E-ε 紊流閉合的多層邊界層參數化之數值研究

汪鳳如

中央氣象局資訊中心

(中華民國八十一年五月二十日收稿；中華民國八十一年七月二十七日定稿)

摘要

　　E-ε方法為一最經濟的高階（一階半）紊流閉合方法，此方法僅增加二個預報變數項TKE（紊流平均動能）和ε（紊流平均動能消散率），用以參數紊流傳遞係數。包含E-ε多層邊界層參數化方法的單點模式，分別在穩度與不穩定二種熱力環境下測試，目的在瞭解E-ε方法使用向前顯性積分格式及向後隱性積分格式，在不同時間積分間距配置下的表現。測試結果顯示，向後積分格式其間距達600秒時引起之誤差，甚至小於向前積分格式配合150秒的結果。所以對要做長時間積分的全球模式而言，E-ε方法與向後積分格式的搭配，將是一比較有效率的組合。以此搭配和600秒的間距對實際MONEX 79實驗資料做模擬，並與Holt and Raman（1988）的結果相比，其對實際邊界層特性的掌握能力是可確認的，而因為向後積分格式的數值特性所造成之低估現象，則須與其他物理過程相連結後再進一步分析。

關鍵詞：邊界層、向後積分格式、向前積分格式