正压原始方程模式实习报告范本

1、1 / 13 正压原始方程模式实习报告一、实习目的与要求1.实习目的：通过正压原始方程模式的实习，加深理解该章所学的基本容；掌握当今制作数值天气预报的一般方法和主要步骤；并在数值计算、 编制程序和上机操作等方面得到进一步训练。2.实习要求： 以 1973 年 4 月 29 日 08时(时)我国东北、华北地区 500 百帕等压面位势高度场与地转风场作为初值，采用固定的水平侧边界条件， 应用正压原始方程二次守恒平流格式的模式，制作未来24 小时有限区域 500 百帕位势高度场和风场的预报，并写一份实习报告。二、模式的主要计算框图2 / 13 三、实习任务1. 编写两个子程序：五点平滑子程序，地转风

2、初值子程序2. 子程序编写完成并保证正确的前提下，做4 个数值试验：只做正平滑和做正逆平滑的对比试验；地转风子程序中不同差分格式的数值试验；是否做边界平滑的数值试验；是否做时间平滑的数值试验。四、实习程序 1、五点平滑的子程序：subroutine ssip(a,w,s,m,n,k,l) 定义五点平滑子程序3 / 13 dimension a(m,n),w(m,n) 定义数组if(l=1)then do i=2,m-1 do j=2,n-1 w(i,j)=a(i,j)+s*(a(i-1,j)+a(i+1,j)+a(i,j-1)+a(i,j+1)-4*a(i,j)/ 4.0 执行正平滑enddo

3、 enddo do i=2,m-1 do j=2,n-1 a(i,j)=w(i,j) enddo enddo return else do i=2,m-1 do j=2,n-1 w(i,j)=a(i,j)+s*(a(i-1,j)+a(i+1,j)+a(i,j-1)+a(i,j+1)-4*a(i,j)/ 4.0 执行正平滑enddo enddo do i=2,m-1 do j=2,n-1 a(i,j)=w(i,j) enddo enddo do i=2,m-1 4 / 13 do j=2,n-1 w(i,j)=a(i,j)+(-s)*(a(i-1,j)+a(i+1,j)+a(i,j-1)+a(i

4、,j+1)-4*a(i,j)/ 4.0 执行正逆平滑enddo enddo do i=2,m-1 do j=2,n-1 a(i,j)=w(i,j) enddo enddo endif return end 结束子程序2.地转风初值的子程序：subroutine cgw(ua,va,za,rm,f,d,m,n) 定义地转风子程序implicit none integer m,n,p,q,i,j 定义整型变量 m,n,p,q,i,j real ua(m,n),va(m,n),za(m,n),rm(m,n),f(m,n),d 定义数组p=m-1 q=n-1 do i=1,m 循环 x 方向上格点数u

5、a(i,1)=-rm(i,1)*9.8*(za(i,2)-za(i,1)/(f(i,1)*d) 利用公式（4.134）x 方向风速ua(i,n)=-rm(i,n)*9.8*(za(i,n)-za(i,n-1)/(f(i,n)*d) 5 / 13 do j=2,q 循环 y方向上格点数ua(i,j)=-rm(i,j)*9.8*(za(i,j+1)-za(i,j-1)/(2.0*f(i,j)*d) 利用公式（4.134）x 方向风速end do end do do j=1,n 循环 y方向上格点数va(1,j)=rm(1,j)*9.8*(za(2,j)-za(1,j)/(f(1,j)*d) 利用公

6、式（ 4.134）y 方向风速va(m,j)=rm(m,j)*9.8*(za(m,j)-za(m-1,j)/(f(m,j)*d) do i=2,p 循环 x方向上格点数va(i,j)=rm(i,j)*9.8*(za(i+1,j)-za(i-1,j)/(2.0*f(i,j)*d) 利用公式（4.134）y 方向风速end do end do end subroutine cgw 结束子程序五、结果（图形）与其分析1、30 日预报场分析初始场6 / 13 预报场7 / 13 2. 只做正平滑和做正逆平滑的对比试验：预报场：五点正逆平滑预报场：五点正平滑8 / 13 3. 地转风子程序中不同差分格式

7、的数值试验：初始场：后差地转风子程序9 / 13 初始场：前差地转风子程序10 / 13 预报场：前插地转风子程序预报场：后插地转风子程序11 / 13 预报场：无时间平滑12 / 13 预报场：无边界平滑13 / 13 结果分析：由前四图片，我们可以发现， 4 月 29日 08 时在鄂霍次克海的西岸，有一个大的低压中心，其中心强度达到5250，在贝加尔湖附近有一条大的低压槽；4 月 30日 08 时，在预报场上，鄂霍次克海西岸的低压向东移动，到达鄂霍次克海的上空，中心强度达到 5200，比 29 日加强，贝加尔湖的低压槽向南，向东移动。可能会造成一次冷空气的南下过程。用 30 日的预报场与 30 日的书本上的实况图做对比，可以看到预报场的低压中心偏北大概偏5 个纬距左右，有较大的偏差，模拟效果不是很好；但是，贝加尔湖附近的低压槽预报场与实况场非常的近似，故而模拟效果较好。 而我们需要做对中国的预报， 影响系统主要是贝加尔湖地区的低压槽影响，所以对于整个预报来说的话，这个模拟效果还是有具有比较好的参考价值。六、小结通过此次实习增强了我对fotran 语言编程和 grads绘图的熟悉以与使用， 同时也加强了对正压原始方程的了解，以与五点平滑， 与地转风的计算， 加深了对数值天气预报这门课的了解与掌握。这次学习的正压原始方程模式，在500hpa高度上，大气是正压的，