中文摘要：

强天气过程往往伴随着巨大的不稳定能量的积累与释放过程，本质上是非静力的。研究非静力模式中能量守恒属性并揭示它的影响，正在成为非静力模式研究新的焦点。本项目拟从大气运动的能量循环过程和作用机制角度入手，结合典型天气实例选择，利用MM5，WRF和自主发展的FNHRM等非静力模式工具，显式地描述非静力过程中潜在的不稳定能量的积累与释放过程，重点研究各种能量分量，特别是位能和潜热能的循环演变及各能量分量间转换特征及其对强烈天气过程的作用。通过提高模式分辩率，改善模式算法减小能量循环误差（FNHRM），深入探讨能量循环与相互作用机制，并通过比较静力与非静力数值模式能量循环的异同，加深对能量循环与作用机制的本质特征认识。为进一步提高数值预报的水平提供科学依据。

结论摘要：

本项目从大气运动能量转换机制入手，选择了三类典型天气实例，利用MM5静力与非静力版，WRF和自主发展的F-MODEL等工具，显式描述了非静力过程中潜在不稳定能量的积累与释放过程，重点研究了能量各分量之间的转换特征及其在强天气过程中的影响。理论与实例均表明，首先，非静力模式的能量输送和转换关系与静力相比存在明显差别，非静力过程内能与位能演变具有复杂时空结构，静力模式歪曲明显；其次，非静力模式先天优越，代替静力是未来发展新方向，F-Model的独特数值技术使其不但实现，且在国际先进水平上有新的提高；最后，保持正确的能量循环和转换关系不仅是模式设计的一个基本原则，且可能是破解强天气预报难题，尤其是局地强对流难题的一个崭新技术途径。目前，国际模式发展正处于从静力到非静力的转换时期，瓶颈在于技术实现能力。我国相比国际先进水平仍有差距，一个关键也在于数值技术落伍。我们在吸收国际先进技术基础上，自主发展的F-Model保真计算技术在疑难实例中与MM5和WRF相比，显示出一定优越性，也因此在推动模式升级换代，促进技术水平进一步提高方面体现出新的前景。项目规模所限，研究还是初步的，但结果十分令人鼓舞。