在这项工作中,提出了一种称为全尺度大气模式(ASAM)的全可压缩三维非静力大气模式。采用切割单元方法将障碍物和地形纳入笛卡尔网格。离散化通过有限差分和有限体积的混合实现,并应用状态限制。概述了必要的移位和插值技术。该方法可以推广到任何其他正交网格,例如lat–long网格。线性隐式Rosenbrock时间积分方案确保了在快速声波和小单元周围的数值稳定性。对文献中的五个二维基准测试案例进行了分析,表明所述方法在守恒性和模型精度方面产生了有意义的结果。测试用例以流场或标量与切割单元交互的方式进行了部分修改。为了使该模型适用于大气问题,实现并描述了物理参数化,如Smagorinsky亚脊尺度模型、二矩体微物理方案以及使用复杂多层土壤模型的降水和地表通量。给出了理想化三维模拟的结果,其中模拟了理想化山体周围的流场以及随后的重力波生成、潜热释放、地形云和降水。
收到日期:2014年6月16日——讨论开始时间:2014年7月18日——修订日期:2015年1月19日——接受日期:2015年1月22日——发布日期:2015年2月18日