数值天气预报生产大实习.doc

生产大实习 数值天气预报 实验报告 实验（实习）名称 准地转正压模式预报实习 指导教师************ 系 大气科学 专业 大气科学 ************************************** 一、实习目的： ①通过准地转正压模式预报实习，加深理解所学的数值预报基本原理 ②初步掌握制作数值天气预报的方法 ③进一步提高数值计算、编制程序和上机操作的能力 二、实习任务： ①补充mf子例行程序：计算地图放大系数，科氏参数，并分别写入文件map.txt和f.txt ②编写abv子例行程序：计算绝对涡度和绝对涡度平流 ③编写pzpt子例行程序：用超张弛迭代法计算位势高度倾向 三、实习步骤： ①输入500hPa初始位势高度场Z; ②利用下式分别计算兰伯特投影的地图放大系数m和科氏参数f； m= f=2Ω 其中地球半径a=6371km，圆锥常数k=0.7156,le=11423.37km，是兰伯特投影映像平面上赤道到北极点的距离，l为网格点到北极点的距离；地球自转角速度Ω=7.292*10/s。 ③利用（11）式计算绝对涡度η； ④利用（24）式计算绝对涡度平流F； ⑤采用超张弛迭代法求解正压涡度方程，得到位势高度倾向χ； ⑥时间积分，第一步采用（27）式前差格式，以后各式采用（28）式的中央差格式，由此可以预报出（n+1）△t时刻的位势高度场Z;7 以Z为新的初始值，重复3到6步的计算，直到做完预报的时刻为止。 四、编写的程序： ①补充计算地图投影放大系数mm 和科氏参数 ff子程序 subroutine mf(mm,ff,m0,n0) real mm(m0,n0),ff(m0,n0),vl(m0,n0) vk=0.7156 vle va=6371000 omege=7.292e-5 vd=300000 in=-4 jn=25 do j=1,n0 do i=1,m0 vl(i,j)=sqrt(((in-1+i)*vd)**2+((jn+1-j)*vd)**2) mm(i,j)=(vk*vl(i,j))/(va*sqrt(1-((vle**(2/vk)-vl(i,j)**(2/vk))/(vle**(2/vk)+vl(i,j)**(2/vk)))**2)) ff(i,j)=2*omege*((vle**(2/vk)-vl(i,j)**(2/vk))/(vle**(2/vk)+vl(i,j)**(2/vk))) enddo enddo ②计算绝对涡度平流子程序 subroutine abv(av,af,hh,mm,ff,m0,n0) real av(m0,n0),af(m0,n0),hh(m0,n0),mm(m0,n0),ff(m0,n0) real,parameter::d=300000,f=1.0e-4,g=9.8 integer i,j do j=2,n0-1 do i=2,m0-1 av(i,j)=(g*mm(i,j))/(d**2.0*f)*(hh(i+1,j)+hh(i,j+1)+hh(i-1,j)+hh(i,j-1)-4*hh(i,j))+ff(i,j) enddo enddo do j=3,n0-2 do i=3,m0-3 af(i,j)=-0.25*((hh(i+1,j)-hh(i-1,j))*(av(i,j+1)-av(i,j-1))-(hh(i,j+1)-hh(i,j-1))*(av(i+1,j)-av(i-1,j))) enddo enddo end ③使用超张弛迭代法计算位势高度倾向子程序 subroutine pzpt(zt,af,m0,n0) parameter(rer=1.5,eps=1.0E-5) dimension rn(m0,n0),zt(m0,n0),f(m0,n0),hh(m0,n0),af(m0,n0) do i=1,m0 do j=1,n0 hh(i,j)=0.0 zt(i,j)=hh(i,j) end do end do do i=4,m0-3 do j=4,n0-3 rn(i,j)=zt(i+1,j)+zt(i,j+1)+zt(i-1,j)+zt(i,j-1)-4*zt(i,j)-af(i,j) f(i,j)=zt(i,j)+rer*rn(i,j)/4 zt(i,j)=f(i,j) end do end do m=1 n=1 do i=2,m0-1 do j=2,n0-1 if(abs(f(i,j)-f(m,n))eps) then m