中文摘要：

本项目通过理想场分析发现现有模式中天气尺度的气压梯度力算法在陡峭地形附近都存在较大计算误差，在中尺度理想场典型参数设置下广泛采用的Corby方案计算的气压梯度力误差最小，精度为10-4 m/s2，不能满足中尺度数值模式发展要求且其气压梯度力算法也不收敛。项目提出了基于静力方程订正的气压回插法来改进气压梯度力的计算方法，研究表明1）改进的气压梯度力算法比Corby方案的计算精度有较大提高，在典型中尺度模式参数设置下计算精度可达10-6 m/s2。2）改进的气压梯度力算法是收敛的，即模式的垂直分辨率提高时，水平气压梯度力计算误差将快速减小。3）要提高计算精度应同时考虑提高模式的水平分辨率和垂直分辨率，使来自水平差分近似的截断误差和垂直方向上静力方程的截断误差基本相当，得到水平与垂直分辨率基本协调的模式参数（例如水平分辨率为5公里时，模式垂直层应在100左右）。同时应考虑使用滤波处理的地形和模式高层使用几何高度坐标来减小气压梯度力计算误差。项目将改进的气压梯度力计算方案运用到非静力完全弹性模式动力框架中，通过陡峭地形试验分析其试验效果，显示采用新气压梯度力计算方法可望得到比较好的模拟精度。