文章|第8卷第2期
https://doi.org/10.5194/gmd-8-317-2015
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2015年2月18日
模型描述文件| | 2015年2月18日

ASAM v2.7:采用笛卡尔切割单元方法的可压缩大气模型

M.Jähn先生, O.诺思, M.König先生, 沃格尔斯伯格大学

摘要。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。

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简短摘要
对全尺度大气模式(ASAM)进行了详细描述。为了将障碍物或地形结构包含在笛卡尔网格内,使用切割单元法。离散化是通过有限差分和有限体积的混合以及线性隐式Rosenbrock时间积分方案实现的。给出了理想化测试用例的结果,其中包括守恒测试以及关于模型精度的收敛性研究。