The non‐conservation of potential vorticity by a dynamical core compared with the effects of parametrized physical processes
The non‐conservation of potential vorticity by a dynamical core compared with the effects of parametrized physical processes
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与参数化物理过程的影响相比，动力核心的位涡不守恒
DOI：
10.1002/qj.2729
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发表时间：
2016
影响因子：
8.9
通讯作者：
S. Gray
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
L. Saffin;J. Methven;S. Gray
大气的数值模型结合了一个动力核心，它近似于绝热、无摩擦的流体动力学控制方程的解，与其他物理过程的参数化产生的趋势。由于位涡（PV）在绝热、无摩擦的情况下随流体流动而守恒，因此可以通过累积空气-质量-相对框架中的PV变化来隔离非保守过程的影响。这种“PV示踪技术”用于分别累积在大气数值模型中表示的每种不同的非保守过程对PV的影响。动态核心并不完全是保守的，因为它们显式或隐式地引入了某种程度的耗散和调整，从而对PV起作用。本文将PV示踪剂技术扩展到诊断动力学核PV非守恒的累积效应及其与参数化物理过程PV修饰相关的特征。
Numerical models of the atmosphere combine a dynamical core, which approximates solutions to the adiabatic, frictionless governing equations for fluid dynamics, with tendencies arising from the parametrization of other physical processes. Since potential vorticity (PV) is conserved following fluid flow in adiabatic, frictionless circumstances, it is possible to isolate the effects of non‐conservative processes by accumulating PV changes in an air‐mass‐relative framework. This ‘PV tracer technique’ is used to accumulate separately the effects on PV of each of the different non‐conservative processes represented in a numerical model of the atmosphere. Dynamical cores are not exactly conservative because they introduce, explicitly or implicitly, some level of dissipation and adjustment of prognostic model variables which acts to modify PV. Here, the PV tracers technique is extended to diagnose the cumulative effect of the non‐conservation of PV by a dynamical core and its characteristics relative to the PV modification by parametrized physical processes.
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