正壓原始方程模式實(shí)習(xí)報(bào)告

/正壓原始方程模式實(shí)習(xí)報(bào)告一、實(shí)習(xí)目的與要求1.實(shí)習(xí)目的：通過正壓原始方程模式的實(shí)習(xí).加深理解該章所學(xué)的基本內(nèi)容；掌握當(dāng)今制作數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的一般方法和主要步驟；并在數(shù)值計(jì)算、編制程序和上機(jī)操作等方面得到進(jìn)一步訓(xùn)練。2.實(shí)習(xí)要求：以1973年4月29日08時<北京時>我國東北、華北地區(qū)500百帕等壓面位勢高度場及地轉(zhuǎn)風(fēng)場作為初值.采用固定的水平側(cè)邊界條件.應(yīng)用正壓原始方程二次守恒平流格式的模式.制作未來24小時有限區(qū)域500百帕位勢高度場和風(fēng)場的預(yù)報(bào).并寫一份實(shí)習(xí)報(bào)告。二、模式的主要計(jì)算框圖三、實(shí)習(xí)任務(wù)1.編寫兩個子程序：五點(diǎn)平滑子程序.地轉(zhuǎn)風(fēng)初值子程序2.子程序編寫完成并保證正確的前提下.做4個數(shù)值試驗(yàn)：①只做正平滑和做正逆平滑的對比試驗(yàn)；②地轉(zhuǎn)風(fēng)子程序中不同差分格式的數(shù)值試驗(yàn)；③是否做邊界平滑的數(shù)值試驗(yàn)；④是否做時間平滑的數(shù)值試驗(yàn)。四、實(shí)習(xí)程序1、五點(diǎn)平滑的子程序：subroutinessip<a,w,s,m,n,k,l>定義五點(diǎn)平滑子程序dimensiona<m,n>,w<m,n>定義數(shù)組if<l==1>thendoi=2,m-1doj=2,n-1w<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執(zhí)行正平滑enddoenddodoi=2,m-1doj=2,n-1a<i,j>=w<i,j>enddoEnddoreturnElsedoi=2,m-1doj=2,n-1w<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執(zhí)行正平滑enddoenddodoi=2,m-1doj=2,n-1a<i,j>=w<i,j>enddoenddodoi=2,m-1doj=2,n-1w<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執(zhí)行正逆平滑enddoenddodoi=2,m-1doj=2,n-1a<i,j>=w<i,j>enddoenddoendifreturnend結(jié)束子程序2.地轉(zhuǎn)風(fēng)初值的子程序：subroutinecgw<ua,va,za,rm,f,d,m,n>定義地轉(zhuǎn)風(fēng)子程序implicitnoneintegerm,n,p,q,i,j定義整型變量m,n,p,q,i,jrealua<m,n>,va<m,n>,za<m,n>,rm<m,n>,f<m,n>,d定義數(shù)組p=m-1q=n-1doi=1,m循環(huán)x方向上格點(diǎn)數(shù)ua<i,1>=-rm<i,1>*9.8*<za<i,2>-za<i,1>>/<f<i,1>*d>利用公式〔4.134x方向風(fēng)速ua<i,n>=-rm<i,n>*9.8*<za<i,n>-za<i,n-1>>/<f<i,n>*d>doj=2,q循環(huán)y方向上格點(diǎn)數(shù)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〔4.134x方向風(fēng)速enddoenddodoj=1,n循環(huán)y方向上格點(diǎn)數(shù)va<1,j>=rm<1,j>*9.8*<za<2,j>-za<1,j>>/<f<1,j>*d>利用公式〔4.134y方向風(fēng)速va<m,j>=rm<m,j>*9.8*<za<m,j>-za<m-1,j>>/<f<m,j>*d>doi=2,p循環(huán)x方向上格點(diǎn)數(shù)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〔4.134y方向風(fēng)速enddoenddoendsubroutinecgw結(jié)束子程序五、結(jié)果〔圖形及其分析1、30日預(yù)報(bào)場分析初始場預(yù)報(bào)場2.只做正平滑和做正逆平滑的對比試驗(yàn)：預(yù)報(bào)場：五點(diǎn)正逆平滑預(yù)報(bào)場：五點(diǎn)正平滑3.地轉(zhuǎn)風(fēng)子程序中不同差分格式的數(shù)值試驗(yàn)：初始場：后差地轉(zhuǎn)風(fēng)子程序初始場：前差地轉(zhuǎn)風(fēng)子程序預(yù)報(bào)場：前插地轉(zhuǎn)風(fēng)子程序預(yù)報(bào)場：后插地轉(zhuǎn)風(fēng)子程序預(yù)報(bào)場：無時間平滑預(yù)報(bào)場：無邊界平滑結(jié)果分析：由前四張圖片.我們可以發(fā)現(xiàn).4月29日08時在鄂霍次克海的西岸.有一個大的低壓中心.其中心強(qiáng)度達(dá)到5250.在貝加爾湖附近有一條大的低壓槽；4月30日08時.在預(yù)報(bào)場上.鄂霍次克海西岸的低壓向東移動.到達(dá)鄂霍次克海的上空.中心強(qiáng)度達(dá)到5200.比29日加強(qiáng).貝加爾湖的低壓槽向南.向東移動。可能會造成一次冷空氣的南下過程。用30日的預(yù)報(bào)場與30日的書本上的實(shí)況圖做對比.可以看到預(yù)報(bào)場的低壓中心偏北大概偏5個緯距左右.有較大的偏差.模擬效果不是很好；但是.貝加爾湖附近的低壓槽預(yù)報(bào)場與實(shí)況場非常的近似.故而模擬效果較好。而我們需要做對中國的預(yù)報(bào).影響系統(tǒng)主要是貝加爾湖地區(qū)的低壓槽影響.所以對于整個預(yù)報(bào)來說的話.這個模擬效果還是有具有比較好的參考價(jià)值。六、小結(jié)通過此次實(shí)習(xí)增強(qiáng)了我對Fotran語言編程和GrADS繪圖的熟悉以及使用.同時也加強(qiáng)了對正壓原始方程的了解.以及五點(diǎn)平滑.與地轉(zhuǎn)風(fēng)的計(jì)算.加深了對數(shù)值天氣預(yù)報(bào)這門課的了解與掌握。這次學(xué)習(xí)的正壓原始方程模式.在500hPa高度上