藉不可逆热力学算子技术对飓风Andrew模拟的改进

【摘要】：大气动力学控制方程组中引入水平扩散项虽属模式动力学的一个组成部分,但最初是基于计算技巧上的考虑,旨在克服非线性混淆或计算不稳定,同时光滑物理场。但从目前通用的二阶/四阶扩散算子的数学表示以及实际计算/模拟的效果看,无论线性或非线性的偶阶扩散方案均不能恰当地反映扩散的物理实质,从而影响到预报和模拟的精度。本文从扩散过程的物理耗散特性出发,藉刻画多体系统不可逆过程演变方向的热力学第二定律改进了MM5V3的水平扩散方案,通过理论分析和1992年在美国佛罗里达州登陆的飓风(Andrew)个例的计算来具体揭示新方案在改进模式模拟精度方面的潜力。