国家气候中心新一代海洋模式简介
摘要
国家气候中心新一代海洋模式MOM4/BCC_OGCM_L40是在MOM4基础上建立的全球海洋模式。水平分辨率:1x1/3~1°,(10N-10S:1/3°):格点型式:3极。北半球设2极点,分别位于80E和100W,65N大陆上。垂直共40层,0-200m,每层10m;200-5600m,层厚10~530m。模式垂直格点由1/10°地形资料制作,对模式不能分辨的重要海峡(如台湾海峡,Makassar Strait等)作了特别处理。 海洋物理过程主要特点有: (1)非包辛尼克(non-boussinesq)近似取代刚盖近似(Greatbatch,2002),使模式的运动学、动力学和物理学都建立在质量守恒框架的基础上,代替传统的体积守恒。使模式预报的海面高度更精确。 (2)显式自由面:外模态的解作为显式自由面的一个变量。模式顶层格点元的体积依赖于时间,故可考虑淡水输入守恒。 (3)对tracer采用更合理细致的倾斜扩散方案(Griffies et al,1998),扩散依赖于洋流的深度积分特性(涡动增长率和Rossby变形半径)。 (4)采用更精确的状态方程计算密度(McDougall et al.,2003)。模式中的密度,作为格点上的位温、盐度和压力的函数计算,此压力包括大气压力和海洋自由而内的压力。表而压力的计算是用局地表面海洋密度而不是用为常数的包辛尼克密度。 对此模式已进行了1000多年的气候积分和47年(1958—2004)的年际一年代际变率模拟试验。结果表明: (1)模式分辨率较高,物理过程比较完善;模块化结构,便于改进和发展;并行化,运算时效提高(在IBM1600上,用48个处理器,效率为1.76小时,模式年)。 (2)长期气候积分1000年以上,计算稳定,模式气候态接近观测。与大气模式耦和,可用于气候变化评估预测试验研究。 (3)用1958-2004年大气强迫场进行的年际变化模拟试验表明,模式对ENSO和印度洋偶极子事件模拟比较好,可用于季节到年际气候预测试验。 (4)模式仍有缺欠,如热带东太平洋冷舌虽有明显改进但还偏强;nino1+2温度偏高,指数max稍弱:Nono34温度偏低,指数max偏强。物理过程和通量计算等也有待进一步改进。 海洋地球生物化学过程需合理构建和逐步完善。