数值天气预报生产大实习

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1、生产大实习数值天气预报实验报告实验（实习）名称准地转正压模式预报实习指导教师 *系 大气科学专业 大气科学* 一、实习目的：通过准地转正压模式预报实习，加深理解所学的数值预报基本原理初步掌握制作数值天气预报的方法进一步提高数值计算、编制程序和上机操作的能力二、实习任务：补充 mf 子例行程序：计算地图放大系数，科氏参数，并分别写入文件map.txt和 f.txt 编写 abv 子例行程序：计算绝对涡度和绝对涡度平流编写 pzpt 子例行程序：用超张弛迭代法计算位势高度倾向三、实习步骤：输入 500hPa 初始位势高度场Z0 , ji; 利用下式分别计算兰伯特投影的地图放大系数mji , 和科氏

2、参数fji,；m=2/2/2/2/2 )(1kk ekk e llllaklf=2 kk ekk e llll/2/2/2/2其中地球半径a=6371km ，圆锥常数k=0.7156,le=11423.37km，是兰伯特投影映像平面上赤道到北极点的距离，l 为网格点到北极点的距离；地球自转角速度=7.292*105/s 。利用（ 11）式计算绝对涡度ji,；利用（ 24）式计算绝对涡度平流Fji,；采用超张弛迭代法求解正压涡度方程，得到位势高度倾向ji ,；时间积分，第一步采用（27）式前差格式，以后各式采用（28）式的中央差格式，由此可以预报出（ n+1） t 时刻的位势高度场Z1 ,n j

3、i;7 以 Z1 ,n ji为新的初始值，重复3 到 6 步的计算，直到做完预报的时刻为止。四、编写的程序：补充计算地图投影放大系数mm 和科氏参数 ff子程序subroutine mf(mm,ff,m0,n0) real mm(m0,n0),ff(m0,n0),vl(m0,n0) vk=0.7156 vle=11423370 va=6371000 omege=7.292e-5 vd=300000 in=-4 jn=25 do j=1,n0 do i=1,m0 vl(i,j)=sqrt(in-1+i)*vd)*2+(jn+1-j)*vd)*2) mm(i,j)=(vk*vl(i,j)/(va*

4、sqrt(1-(vle*(2/vk)-vl(i,j)*(2/vk)/(vle*(2/vk)+vl(i,j)*(2/vk)*2) ff(i,j)=2*omege*(vle*(2/vk)-vl(i,j)*(2/vk)/(vle*(2/vk)+vl(i,j)*(2/vk) enddo enddo 计算绝对涡度平流子程序subroutine abv(av,af,hh,mm,ff,m0,n0) real av(m0,n0),af(m0,n0),hh(m0,n0),mm(m0,n0),ff(m0,n0) real,parameter:d=300000,f=1.0e-4,g=9.8 integer i,j

5、do j=2,n0-1 do i=2,m0-1 av(i,j)=(g*mm(i,j)/(d*2.0*f)*(hh(i+1,j)+hh(i,j+1)+hh(i-1,j)+hh(i,j-1)-4*hh(i,j)+ff(i,j) enddo enddo do j=3,n0-2 do i=3,m0-3 af(i,j)=-0.25*(hh(i+1,j)-hh(i-1,j)*(av(i,j+1)-av(i,j-1)-(hh(i,j+1)-hh(i,j-1)*(av(i+1,j)-av(i-1,j) enddo enddo end 使用超张弛迭代法计算位势高度倾向子程序subroutine pzpt(zt,

6、af,m0,n0) parameter(rer=1.5,eps=1.0E-5) dimension rn(m0,n0),zt(m0,n0),f(m0,n0),hh(m0,n0),af(m0,n0) do i=1,m0 do j=1,n0 hh(i,j)=0.0 zt(i,j)=hh(i,j) end do end do do i=4,m0-3 do j=4,n0-3 rn(i,j)=zt(i+1,j)+zt(i,j+1)+zt(i-1,j)+zt(i,j-1)-4*zt(i,j)-af(i,j) f(i,j)=zt(i,j)+rer*rn(i,j)/4 zt(i,j)=f(i,j) end d

7、o end do m=1 n=1 do i=2,m0-1 do j=2,n0-1 if(abs(f(i,j)-f(m,n)eps) then m=i n=j end if end do end do if(abs(f(i,j)-f(m,n)eps) then exit end if end do return end subroutine 五、预报结果及分析：预报场与初始场的叠加图。虚线图为初始场，实线图为预报场分析：由图可知，130E 处的低压系统系统和100E 处的槽在未来24 小时，将略向东移动，强度都变化不大，其中低压中心将向东北移动。我国东部沿海地区受脊影响，脊前为下沉气流，东部沿海将为晴好天气，贝加尔湖西部有一个非常深的大槽位于我国西部地区上空，将输送北方冷空气。预报场与初始场之差：24 小时变高分析： 由图可知， 我国中西部大部分地区皆为正变高，我国东部和北部大部分地区为负变高，朝鲜半岛北部为正变高，远东地区，日本海附近为负变高。正变高地区天气转好，负变高地区天气转坏。