Sigma koordinat sistemi - Sigma coordinate system

Atmosferin enine kesiti arazi gösterilen bir sigma koordinat gösterimi ile. Mezoskale modeller, burada gösterilene benzer temsiller kullanarak atmosferi dikey olarak böler.

sigma koordinat sistemi hesaplama modellerinde kullanılan ortak bir koordinat sistemidir oşinografi, meteoroloji ve diğer alanlar akışkan dinamiği alakalı.[1] Bu koordinat sistemi adını bağımsız değişkenden alır temsil etmek için kullanılır ölçekli basınç seviyesi.

Sigma koordinat sistemi kullanan modeller arasında Princeton Okyanus Modeli (POM),[2] REgioNal Raf denizleri (COHERENS) için Çiftleştirilmiş Hidrodinamik Ekolojik model[1], ECMWF Entegre Tahmin Sistemi ve çeşitli diğer sayısal hava tahmini modeller.

Açıklama

Yükseklikte basınç yüzey basıncı ile ölçeklenebilir veya daha seyrek olarak tanımlanan alanın tepesindeki basınçla .[3] Ölçek referansındaki sigma değeri, tanım 1 gereğidir: yani, yüzey ölçekli ise, .

Bir sigma koordinat sisteminde, sigma ölçeği eşit olarak bölünürse, yüzeydeki her noktada, bu noktanın üzerindeki her yatay katman, metre cinsinden her bir sonraki daha yüksek eşit sigma kalınlığındaki katman olarak olmasına rağmen, sigma açısından aynı kalınlığa sahiptir. öncekinden daha kalındır. Her katmanın sigma kalınlığı yüzey yüksekliğiyle azalır, sigma düzeyleri toplam dikey aralık azaldıkça birlikte (metre cinsinden) sıkıştırılır.

Sigma koordinat sistemi, sigma yüzeylerinin model araziyi takip etmesine izin verir; Arazinin keskin eğimli olduğu yerlerde sigma yüzeyleri de öyle. Bu, sıcaklık gibi sürekli alanların modeldeki en alt katmanlarda özellikle düzgün bir şekilde temsil edilmesini sağlar. Ayrıca, atmosferdeki yoğunluğun üstel olarak azalan doğası ile sigma koordinatları, yüzeye yakın daha büyük bir dikey çözünürlük (metre cinsinden) sağlar. Koordinat yüzeylerinin eğimli doğası, basınç gradyan kuvvetinin ilave enterpolasyonunu gerektirir ve arazinin yumuşatılması, genellikle arazinin gerçek sınırlarının ötesine uzanmasına neden olabilir.

Sigma koordinat melezleri

Hibrit sigma basıncı

Bazı atmosferik modeller, alttaki (araziyi takip eden) sigma cinsinden katmanları birleştiren bir hibrit sigma-basınç koordinat şeması kullanır. izobarik (basınçla ifade edilen) katmanlar havada. İzobarik üst tabakalar genellikle sayısal olarak daha çekilebilirdir (daha düz olduğundan) ve özellikle ışıma aktarımı hesaplamalar (için önemli asimile etme uydu ışıma gözlemleri ). Bazı modellerde (örneğin, 2009 NAM) altta saf bir sigma alanı ve üzerinde tüm katmanların tam olarak izobarik olduğu sabit bir geçiş seviyesi vardır. Diğer modeller (örneğin, GFS) kademeli olarak sigma'dan izobarik'e geçiş yapar.

Hibrit sigma yoğunluğu

Bazı oşinografik modeller, benzer şekilde geçiş yapan koordinatları kullanır. yoğunluk (izopiknik ) sığ olarak sigma koordinatlarına kıyı şeridi bölgeler[4].

Referanslar

  1. ^ Janjic, Zavisa; Gall, Robert; Pyle, Matthew E. (Şubat 2010). "NMM Çözücü için Bilimsel Belgeler" (PDF). Ulusal Atmosferik Araştırma Merkezi. sayfa 12–13. Arşivlenen orijinal (PDF) 2011-08-23 tarihinde. Alındı 2011-01-03.
  2. ^ Princeton Okyanus Modeli, Atmosfer ve Okyanus Bilimleri Programı (AOS), Princeton Üniversitesi, arşivlenmiştir. orijinal 2010-07-02 tarihinde, alındı 2010-11-13
  3. ^ Pielke Roger A. (2002). Mezoskale Meteorolojik Modelleme. Akademik Basın. pp.131 –132. ISBN  0-12-554766-8.
  4. ^ "HYCOM". hycom.org. Alındı 2018-10-17.