第九讲:POM模式原理与特点主讲人吕海滨主要特点•(1)是美国普林斯顿大学Blumberg和Mellor于1977年共同建立起来的一个三维斜压原始方程数值海洋模式,是应用最为广泛的海洋模式之一。主要特征为:垂直方向采用-坐标;垂直混合系数由二阶湍流闭合方案确定;水平时间差分为显式,垂直差分为隐式。模式具有自由表面,包含完整的热力学过程。采用静力近似和Boussinesq近似。•(2)湍流闭合方案即为通常所说的Mellor-Yamada模型,它能很好地模拟混合层动力性质。-坐标系对于处理有显著地形变化的海盆是非常必需的。拥有以上两点,模式就能再现真实的底边界层,而这对研究海岸水和由潮驱动的河口很重要(Oey等,1985a,b,c)。底边界层不仅关系到深水形成过程,而且与海盆斜压性的维持密切相关。•(3)采用时间分裂算法主要是为了提高模式的计算效率。海平面高度(SSH)和垂直平均速度在正压模方程中计算,而各层密度和速度通过斜压模方程来求。它们通过如下方式耦合,正压模给斜压模提供海面压力梯度,斜压模向正压模提供底摩擦应力以及水平扩散项和内压力梯度。这样,在正压模方程中也包含了斜压效应。•(4)POM是一个比较经典传统的海洋模式,其模式结构清晰,模式说明书简明扼要,模式物理过程完善,是海洋数值模式初学者学习海洋模式的首选。POM基本控制方程POM模式的垂向积分方程(外模式)POM模式流程设置POM模式采用的模态分离技术•POM模式的基本方程中,包括快速移动的外重力波和慢速移动的内重力波。从节约机时的角度考虑,可以将外部模态(垂向积分的方程)从内部模态(有垂向结构的方程)中分离出来,这种技术被称为”模态分离”,它的主要优点是以最小的机时代价,来计算自由海面的起伏。经垂向积分得到的外部模态,不能反映运动的垂向结构,但由它可以确定运动所引起的体积输运和海面起伏。外模式时间步长较短;内模式时间步长较长。外模式主要为内模式提供海面起伏;内模式为外模式提供垂直积分后的动量对流、积分密度和底应力。