半隱式半拉格朗日法在雲模式中的應用

郭廷新¹ 曾忠一^{1 2}

¹國立台灣大學大氣科學系
²中央研究院物理研究所

(中華民國八十三年八月二日收稿；中華民國八十三年八月二十三日定稿)

摘要

　　本研究的主旨是將半隱式半拉格朗日法應用到二維可壓縮的平板對稱雲模式之中，希望通過半隱式半拉格朗日法優異的表現來改善模式的效率和解析度。雲模式採用Lin et al.（1983）的雲微物理參數化格式，考慮六種水質，其中有冰晶、雪和冰雹三種冰相質點。為了防止過飽和的發生，在模式中採用Tao et al.（1989）的非疊代冰水飽和調整技術。數值模擬分成三個實驗來進行，研究結果表明，風切對積雲的結構和演變有很重要的影響，在有垂直風切的環境條件下會導致傾斜的上升氣流，使得上升氣流中的降水質點能夠落出上升氣流，不會因為降水質點的拖曳作用而減弱了上升氣流的正浮力，維持穩定持久的對流運動。傾斜的上升氣流伴隨強烈的降水過程和特殊的降水結構引發強盛的下沉氣流，這種冷空氣下沉、外流造成密度流的特性，在陣風鋒面前緣舉升暖濕空氣引發了新胞的生成。模擬實驗也表明，並不是有風切存在的環境條件下就會有這種現象發生。

關鍵詞：半隱式半拉格朗日法、雲模式