σ坐标海洋模式水平压力梯度计算的高阶方法
σ坐标海洋模式由于其自身的优点，在对近岸海洋环境的模拟中有广泛的应用。但是，采用σ坐标系统的一个最大的不足就是不能很好的处理陡峭地形，容易产生较大的水平压力梯度误差。本文在Shchepetkin 等人的工作基础上，提出用五阶多项式拟合法来计算水平压力梯度误差。
利用POM 模式对理想海山的诊断和预报计算，本文比较了标准密度雅克比法、z 坐标线性插值法、四阶精度有限差分法、权重密度雅克比法、三阶多项式拟合法和五阶多项式拟合法等多种降低水平压力梯度误差的方法。从最终的结果可以看出，在诊断计算中，z 坐标线性插值法降低水平压力梯度误差的效果最好，其最大误差流速只有标准密度雅克比法的1.2％，但计算时间增加了35.7％；五阶多项式拟合法较三阶多项式拟合法也有所提高，计算得到的最大误差流速是标准密度雅克比法的28.6％，是三阶多项式拟合法的71.4％，计算时间分别增加了30.7％和18.9％。在预报计算中，五阶多项式拟合法降低水平压力梯度误差的效果最好，最大误差流速相对于标准密度雅克比法和三阶多项式拟合法分别减少了66％和17％，单位质量平均动能分别减少了94.4％和73.7％，而计算时间只是增加了26.2％和19.2％。
因此，本文提出的五阶多项式拟合法是计算水平压力梯度一种较好的方法。
水平压力;POM模式;海洋环境;梯度计算
国家海洋局第二海洋研究所
硕士
许东峰
中文
P714.3
57
2008-07-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）