FV3(Finite-Volume Cubed-Sphere)是美国国家海洋和大气管理局(NOAA)地球流体动力学实验室(GFDL)开发的下一代全球预报系统的动力核心模型。该模型采用立方球有限体积方法,旨在提高天气预报的准确性和效率。以下是关于FV3的论文、文档和代码资源:

论文:

  1. Lin, S.-J. and Rood, R. B. (1996): “Multidimensional Flux-Form Semi-Lagrangian Transport Schemes.” Monthly Weather Review, 124(9), 2046–2070.
  2. Lin, S.-J. (2004): “A ‘Vertically Lagrangian’ Finite-Volume Dynamical Core for Global Models.” Monthly Weather Review, 132(10), 2293–2307.
  3. Putman, W. M. and Lin, S.-J. (2007): “Finite-Volume Transport on Various Cubed-Sphere Grids.” Journal of Computational Physics, 227(1), 55–78.

文档:

  1. FV3: Finite-Volume Cubed-Sphere Dynamical Core:GFDL提供的FV3模型的详细介绍,包括其发展历史、基本算法和应用等。https://www.gfdl.noaa.gov/fv3/
  2. FV3 Documentation and References:该页面汇总了FV3的科学文档、技术说明和相关参考资料,供研究人员深入了解FV3模型。https://www.gfdl.noaa.gov/fv3/fv3-documentation-and-references/

代码:
FV3的源代码在GitHub上公开,您可以通过以下链接获取:

Held, I. M., & Suarez, M. J. (1994).
A proposal for the intercomparison of the dynamical cores of atmospheric general circulation models.
Bulletin of the American Meteorological Society, 75(10), 1825–1830.
DOI:10.1175/1520-0477(1994)075<1825:APFTIO>2.0.CO;2

论文概要

这篇论文提出了一种用于评估和比较大气环流模型(GCMs)动力核心的测试方法,后来被称为 Held-Suarez 测试。测试设计为理想化的数值实验,以消除物理过程的复杂性,从而专注于模型的动力核心性能。

测试的核心思想

1.	理想化大气:采用简单的恒定强迫,忽略了许多复杂的物理过程(如湿物理和辐射),将模型的重点放在动力学上。
2.	主要物理假设:
•	干燥大气:忽略水汽及其相关的过程。
•	恒温层:对流层设定恒温分布,顶层设为恒温层。
•	辐散制约:采用线性加热与冷却强迫,模拟热量分布。
3.	用来分析的指标:
•	通过平衡态的速度场、温度分布、能量收支等指标,评估模型的动力学性能。

Held-Suarez 测试的意义

•	标准化对比工具:为不同动力核心的对比提供了统一的标准,广泛用于新型动力核心(如 FV3)的验证。
•	开发工具:帮助模型开发人员专注于改进动力学核心,而不受其他复杂物理参数化的影响。