[发明专利]地形重力波举力参数化方法

权利要求书

1.地形重力波举力参数化方法，其特征在于：包含如下步骤，

步骤1：根据数值模式的次网格地形h(x，y)，低层大气风速U_L和大气层结N_L，计算气流经过地形的阻挡高度z_blk；

步骤2：对阻挡高度z_blk以上的次网格地形进行二维傅里叶变换，得到地形的谱分布其中K＝(k，l)为水平波数矢量；

步骤3：根据地形谱分布，计算全体波动分量的速度扰动υ′＝(u′，v′，w′)；

步骤4：从位于阻挡高度z_blk之上的第一个模式层开始，进行如下步骤处理，

步骤4.1：根据数值模式水平风场V(z_k)＝[U(z_k)，V(z_k)]，计算水平风场的方向变化Δψ(z_k)＝ψ(z_k)-ψ(z_k-1)，其中z_k为第k层模式高度，ψ(z_k)和ψ(z_k-1)分别为第k层和第k-1层模式风向；

步骤4.2：计算第k层的地形重力波举力其中ρ(z_k)为第k层模式大气密度，当模式水平风场随高度逆时针旋转时和式中取负号，当模式水平风场随高度顺时针旋转时和式中取正号；

步骤4.3：重复以上步骤，直至达到模式的顶层。

2.如权利要求1所述的地形重力波举力参数化方法，其特征在于：所述阻挡高度其中h_m为次网格地形的最大高度，Fr_c为预设的临界弗雷德数，所述Fr_c取0.5至1，低层大气风速U_L和大气层结N_L取次网格地形最大高度以下模式各层的平均值，其中大气层结计算公式为其中g为重力加速度，θ为位温。

3.如权利要求1或2所述的地形重力波举力参数化方法，其特征在于：所述波动分量的速度扰动，通过如下方式获取，

其中η(x，y，z；K_c)为波动振幅，为下标为c的水平波数矢量。

4.如权利要求3所述的地形重力波举力参数化方法，其特征在于：所述波动振幅η(x，y，z；K_c)通过如下公式进行计算

其中为垂直波数，V_zz水平风场的垂直曲率，为波动位相，为Heaviside函数，为高斯波束振幅，(σ_k，σ_l)＝G_c(Δk，Δl)为高斯波束宽度，Δk＝2π/L，Δl＝2π/L，L为模式单个网格大小，G_c为可调参数，所述G_c取值0.4至0.5，i为虚数单位，矩阵A和P以及A的行列式分别为，