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中小尺度过山气流的动力问题研究被引量：31: 2009年; 中小尺度地形的强迫抬升和屏障作用对大气运动有显著影响.概述性地回顾了在不同大气条件下气流经过各种中小尺度理想地形所产生的垂直传播的过山波和水平传播的背风波等现象的线性和非线性理论研究进展.分类归纳了中小尺度过山气流的各种数值实验和外场观测实验,总结了包括气流分离、重力波破碎、水跃、强下坡风、转子等在内的非线性现象及其可能联系.回顾线性理论、外场观测及数值模拟的研究表明,线性理论能刻画中小尺度过山气流的部分特征,高时空分辨率的数值模式能模拟各种非线性现象.文中指出,在理论分析中要进一步加强理想大气条件和实际天气系统特征的结合,定量地研究气流过山时地形的动力作用;在探究过山气流各种非线性现象成因和演变规律的同时,应该更多地研究这些动力现象在实际暴雨中的作用,从而改进暴雨预报.同时,在大气环流模式次网格地形波参数化方案中考虑非线性山脉波动阻力将会有更好的模拟效果.; 李艺苑王东海王斌; 关键词：过山气流动力问题

新一代火星大气模式GoPlanet-Mars V1的研制被引量：1: 2024年; 火星探测是当前国家高科技竞争力的标志,世界航天强国均研制火星大气模式,为登陆探测提供气象环境保障.本文描述了我国新一代火星大气模式(global open planetary atmospheric model for Mars,缩写GoPlanet-Mars,简称GoMars)的研制,其中的动力框架完全自主研发,具有二阶精度、能保证质量守恒.GoMars引进并耦合了美国宇航局艾姆斯研究中心的火星物理过程,具备模拟沙尘、水和CO_(2)的能力.基于我国“祝融号”、美国“维京1号、2号”的实测数据以及国际火星大气全球数据集评估了GoMars,结果表明:GoMars能成功再现3个探测器记录的火星大气独特的地表气压“两峰两谷”特征;在全球地表温度、纬向急流、极区CO_(2)冰和沙尘方面,GoMars也具备良好的模拟性能,可为我国火星探测计划实施提供新的气象环境保障手段.; 董理普业李艺苑刘鸿波刘娟娟邓世雅黄叶薇刘明宇刘帅王斌; 关键词：火星大气模式气象环境

正交地形追随坐标系中平流误差的对比分析: 2015年; 通过2组线性平流试验,分析随地形复杂度和空间分辨率增加,正交地形追随坐标系(OS坐标)中平流误差的变化.第一组试验采用3种地形,即:单峰、三峰和五峰的波状地形,第二组试验采用5种水平(垂直)分辨率,对比分析OS坐标和经典地形追随坐标系的混合版本(HS坐标)的平流误差.第一组多地形试验表明:单峰试验中,OS坐标与HS坐标的平流误差接近;三峰试验中,OS坐标的平流误差略小于HS坐标的平流误差;五峰试验中,OS坐标的平流误差远小于HS坐标的平流误差.其原因是,HS坐标生成的非正交网格,与OS坐标生成的正交网格,在五峰地形条件下差异最明显.这说明,在简单地形条件下,由于OS坐标和HS坐标的网格差异小,OS坐标减小平流误差的效果不明显,在复杂地形条件下,两者计算网格差异明显,相比HS坐标,OS坐标能显著减小平流误差.第二组多分辨率试验表明:OS坐标的平流误差始终小于HS坐标的平流误差,且垂直分辨率越高,效果越明显.两组理想试验的结果说明,OS坐标有可能减小高分辨率模式中,复杂地形区域的平流误差.; 李艺苑李锦熙王斌王斌

经典σ坐标两种方案中气压梯度计算误差的特征分析: 经典地形追随坐标系(经典σ坐标)在陡峭地形附近,存在'气压梯度力(PGF)的大项小差问题',随着模式空问分辨率不断提高,误差的影响日趋严重.为解决这种误差,Li et al.(2012)提出一种'经典σ坐标系的改进方案'...; 李艺苑王斌

地球系统模式新型高分辨率网格系统研制与应用: 2017年; 气候模式是全球变化研究的基本工具之一,网格系统是模式空间离散化的平台,其直接决定着模式的空间解析度,并与模式框架的数值算法紧密互动、影响其精度和计算效率。随着对分辨率和模拟精度需求的不断提升,传统的大气和海洋模式网格分别面临着提高稳定性、计算精度以及计算时效性等诸多挑战。基于国内外现状和前沿,针对下一代地球系统模式和气候系统模式的发展需求,设定了研制具有自主知识产权的新型网格系统的研究目标。针对大气模式高分辨率准均匀网格、嵌套网格和相关数值算法的设计,以解决传统经纬度网格的计算效率和稳定性问题为主要目标,通过高精度算法降低准均匀网格及加密网格的印记误差。针对海洋环流模式设计新型正交网格,利用共形映射构造理论这一数学领域的最新进展,缓解传统网格中计算负载不均衡、海洋陆缘区域分辨率受限等问题。进一步针对关键海气耦合区域开展大气海洋网格协同设计,并开展高分辨率下的高效并行化、支持动态负载均衡和网格加密等功能。开展新型网格在我国自主研发模式和国际典型主流模式中的模式集成和评估。通过算法开源和支撑性数据集的开放使用,以及典型分辨率下的样例网格,为高分辨率模式的构建提供有效支撑。; 徐世明陈春刚安恒斌李兴良李艺苑Wright J S夏坤王諝普业; 关键词：共形映射动态负载均衡

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李艺苑

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