平行化台灣多重尺度海洋環流模式

簡睦樺

國立台灣大學大氣科學研究所

摘要

　　平行化台灣海洋環流模式(Parallel Domain-decomposed Taiwan Multi-scale Community Ocean Model, PD-TIMCOM)是希望研發海洋環流模式具有高效率且可攜性強的特，同時又能模擬不同邊界條件對海洋環流所造成的影響和不同時間尺度之海洋環流特徵。其中本研究特別關注的時間尺度在數天內海洋的亂流到時間尺度達數十年的溫鹽環流，以及不同時間尺度海洋環流間的交互作用。模式中使用兩種不同的平行演算法來解決計算流力模式中需要較多時間的壓力方程，其一為直接算法的誤差向量修正法(Stabuluzed Error Vector Propagating, SEVP)，和加入預先條件(Precondintioning)的穩定雙共厄梯度法(Bi-Cojugate Gradient Stabilized method, BiCGSTAB)，此兩種方法在平行網格分割上所減少計算時記憶體的使用量和提升計算效率皆有顯著的成效，因此模式可以執行渦解(eddy-resolving)解析度之實驗，並且可以提供氣候模式足夠的海洋邊界條件。在本篇研究當中，所展示的成果是以1/4度渦保(eddy-premitting)解析度的實驗結果。結果顯示模式可以模擬出海洋中長時間尺度的溫鹽環流特徵；也可以模擬出和衛星觀測相近的海表面溫度分布、海表面高度分部和海表面高度距平等特徵；也可以模擬出西方邊界流的特徵，其中西北太平黑潮的路徑特徵及其延伸流域的渦流等的模擬也相當接近衛星觀測的結果。

關鍵字：全球海洋環流模式、平行網格分割、矩陣解法