IAP AGCM-4动力框架的积分方案及模式检验

以灵活性跳点格式和时间分解算法为重点,介绍了IAP(中国科学院大气物理研究所)AGCM-4的动力框架,并用R-H(Rossby-Haurwitz)波和Held-Suarez方案对框架进行了检验。结果表明:高纬灵活性跳点格式很好地保持了普通跳点格式的各种性质,未产生计算紊乱现象,可在一定程度上增大时间步长,在未采用滤波处理时增大时间步长的效果更为显著;时间分解算法,即将平流过程与适应过程分开计算,二者都采用3次非线性迭代积分方案,在N=5和N=10(N为平流过程时间步长与适应过程时间步长的比值)的情况下,可分别节省CPU时间10.7%和19.9%;R-H波检验表明,在积分的前80天,框架较好地保持了R-H4波的波形,总有效能量仅衰减0.1%,从第80天开始,风场波形开始变形和破碎,对应的动能和总能量也开始急剧衰减,至第365天,总有效能量衰减约8%,此时,风场和高度场亦变得较平直。经分析,第80天R-H波破碎的主要原因是平流项的计算误差使R-H波失稳,而其后的高度场和风场的变平直是典型的旋转适应机制;Held-Suarez方案检验也证明该框架是可靠的。