地球系统耦合模型海气系统高频变化优化垂向参数化方法

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1.一种地球系统耦合模型海气系统高频变化优化垂向参数化方法，其特征在于, 具体包括以下步骤：步骤S1，选取包含海洋模块、大气模块及相应耦合过程或耦合器的地球系统耦合模型；步骤S2，在地球系统耦合模型中进行高频海气相互作用的参数化过程，具体包括以下步骤：步骤S2-1，在海洋模块中读取大气模块中的驱动数据；步骤S22，大气模块提供的驱动数据在进入数据计算前将进行的数据处理，包括数据插值、积分；若大气模块和海洋模块的网格坐标不一致，应用包括基于三角形的线性插补法、基于三角形的三次插补法或最近邻居插补法方法进行插值，得到能够匹配的新网格坐标；步骤S2-3，当表层的热吸收超过热损失时，会出现一个分层，即为混合层；若引起分层，则进行下一步；反之，则直接退出；其判断标准为计算浮力通量：
(1)，其中，重力加速度g取值9.8 m/s，海水密度ρ取值1035 kg/m，体积比热容Cp为4×10J/ (kg•℃)，α为热膨胀系数，Qsw为短波辐射净通量，Qnsw 为非短波辐射净通量，包括潜热、感热、长波辐射，β是盐膨胀系数，S是盐度，(P-E)是淡水通量，fw(z)是深度z的短波辐射透过率，Dlev1是第一层模型网格的深度，混合层出现在Dlev1以上；233若浮力通量小于零，这代表混合层没有形成，以下步骤将不再进行；若浮力通量大于零，这代表混合层形成，继续进行下列步骤；步骤S2-4，通过大气数据判断温度剖面形态，根据天气状况，得到温度剖面参数w、w和w；123步骤S2-5，计算引发的混合层深度Ds，所有参数化过程都将在该深度之内进行；混合层深度Ds的计算公式如下：
(2)其中bulk Richardson数Ri取值0.65，I是动量通量积分, I是热量通量积分，x是与温度剖面有关系数，由以下公式计算而来：cτs1
(3)步骤S2-6，在混合层深度之内，根据温度剖面对原有温度进行诊断、调整；根据热含量守恒，第一层模型网格中的总温度的变化(∆SST)由平流项(ADV)、混合项(MIX)、短波辐射项(SW)、非短波辐射项(NSW)及冗余项(R)组成：
(4)；若混合层生成后，第一层网格中的温度变化就变成了混合层中的温度变化(∆SST)与混合层外温度变化(∆SST)之和，即：topbot
(5)由于生成混合层并没有进行热损耗，因此公式推导可知：
(6)参数化温度调整量∆SST的计算方法为：ISDP
(7)其中Isw是短波通量积分，Insw是非短波通量积分，代表在z深度时候的短波吸收率系数，x2是与温度剖面有关系数，由以下公式获得：
(8)公式的右边三项分辨代表恒温曲线、线性曲线、指数型曲线相关的项，温度剖面参数w、w和w由天气状况确定；123步骤S2-7，输出调整后的温度变化(∆SST)，并回到大气模块，进入下一步的海气耦合过程。