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海洋模式模拟的经圈流函数 η(x,y,t) z=0 z=-H Boussinesq近似下海表高度的计算海表高度的变化由体积守恒决定海表高度 ? 的预报方程 ‘刚盖’近似~正压流无辐散. = 0 U, V : 垂直平均(正压)流速自由面引起的表面波 H ~ 4000m → cg ~ 200 ms-1 * LASG 全球海洋模式 (1) ECCE Summer School 张学洪刘海龙 LASG/IAP/CAS 参考资料刘海龙等，2004：LASG/IAP 气候系统海洋模式(LICOM1.0)参考手册. Zhang X.H., et al., 2000: IAP Global Ocean-Atmosphere-Land System model. Semtner, A.J., 1997, J. Comp. Phys., 135, 149–153. Tomczak M., and J.S. Godfrey. 2001: Regional Oceanography: An Introduction. ? 为什么要发展海洋模式？ ? LASG 全球海洋模式简介 ? 自由面和“刚盖” 近似主要内容 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 1 5 7 9 3 Atmosphere Ocean .008916 1 2 3 Land .074074 .188615 .336077 .500000 .663923 .811385 .925926 .991084 500 680 900 25 75 125 180 255 360 1160 1455 1775 2115 2475 2850 3235 3625 4015 4405 4800 Sea Ice Sun LASG GOALS 耦合模式 (吴国雄等, 1997) TG SST ‘单独’ 大气模式的下垫面条件大气陆地海洋海、陆季节热储存能力比较 4.8×107J 20?C 1 3000 800 陆地 4.0×109J 10?C 100 1000 4000 海洋热储存温差厚度密度比热 (取自Stewart, 2004；Unit: m?kg?sec) 海温方程和海表边条件耦合气候模式中的 SST 是海气相互作用的结果; 有时，海洋环流的影响处于支配地位. 海表热平衡方程海表热通量加热 ≈ 平流、上翻、混合冷却热带太平洋年平均 SST(NCEP ODAS) Annual mean SST, Q? (Wm-2) and DTC (m) averaged over 110?-150?W, 2?S-2?N (ECT) and 160?-180?E, 2?S-2?N (EWP) 163 36 28.7 EWP 95 85 25.7 ECT DTC Q? SST DTC: Depth of ThermoCline, estimated based on 20?C isotherm NADW AABW LASG 发展全球海洋模式的目的是建立耦合气候模式进行气候研究，特别是ENSO和全球变暖的研究. LASG 全球海洋模式简介 LICOM (刘海龙等, 2004) L30T63 (金向泽等, 1999) 20层模式 (陈克明, 1994) 4 层模式 (张学洪等, 1989) OGCM LASG 全球海洋模式和耦合模式 0.5?×0.5? 1.9?×1.9? 4?×5? 4?×5? 分辨率 FGCM-1 (俞永强等, 2005) FGCM-0 (俞永强等, 2002) GOALS (吴国雄等, 1997) “2+4” (张学洪等, 1992) CGCM 分辨率的重要性 ? 赤道潜流 (EUC) ? 印度尼西亚贯穿流 (ITF) L20,L30T63,LICOM1.0 模拟的赤道潜流 NCEP ODAS LICOM1.0 L20,4×5 L30T63 LICOM1.0: 印度尼西亚贯穿流 N I 0-300m averaged temperature current (Y=21-60) (0-300m): 11.1(2.2); (0-400m): 12.8(2.3); (0-1200m): 19(2.2) LICOM： LASG/IAP Climate system Ocean Model /FGCM/index.htm 正斜压分解-耦合 (Mellor, 1993) Asselin 滤波 (Asselin, 1971) 时间积分守恒格式 (Zeng and Zhang, 1987) 差分格式 ? - 坐标 (Mesinger et al., 1975;