CMG: Use of Nonlinear Analysis to Characterize the Behavior and Predictability of the Atmospheric Boundary Layer

CMG:使用非线性分析来表征大气边界层的行为和可预测性

基本信息

  • 批准号:
    0417774
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2004-09-01 至 2009-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project is an investigation of the dependence of the behavior of the atmospheric boundary layer on a variety of parameters including surface heat capacity, Rossby number, long wave radiation and heating rate, as well as the dependence of the behavior in numerical models on vertical discretization. The approach used is that of a numerical bifurcation analysis of the one-dimensional system of partial differential equations that describe the atmospheric boundary layer and a comparison of the results to integrations of horizontally homogeneous implementations of MM5 or WRF. The approach to be used will be similar to that used by one of the investigators to look at the role of geostrophic wind and roughness length as bifurcation parameters. On the mathematical side, the project will apply and extend research on the use of sub-space projection to extend continuation schemes for large systems. Some of the bifurcation analysis tools developed will be useful in other atmospheric and oceanic studies. One consequence of this work should be a better understanding of the nonlinear behavior of the atmospheric boundary layer which can then be incorprated into numerical weather prediction models to produce more accurate predictions of surface temperatures, especially at night.
该项目研究大气边界层行为对各种参数的依赖性,包括表面热容、罗斯贝数、长波辐射和加热速率,以及数值模型中的行为对垂直离散化的依赖性。 所使用的方法是对描述大气边界层的一维偏微分方程组进行数值分岔分析,并将结果与​​ MM5 或 WRF 的水平均匀实现的积分进行比较。 所使用的方法类似于一位研究人员使用的方法来研究地转风和粗糙度长度作为分叉参数的作用。 在数学方面,该项目将应用和扩展子空间投影的研究,以扩展大型系统的延续方案。 开发的一些分叉分析工具将在其他大气和海洋研究中有用。 这项工作的一个结果应该是更好地理解大气边界层的非线性行为,然后将其纳入数值天气预报模型中,以产生更准确的表面温度预测,尤其是在夜间。

项目成果

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