数值天气预报生产大实习.pdf

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：①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②初步掌握制作数值天气预报的方法③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：①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 ②编写 abv 子例行程序：计算绝对涡度和绝对涡度平流③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：①输入 500hPa 初始位势高度场Z0 , ji; ②利用下式分别计算兰伯特投影的地图放大系数mji , 和科氏参数fji,；m=2/2/2/2/2 )(1kk ekk e llllaklf=2 Ωkk 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Ω=7.292*105/s 。

③利用（ 11）式计算绝对涡度ηji,；④利用（ 24）式计算绝对涡度平流Fji,；⑤采用超张弛迭代法求解正压涡度方程，得到位势高度倾向χji ,；⑥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 ji;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：①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*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 ②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 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 ③使用超张弛迭代法计算位势高度倾向子程序subroutine pzpt(zt,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 do 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))

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。