第一届未来大气科学论坛

高分辨率全球模式发展受到计算资源的制约，而有限区域模式则受到侧边界条件显著影响，限制长期积分。近年来，全球模式中使用的局部加密技术，如嵌套网格，可以平衡计算成本和模式动力和物理性能。此外，从同一模式获得侧边条件和初始条件可以减少区域模式在动力学和物理过程不一致而产生的动力不平衡问题。一个具有嵌套能力的全球-区域通用动力内核有助于整合这些解决方案，并提高模式预报能力。
阴阳网格是球面准均匀网格，能够有效避免极点奇异和经纬线收缩，同时保留了经纬度正交坐标的简单结构。Li et al. (2015)在经典的阴阳网格上重建了CMA-GFS动力内核，并耦合物理包，构建了三维大气模式原型(Li et al., 2018)，但不可旋转的经典阴阳网格束缚了网格的应用便利性，阻碍了其向全球-区域一体化大气模式的发展。本文针对经典的阴阳网格进行改进，使用网格旋转算法扩展了阴阳网格在地球数值模式中的应用范围，使阴阳网格具备了全球/区域/局地加密场景下的建模能力。从算法上，本研究基于改进的阴阳网格，通过重新推导Helmholtz方程求解系数、双三次拉格朗日插值和设置吸收层，对嵌套模式和有限区域模式设置了合理的边界条件。从技术上，研发了新的多块网格并行库，实现了各网格之间的高效通讯。通过一系列理想与真实个例试验，证实了该模式的良好计算与物理性能，报告将全面介绍相关数值试验结果。
 

阴阳网格,全球区域一体化,动力框架