IAP九层大气环流模式

第1章 绪论

第2章 模式动力框架

2.1动力方程组的变形

2.1.1 标准层结扣除

2.1.2 坐标变换与变量替代

2.1.3 绝热无耗散大气的整体性质

2.2 空间差分方案

2.2.1 三维空间变量分布

2.2.2 有限差分算子和平均算子

2.2.3 方程组中各项的差分形式

2.2.4 差分形式的模式干动力框架及其守恒律

2.3 水汽方程的变形及数值差分

2.4 时间积分方案

2.5 平滑与滤波

2.5.1 纬向滤波器

2.5.2 平滑滤波

2.6 用R—H波检验IAP9L AGCM干动力框架

2.7 模式动力框架的特色

第3章 模式边界条件及物理过程简介

3.1 地表边界条件

3.1.1 海陆轮廓、地形高度和次网格地形偏差

3.1.2 土壤与地表要素的设置方案

3.1.3 海温及海冰的设置

3.1.4 地表粗糙度的设置

3.1.5 地表发射率及反照率的设置

3.2 模式物理过程简介

3.2.1 长波辐射的吸收

3.2.2 太阳辐射的吸收

3.2.3 吸收函数

3.2.4 地表反照率的计算

3.2.5 黑体辐射

3.2.6 对流过程

3.2.7 干对流调整

3.2.8 湿对流调整

3.2.9 浅对流过程

3.2.10 深积云对流

3.2.11 大尺度蒸发、凝结调整与降水

3.2.12 云的参数化

3.2.13 水平扩散方案

3.2.14 涡旋扩散方案

3.2.15 地形重力小拖曳

3.2.16 地面温度的预报

3.2.17 土壤体积含水量

3.2.18 稞土最大蒸

3.2.19 植被根区层总蒸腾量和植被冠层拦截降水的蒸发量

3.2.20 陆地表面感热加热通量和地表位温

3.2.21 地表总体湍流输送系数

3.2.22 近地面气层温度和水汽的计算

3.2.23 近地面风的计算

3.2.24 雪量预报

第4章 模式边界层物理过程和水平扩散方案

4.1 边界层物理过程

4.1.1 垂直涡旋扩散方案

4.1.2 Brunt—Vaisala频率的计算

4.1.3 地形重力波拖曳的参数化方案

4.1.4 浅积云对流过程

4.1.5 近地面气温和水汽的计算

4.2 陆面和水面过程

4.2.1 地表总体湍流输送系数及稳定度参数的计算

4.2.2 雪量的预报

4.2.3 地面温度的预报

4.2.4 近地面层风的计算

4.2.5 纯水面过程的参数化

4.2.6 永久性海冰和陆冰面过程的参数化

4.2.7 陆面过程的参数化

4.3 水平扩散方案

4.3.1 扩散方程

4.3.2 具体离散化方案

第5章 模式中的云和辐射过程

5.1 云的参数化

5.1.1 模式中云的分类

5.1.2 云量的预报

5.1.3 云的发射率的计算

5.2 红外辐射的计算方案

5.2.1 红外辐射中气体吸收率及发射率的计算

5.2.2 晴空大气的红外辐射通量

5.2.3 有云大气的红外辐射通量

5.2.4 大气中各种红外辐射通量

5.3 太阳辐射参数化

5.3.1 晴空大气太阳辐射

5.3.2 有云天空太阳辐射的计算

5.4 模式中的辐射加热计算

第6章 模式中的对流调整过程

6.1 干绝热对流调整过程

6.1.1 干绝热对流调整条件

6.1.2 干绝热对流调整

6.1.3 模式中干绝热对流调整的实施方案

6.2 湿绝热对流调整过程

6.2.1 湿绝热不稳定条件

6.2.2 湿绝热对流调整

第7章 大尺度蒸发凝结和积云对流参数化过程

7.1 大尺度蒸发、凝结调整

7.1.1 模式中部分热力学变量的计算方案

7.1.2 大尺度蒸发调整

7.1.3 大尺度凝结调整

7.2 积云对流参数化

7.2.1 冷云中过饱和水汽的凝华

7.2.2 积云对流参数化实施的条件

7.2.3 次云团的计算方案

7.2.4 积云对大尺度场的反馈作用

7.2.5 积云动量再分配

第8章 数学公式中的变量列表

第9章 模式子程序算法和源代码说明

9.1 模式子程序算法

9.2 FORTRAN源代码公用区“COMMON”块变量

9.3 模式源代码变量说明

第10章 模式的操作运行

10.1 模式的编译及运行环境

10.2 模式运行的初始准备

10.2.1 模式运行控制文件JOB.AGCM

10.2.2 模式初始资料文件OTP.AGCM和续启动功能

10.2.3 下边界资料文件SBC.AGCM

10.2.4 臭氧资料文件GAS.AGCM

10.3 模式的后处理

10.3.1 模式输出产品的计算

10.3.2 模式产品的绘图输出

参考文献

IAP九层大气环流模式是中科院大气物理研究所第二代格点大气环流模式，其水平分辨率为5°×4°。利用该模式可进行气候异常、低频振荡、 ENS0、季风和古气候的研究，也可用于研究温室气体对气候的影响和臭氧的变化。因该模式计算量适中，可在微机上运行，故该模式现今仍有很高的应用价值，可广泛应用于科研、教学，也可运用于气候预测业务。为此我们撰写了《IAP九层大气环流模式》，以便用户能更好利用此模式。《IAP九层大气环流模式》总共分十章，《IAP九层大气环流模式》全面详细地介绍了该模式的动力框架、各物理过程、该模式源程序的各模块说明、该模式的操作维护等，《IAP九层大气环流模式》还附以丰富的参考文献。对该模式的透彻了解，还便于掌握和运行我们新一代2．5°×2°的21层大气环流模式。

　　《IAP九层大气环流模式》可供从事气候数值模式设计和气候数值模拟及预测的有关教学、科研人员阅读，也可用作气象、海洋专业数值预报课程的教学参考书和研究生教材。