高原气象
PLATEAU METEOROLOGY
2003 Vol.22 No.2 P.97-103

相对垂直加速度和中尺度大气运动方程组

Relative Vertical Acceleration and the Mesoscale Atmospheric Motion Equations

程麟生　 冯伍虎　

摘　要：对具有强对流性质的中尺度系统运动的描写, 直接采用包含准静力假设的\%p\%坐标系或σ坐标系大气运动方程组是不精确又不合理的.因此, 必须发展更精确的非静力中尺度大气运动方程组.本文通过引入相对垂直加速度δ和通用(x, y, ζ , t) 坐标系(简称ζ坐标系), 导出了ζ坐标系中的非静力大气运动方程组.该方程组的垂直运动方程是非静力的, 相对垂直加速度δ是可预报的; 垂直加速度可由δ直接求得; 而δ既直接影响速度场、位势场、质量场和地面气压场, 还间接影响温度场.通过对通用ζ坐标系中非静力大气运动方程组的应用, 可以很容易地获得p坐标系或σ坐标系及其它垂直坐标系中的非静力大气运动方程组; 当δ为零时, 则简化为一般包含准静力假设的p坐标系或σ坐标系及其它垂直坐标系中的大气运动方程组.在一般广泛使用的p坐标系或σ坐标系大气运动方程组中, 因未考虑δ的贡献, 对一些场的预报就会产生误差, 较长时间的数值积分会使这种误差积累愈来愈大.显然, 新发展的非静力大气运动方程组考虑了δ的贡献, 从而消除了这种误差, 所以就更为精确, 也更适用于对中尺度系统运动的描写和预报.
关键词：中尺度系统; 相对垂直加速度; 通用ζ坐标系; 中尺度大气运动方程组
分类号：P445 　文献标识码：A
文章编号：1000-0534(2003)02-0097-07
基金项目：国家重点基础研究项目(G1998040900)资助
作者简介：程麟生(1936-), 男, 陕西韩城人, 教授, 博士生导师, 主要从事大气动力学和数值天气预报研究E-mail: chengls@lzu.edu.cn
作者单位：程麟生（兰州大学,大气科学系,甘肃,兰州,730000）　
　　　　　冯伍虎（兰州大学,大气科学系,甘肃,兰州,730000）　

参考文献：

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收稿日期：2002年6月3日

修稿日期：2002年9月6日

出版日期：2003年4月1日