正压原始方程模式实习报告.docx
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正压原始方程模式实习报告
正压原始方程模式实习报告
正压原始方程模式实习报告
一、实习目的与要求
1.实习目的：
通过正压原始方程模式的实习，加深理解该章所学的基本内容；掌握当今制作数值天气预报的一般方法和主要步骤；并在数值计算、编制程序和上机操作等方面得到进一步训练。
2.实习要求：
以1973年4月29日08时（北京时）我国东北、华北地区500百帕等压面位势高度场及地转风场作为初值，采用固定的水平侧边界条件，应用正压原始方程二次守恒平流格式的模式，制作未来24小时有限区域500百帕位势高度场和风场的预报，并写一份实习报告。
二、模式的主要计算框图
doi=2,m-1
doj=2,n-1
w（i,j）=a（i,j）+（-s）*（a（i-1,j）+a（i+1,j）+a（i,j-1）+a（i,j+1）-4*a（i,j））/4.0执行正逆平滑
enddo
enddo
doi=2,m-1
doj=2,n-1
a（i,j）=w（i,j）
enddo
enddo
endif
return
end结束子程序
2.地转风初值的子程序：
subroutine cgw（ua,va,za,rm,f,d,m,n）定义地转风子程序
implicit none
integer m,n,p,q,i,j 定义整型变量m,n,p,q,i,j
real ua（m,n）,va（m,n）,za（m,n）,rm（m,n）,f（m,n）,d 定义数组
p=m-1
q=n-1
do i=1,m 循环x方向上格点数
ua（i,1）=-rm（i,1）*9.8*（za（i,2）-za（i,1））/（f（i,1）*d） 利用公式（4.134）x方向风速
ua（i,n）=-rm（i,n）*9.8*（za（i,n）-za（i,n-1））/（f（i,n）*d）
do j=2,q 循环y方向上格点数
ua（i,j）=-rm（i,j）*9.8*（za（i,j+1）-za（i,j-1））/（2.0*f（i,j）*d） 利用公式（4.134）x方向风速
end do
end do
do j=1,n循环y方向上格点数
va（1,j）=rm（1,j）*9.8*（za（2,j）-za（1,j））/（f（1,j）*d） 利用公式（4.134）y方向风速
va（m,j）=rm（m,j）*9.8*（za（m,j）-za（m-1,j））/（f（m,j）*d）
do i=2,p 循环x方向上格点数
va（i,j）=rm（i,j）*9.8*（za（i+1,j）-za（i-1,j））/（2.0*f（i,j）*d） 利用公式（4.134）y方向风速
end do
end do
end subroutine cgw结束子程序
五、结果（图形）及其分析
1、30日预报场分析
初始场
预报场
2.只做正平滑和做正逆平滑的对比试验：
预报场：
五点正逆平滑
预报场：
五点正平滑
3.地转风子程序中不同差分格式的数值试验：
初始场：
后差地转风子程序
初始场：
前差地转风子程序
预报场：
前插地转风子程序
预报场：
后插地转风子程序
预报场：
无时间平滑
预报场：
无边界平滑
结果分析：
由前四张图片，我们可以发现，4月29日08时在鄂霍次克海的西岸，有一个大的低压中心，其中心强度达到5250，在贝加尔湖附近有一条大的低压槽；4月30日08时，在预报场上，鄂霍次克海西岸的低压向东移动，到达鄂霍次克海的上空，中心强度达到5200，比29日加强，贝加尔湖的低压槽向南，向东移动。
可能会造成一次冷空气的南下过程。
用30日的预报场与30日的书本上的实况图做对比，可以看到预报场的低压中心偏北大概偏5个纬距左右，有较大的偏差，模拟效果不是很好；但是，贝加尔湖附近的低压槽预报场与实况场非常的近似，故而模拟效果较好。
而我们需要做对中国的预报，影响系统主要是贝加尔湖地区的低压槽影响，所以对于整个预报来说的话，这个模拟效果还是有具有比较好的参考价值。
六、小结
通过此次实习增强了我对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始方程的了解，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。
这次学习的正压原始方程模式，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。
但是实际上大气并没有假设的这么简单，实际大气是斜压的，复杂的系统。
在如今，模式也还在发展中，还是不能够完全去解释现在大气的变化，这需要我们对大气继续努力地去探索。
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