Современные глобальные прогностические модели атмосферы, используемые в метеорологической службе Канады

Начало работы над презентацией
Конец работы над презентацией

Канадские модели атмосферы
http://www.ec.gc.ca/meteo-weather/
(Аналоги нашей климатической модели земной системы INMCM4)

Recherche en Prévision Numérique
Meteorological Research Branch (MRB)
Canadian Meteorological Centre (CMC)
Global Environmental Multiscale Model (GEM)
Находится в Дорвале (Квебек, Канада)

Развитие численного моделирования в Канаде
Tanguay, M., A, Robert, R. Laprise, 1990: A Semi-implicit Semi-Lagrangian Fully Compressible Regional Forecast Model
Полулагранжевая модель
Высота в качестве вертикальной координаты
Модель «пленочной» атмосферы
Ограниченная территория
Benoit et al., 1997: The Canadian MC2: A Semi-Lagrangian, Semi-Implicit Wideband Atmospheric Model Suited for Finescale Process Studies and Simulation – начало численных экспериментов
Предшественники GEM

Global Environmental Multiscale Model (GEM)
Сетка
Как в COSMO

Еще одна сетка

Вертикальное разрешение

Эксперименты с вертикальным разрешением

Система уравнений
Задание вертикальных координат
Уравнение движения
Уравнение притока тепла
Уравнение неразрывности
Негидростатика
Уравнение для геопотенциала
Граничные условия
Далее идет дискретизация (пространственная и временная)
Конечно-разностный метод решения системы

Параметризации
Негидростатическая модель (уровни до 10 гПа). Количество точек сетки в области интегрирования 560 х 494 (2005)
Рельеф и растительность задается на основе глобальных баз данных с высоким разрешением (Геологическая служба США)
4 типа поверхностей: земная поверхность и разного рода растительностью (Interactions between Soil-Biosphere-Atmosphere, открытая вода, морской лед, ледники и деловые щиты)
Турбулентность в граничном слое считается через коэффициенты турбулентности
Используется схема микроконденсации (Kong and Yau, 1997)
Учет гравитационных волн
A shallow convective scheme (Kuo-Transient), to represent overshooting cumulus cloud activity (see Bélair et al., 2005)
И др.

Области интегрирования
(на август 2012)

В 2016 году вся территория Канады должна быть переведена на 2.5-километровую сетку
15 ( ? )
Плотность населения

Области интегрирования GEM:
Континентальный домен (синий, шаг 15 км), региональный домен (салатовый, шаг 15 км) +
домен 2.5 км (зеленый)
Передача граничных условий от моделей с грубым разрешением моделям с более высоким разрешением – как в COSMO
Откуда берутся изначальные граничные условия (?)

Эксперименты с увеличением разрешения до 1 км:
2008 г. - 1-й эксперимент в провинции Альберта (видимо, пробный)
2010 – зимняя олимпиада/паралимпиада в Ванкувере
2014 – зимняя олимпиада/паралимпиада в Сочи
2015 – панамериканские игры в Торонто
Пороговые значения метеовеличин

Заблаговременность

http://www.ec.gc.ca/meteo-weather/
https://en.wikipedia.org/wiki/Global_Environmental_Multiscale_Model
https://www.cmascenter.org/conference/2013/abstracts/zhang_sensitivity_simulated_2013.pdf
http://www.yorku.ca/pat/research/dsills/papers/MP11/Erfani_et_al_2005.pdf
https://www.eol.ucar.edu/projects/ceop/dm/model/cmc/E_GEM_t10.pdf
http://www.newton.ac.uk/files/seminar/20120824153016001-153260.pdf
http://srnwp.met.hu/workshops/Offenbach_2013/22Milbrandt-20130514-Offenbach.pdf
http://www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/2010/15129-workshop-non-hydrostatic-modelling-global-environmental-multiscale-gem-model.pdf
Источники/Литература