发展了一个可分辨大气临近空间且采用谱元数值计算技术的大气数值模式SEMANS(Spectral Element Model with Atmospheric Near Space resolved),并对模式模拟能力进行检验.数值模式采用立方体球面投影坐标,每个投影面分解为81个局地元,在元内利用8次Gauss-Lobatto-Legendre插值多项式对变量进行谱离散;模式大气在铅直方向分为66层,大气顶气压取为4.5×10^-6 hPa.进行了10年积分试验,利用ECMWF(European Center for Medium-Range Weather Forecasts)ERA-Interim再分析数据集和COSPAR(Committee on Space Research)国际参考大气1986对SEMANS模拟结果进行初步检验.结果表明,模式模拟出30 hPa等压面上北半球纬向2波特征及南半球纬向1波特征;模式能模拟出100 hPa和0.001 hPa等压面附近的低温区及1 hPa等压面附近和0.0001 hPa等压面高度之上的高温区;模式还模拟出0.001 hPa等压面高度以下1月及7月纬向平均纬向风随高度分布的主要特征.

针对地图投影坐标系下的正压原始方程组,将计算区域按三角形元进行分解,在三角形元内用三角形截断的勒让德多项式的积为插值函数对变量进行谱分解,发展出区域正压谱元大气模式.采用固定边界条件,以2006年5月15日08时500 hPa位势高度和风场为初值,在勒让德多项式最高阶数为3和7这两种情形下开展0601号台风"珍珠"移动的数值模拟试验.结果表明,数值模式模拟的风压场关系合理,数值模式的实现是成功的.