10月10日上午,来自南京大学大气科学学院的周博闻副教授来到浙江大学,在玉泉校区第六教学楼211学术报告厅为我系师生带来了一场主题为“The Convective Boundary Layer in the Terra Incognita”的学术报告。本次报告由曹龙教授主持。
周老师本科毕业于新加坡国立大学,于美国加州大学伯克利分校获得硕士和博士学位,之后在美国劳伦斯伯克利国家研究室从事博士后研究工作。周老师主要从事关于流体力学、大涡模拟、多尺度建模、数值天气预报和湍流等方面的研究,已在国际知名期刊发表了多篇具有影响力的文章。
周博闻副教授报告会的主要内容为边界层对流模拟在未知领域的研究现状和发展。首先在报告会的开始周老师向大家介绍了“灰区”的概念,对边界层来说现有的模拟方法主要分为两种,一种是通过大网格研究,例如单个网格的大小为10km×10km,这样由于单个网格中对流云单体的数目较多,我们可以通过参数化的方式来模拟对流的产生和发展,得到较为理想的结果;另一种是通过小网格研究,例如单个网格大小为100m×100m,这样由于单个网格要小于单个对流云单体,通过物理过程同样可以很准确的模拟对流的发展。而“灰区”是介于两者之间的,同一个网格内即没有大量样本用来统计平均,又不足及通过物理过程模拟对流发展,因此在数值模拟中处于较为困难的研究方向,但同时“灰区”在各个尺度上都可能出现,对精细化的预报有着非常重要的影响(嵌套研究方式),因此具有非常重要的研究意义。
在第二部分中,周老师主要和大家探讨了“灰区”问题是由什么原因产生的。通过类比的方法得到“灰区”部分网格大小对模拟结果会产生非常重要的影响。由最基本的物理方程我们可以得到,Ra指数代表地表面受到加热时产生对流的条件,而不同中尺度下Ra的值是不同的,小尺度和大尺度则不受Ra值得影响。比较小、中、大三种尺度下模拟结果可以得到,在一阶结果下通过参数化的“灰区”模拟能较为真实的表示实际对流发展过程,而在二阶和二阶以上时“灰区”模拟会产生较大的误差,甚至会出现令人不可思议的结果。因此我们最后得到结论,“灰区”问题的产生不仅仅是数值模拟发展的问题,而是物理过程在该尺度具有非常高的复杂度造成的。
最后,周老师介绍了目前一些关于“灰区”的研究现状和方法的可行性,包括通过设置参数抑制对流的发展等,在当前情况下“灰区”问题并未得到满意的解决,还需要我们进行更多的研究,具有非常好的前景。
周老师的报告会新颖独特,深入简出,让在座师生受益匪浅。最后,周老师与大家就报告会中的内容和感兴趣的方面进行了热烈的探讨和讨论,此次学术报告会在热烈的掌声中圆满结束。
报道:段磊
图片:张含