,j）=w（i,j）
enddo
else
doi=2,m-l
doj=2,n-l
w（i,j）=a（i,j）+（-s）*（a（i-l,j）+a（i+l,j）+a（i,j+l）+a（i,j-l））/4.0
endif
return
End
4.2计算地转风子程序
subroutinecgw（ua,va,za,rm,f,d,m,n）
dimensionua（m,n）,va（m,n）,za（m,n）,rm（m,n）,f（m,n）
doi=2,m-1
ua（i,j）=（-l）*rm（i,j）*9.8*（za（i,j+l）-za（i,j-1））/2/d/f（i,j）
va（i,j）=rm（i,j）*9.8*（za（i+l,j）-za（i-l,j））/2/d/f（i,j）
5、结果及其分析
4.1模式运行结果
初始资料：
1973年4月29日08时（北京时）我国东北、华北地区500hPa
等压面势高度场及地转风场（图1、2）
6）：
图1.初始风场
图2.初始位势高度场
预报的30日08时500hpa高度的风场（图3、4）和位势高度场（图5、
图3.无静力初始化的预报风场
SOOhpayubaouv.I
.
C
♦or
QSC
*0«
ioec
11CC
，3
，28
»
2SC
15OC
’3"
gr
43C
150C
40
图4.有静力初始化的预报风场
图5无静力初始化的预报位势高度场
图6有静力初始化的预报位势高度场
4.2个例分析
由初始风场和位势高度场（图1和图2）所示，在1973年4月29日08时
（北京时）在鄂霍次克海的西岸有一个低压中心，低压强度有5250,在贝加尔湖
的西侧有一个低压槽区（如图2所示）。
又根据预报的风场和位势高度场（图3、图4、图5和图6）,能看出在未来
的24小时内，低压中心主要向东移动，稍向南移（如图5、图6中箭头所示，圆
点表示29日低压中心大致所在的位置），30日08时到达鄂霍次克海上空，向东
移速约为3〜4经距/天。
强度由29号的5250加强为5200。
29日08时位于贝加尔
湖西侧的大槽向东移动，在30日08时已经移动到了贝加尔湖的东侧（如图5和图
6）o
总的来说，本次系统主要向东移动，稍向南移。
位于贝加尔湖附近的低压槽
向东移动的过程中，槽前的冷气流向南输送水汽，带来降温大风等天气，如果与暧
湿气流相遇还可能带来降水。
可以根据它的移速判断何时影响我国。
6、小结与讨论
在此次实习中，我了解了正压原始方程的预报模式的运行方法和优点缺点。
也加强了对Fotran语言编程和GrADS绘图的熟悉以及使用。
同时也加强了对正压
原是方程的了解，以及五点平滑，与地转风的计算，加深了对数值天气预报这门课
的了解与掌握。
此次接触到的正压原始方程模式，算是个比较简单的模式，由于在500hPa高
度上，大气是正压的，准地转，准静力平衡的，所以大气环流的形势比较简单、稳
定，所得结果基本与现实差距不大。
但是大气并没有假设的那样简单，大气是斜压
的，复杂的系统。
在如今，模式正在发展中，依然无法完全描述当前的大气变化趋
势，大气内部仍然有很多机制对我们而言是未知的。
这需要我们对大气继续探索，
并发展模式。
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