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Interaktive Kopplung zwischen dem dynamischen Modell und dem chemischen Transportmodell im Rahmen des globalen dreidimensionalen Modells der mittleren Atmosphäre COMMA-IAP

中层大气全球三维模型COMMA-IAP背景下动力学模型与化学输运模型的交互耦合

基本信息

批准号：
5443773
负责人：
Privatdozent Dr. Gerd Sonnemann
金额：
--
依托单位：
Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik (IAP)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2005
资助国家：
德国
起止时间：
2004-12-31 至 2010-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5443773?language=en
关键词：
Interaktive Kopplung zwischen dem dynamischen

项目摘要

Das globale dreidimensionale dynamische Kölner Modell der mittleren Atmosphäre, COMMA, wurde mit einem im Rahmen einer DFG-Förderung an unserem Institut entwickelten chemischen Transportmodell, CTM, gekoppelt. Das CTM benutzt dabei die vom COMMA berechneten dynamischen Felder der Windkomponenten, der Temperatur und des Drucks. Das dynamische Modell selbst verwendet aber nur zuvor berechnete Felder der für die Dynamik relevanten Spurenstoffe O3, CO2, O, H2O, NO und der chemischen Heizungsraten. Im CTM werden fest nur von der Höhe und dem solaren Zenitwinkel abhängige Dissoziationsraten genutzt. Dies war bislang weitgehend der Stand der Forschung, aber es gibt zunehmend Tendenzen zu einer verstärkten interaktiven Kopplung verschiedener Codes innerhalb der komplexen Modelle. Das nunmehr COMMA-IAP genannte gekoppelte Modell konnte in den vergangenen Jahren schrittweise verbessert werden. Es ist insbesondere geeignet, die Mesosphäre und den erweiterten Mesopausenbereich zu untersuchen. Dieser atmosphärische Höhenbereich ist der Forschungsschwerpunkt an unserem Institut, womit die Verbesserung der Modellierung eine wesentliche Unterstützung der experimentellen Untersuchungen darstellt.Insbesondere die Implementierung eines quasi diffusionsfreien advektiven Transportalgorithmus im Chemiecode führte dazu, dass das Modell die wesentlichen globalen Verteilungsmuster der Spurenstoffe wiedergab. Ein weiterer Entwicklungsfortschritt ist nunmehr nur möglich und notwendig auf der Basis einer interaktiven Kopplung der einzelnen Programmcodes. Im ersten Arbeitsschritt soll der chemische Code der Stratosphäre verbessert und ein Plasmacode eingebaut werden. Im zweiten Schritt muss die Rückkopplung zwischen den Dissoziations- und Ionisationsraten und der Ozone- und O2-Verteilung bearbeitet werden. Im dritten und wichtigsten Arbeitsschritt werden die aktuellen Spurenstofffelder, die im dynamischen Modell die Erwärmungs- und Abkühlungsraten bestimmen, dort zeitsimultan genutzt. Eine grundsätzliche Aufgabe besteht darin, die bei interaktiven Modellläufen mit positiven Rückkopplungen auftretenden Instabilitäten in den Griff zu bekommen. Die Programmierung muss so gestaltet werden, z.B. durch Parallelisierung, dass die Rechenzeit in vertretbaren Relationen bleibt. Im letzten Schritt schließlich werden auf der Basis des neuen Modells spezielle geophysikalsiche Untersuchungen im Verbund mit den am Institut bearbeiteten Fragen durchgeführt.

COMA是一个全球三维动力学模型，由一个DFG-Förderung的拉曼实验室和一个化学运输模型CTM研究所共同开发。CTM可以从COMMA获得风组件、温度和压力的动态特性。该动力学模型仅适用于与O3、CO2、O、H2O、NO和化学反应相关的动力学。在CTM韦尔登只有一个地方，泽尼特温克尔的太阳能电池板被广泛使用。Dies war bislang weitgehend der Forschung，aber es gibt zunehmend Tendenzen zu einer verstärkten interaktiven Kopplung versedener Codes innerhalb der komplexen Modelle.这一新的COMMA-IAP模块在过去几年里一直被韦尔登使用。这是一个很好的方法，它可以使中世火山和中世火山更好地发育。这一大气环境的概念是我们研究所的一个研究中心，它对模型的描述是一个实验研究的结果。在实施一个在化学编码中的准扩散自由的运输模型时，模型是一个全球性的Spurenstoffe模型。Ein weiterer Entwicklungsfortschritt ist nunmehr努尔möglich and notwendig auf der Basis einer interaktiven Kopplung der einzelnen Programmcodes.第一次工作是根据平流层化学规范编写的，并编写了一个等离子体器件韦尔登。在第二阶段，Schritt必须使溶解和电离率以及臭氧和O2的垂直分布韦尔登保持平衡。在驱动和wichtigsten Arbeitsschritt韦尔登该aktuellen Spurenstofffelder，该im dynamischen Modell该Erwärmungs-和Abkühlungsraten bestimmen，dort zeitsimultan genutzt。一个grundsätzliche Aufgabe besteht darin，die bei interaktiven Modellläufen mit positiven Rückkopplungen auftretenden Instabilitäten in den Griff zu bekommen.《程序设计》必须这样完成韦尔登，z.B.在这一过程中，他们的反应是不稳定的。在Fragen研究所的Verbund研究中，我让Schritt韦尔登在新的地球物理学模型基础上进行了研究。