Хоперсков А.В., Фирсов К.М., Титов А.В., Размолов А.А. Развертывание региональной климатической моделидля Юга России на основе RegCM 4.5

Рейтинг:   / 1

Подробности

Просмотров: 743

https://doi.org/10.15688/mpcm.jvolsu.2019.3.6

Александр Валентинович Хоперсков
Доктор физико-математических наук,
заведующий кафедры информационных систем и компьютерного моделирования,
Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. , Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
https://orcid.org/0000-0003-0149-7947
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация

Константин Михайлович Фирсов
Доктор физико-математических наук, профессор кафедры лазерной физики,
Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация

Александр Викторович Титов
Ассистент кафедры информационных систем и компьютерного моделирования,
Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. , Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
https://orcid.org/0000-0001-6373-9708
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация

Алексей Александрович Размолов
Аспирант,
Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация

Аннотация. В работе описан первый этап развертывания региональной климатической модели для Юга России на основе RegCM 4.5, что требует актуализации набора схем параметризации подсеточных физических процессов для заданной территории. Моделирование общей циркуляции атмосферы требует высокой скорости счета радиационных характеристик, что предполагает высокую степень параметризации уравнения переноса излучения, в частности, характеристик молекулярного поглощения. Высокая селективность молекулярного поглощения в сравнении с аэрозольным и молекулярным рассеянием в видимом и инфракрасном диапазоне спектра сильно усложняет эту проблему. Подробно описаны схемы расчетов в радиационном блоке RegCM. Показано, что ряды экспонент обеспечивают высокую степень параметризации и высокую точность расчета сопоставимую с методом line-by-line. Наши вычисления потоков длинноволнового излучения с различными версиями спектроскопической базы данных HITRAN показали, что различия между нисходящими потоками на нижней границе атмосферы для лета умеренных широт не превышали 0.1 Вт/м², а для восходящих потоков на верхней границе атмосферы — не более 0.6 Вт/м². Значения восходящего потока на верхней границе атмосферы при использовании спектроскопической базы данных HITRAN2012 дало величину 281.01 Вт/м², а для нисходящего потока — 351.16 Вт/м². Эти оценки позволяют сделать вывод о том, что современные спектроскопические базы данных обеспечивают высокую точность расчета широкополосных потоков. Для того, чтобы оценить неопределенность в потоках излучения мы использовали модель континуального поглощения паров Н₂О, которая применялась во всем длинноволновом спектральном диапазоне, за исключением окна прозрачности 830–1130 см⁻¹, где она заменялась на разработанную нами модель, основывающуюся на экспериментальных данных. Начальные и граничные условия определяются из глобальной климатической модели European Centre for Medium-Range Weather Forecast’s ERA-Interim (EIN15), а для задания температуры поверхности морей применяются данные Indian Ocean Sea Surface Temperature (IOSST). Этап верификации включает: анализ выбора вычислительной области,определение точности вертикальных профилей параметров, сравнение температурных полей с использованием данных наблюдений. Для оценки качества региональных климатических моделей мы предлагаем анализировать возможность появления особых метеорологических событий, прежде всего, связанных с сильными осадками. Такой подход представляется более надежным по сравнению с традиционным рассмотрением распределений температуры.

Ключевые слова: климатическое моделирование, региональные климатические модели, ассимиляция данных, эффективность распараллеливания.

Произведение «Развертывание региональной климатической моделидля Юга России на основе RegCM 4.5», созданное авторами по имени Хоперсков А.В., Фирсов К.М., Титов А.В., Размолов А.А., публикуется на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Цитата: Математическая физика и компьютерное моделирование. Том 22 № 3 2019, с. 67-94

Вложения:

Khoperskov A.V.pdf URL: https://mp.jvolsu.com/index.php/ru/component/attachments/download/877

473 Скачивания