大气环流模式

根据基本的物理定律（牛顿运动定律、质量守恒定律和热力学第一定律）而构造的用来研究模拟大气环流基本性质或预测其未来状态变化的一套流体力学和热力学偏微分方程组和求解方案称之为大气环流模式（缩写为GCM或AGCM）。

简介

一般要模拟或预测的主要变量为水平风场、温度场、高度场‘湿度场和地面气压场，因此这套方程组包括水平运动方程（x和y方向）、静力方向、热力学方程、连续方程、状态方程和水汽变化平衡方程。由连续方程垂直积分并利用垂直边界条件，就得到地面气压变化的倾向方程。由方程组是高度非线性的，无法求得解析解，给定初边值条件，一般用数值方法就可以求解这套方程组。

基本方程

经过几十年的研究发现，各GCM模式所用的模式控制方程组已经基本定型。

物理过程

大气运动并不是孤立的，上面要接受来自太阳辐射的影响，下面与地球表面接触，这就构成了AGCM的下边界。由于地球表面凹凸不平，既有陆地，又有海洋，既有高山，又有平地，既有森林又有沙漠，还有冰雪覆盖，它们对大气的影响既有动力，又有热力的。同时由于大气自身的运动和外界的影响，又会发生凝结，产生降水，改变大气温度和湿度，因此如何处理好这些被称之为非绝热的物理过程对AGCM是至关重要的。这些物理过程主要有：（1）辐射，包括来着太阳的短波辐射和大气及地球自身放出的长波辐射；（2）凝结加热和降水，包括大尺度上升运动产生的凝结和小尺度积云对流的作用；（3）湍流扩散和地面过程，包括来自下垫面（水面和陆地表面）的摩擦、感热和蒸发潜热的计算以及大气中的湍流垂直输送过程和水平扩散；(4)地形的影响，包括大尺度地形的动力。热力作用和小尺度（次网络）地形激发的重力波在稳定层结下上传对运动的·影响。

主要特点

气候模式有多种类型，但作为气候模式系列之一的大气环流模式的主要特点是：一是能显示地模拟日天气系统的演变，而逐日天气系统的演变构成了气候的最基本分量；二是含次网络物理过程的参数化，如湿对流，湍流扩散和辐射等；三是，一般而言，应包含表面参数随时间变化的方程，但大多数模式海表面温度均取为固定的气候分布，不过，对于长期气候变化问题，常常需要考虑大气和海洋双向相互作用，海气耦合模式已成为许多研究目标。

大气环流

大气环流，一般是指具有世界规模的、大范围的大气运行现象，既包括平均状态，也包括瞬时现象，其水平尺度在数千公里以上，垂直尺度在10km以上，时间尺度在数天以上。大气大范围运动的状态。某一大范围的地区（如欧亚地区、半球、全球），某一大气层次（如对流层、平流层、中层、整个大气圈）在一个长时期（如月、季、年、多年）的大气运动的平均状态或某一个时段（如一周、梅雨期间）的大气运动的变化过程都可以称为大气环流。

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