توسعه هسته دینامیکی یک مدل گردش کلی جوّ بر مبنای تاوایی پتانسیلی با الگوریتم فرابرد پربندی نیمهلاگرانژی دررو
نویسندگان
1 دانشیار، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران
2 دانشجوی دکتری هواشناسی، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران
doi
10.22059/jesphys.2013.35990چکیده
توسعه هسته دینامیکی هیدروستاتیک برای مدل گردش کلی جوّ بر مبنای تاوایی پتانسیلی با الگوریتم فرابرد پربندی نیمهلاگرانژی دررو مورد بررسی قرار میگیرد. خطیسازی معادلات بسیط با مختصه قائم تعمیمیافته حول حالت پایه ساکن امکان استخراج مُدهای قائم و استفاده از آنها برای طراحی و پیادهسازی طرحواره گامبرداری زمانی نیمهضمنی را فراهم میکند. استفاده از متغیرهای پیشیابی تاوایی پتانسیلی، واگرایی سرعت و تقریبی از واگرایی شتاب در توسعه هسته دینامیکی، مستلزم حل معادلهای بیضوی از نوع هلمهولتز پیراسته در محاسبه ضخامت فشاری لایههای ایجاد شده میان ترازهای متوالی است. استفاده از تصویر به فضای مُدهای قائم حل این معادله بیضوی را هم تسهیل میکند. در حل عددی، طرحوارههای طیفی در راستای مداری، مرتبه چهارم فشرده در راستای نصفالنهاری و نیمهضمنی با سه تراز زمانی به کار میرود. در این پژوهش، مدل ساخته شده بر مبنای تاوایی پتانسیلی در مختصه قائم تعمیمیافته و استخراج مُدهای قائم در مدل با موفقیت از عهده آزمون ناپایداری کژفشار برمیآید. در آزمون صورت گرفته با دو لایه، حالت اولیه جت متوازنی است که ناپایداری آن با یک پریشیدگی کوچک به راه میافتد. نتایج حاکی از شکلگیری و توسعه امواج کژفشار در طی 30 روز انتگرالگیری عددی برای شارش حدی با عدد فرود نزدیک یک است. آزمون موفق صورت گرفته، زمینه را برای آزمایش کامل مدل درحکم یک هسته دینامیکی در آرایشی نزدیکتر به واقعیت با تعداد زیادی لایه و برهمکُنش با سطح زیرین فراهم میکند.
