中尺度模式的運作(3)

(A) 非靜力平衡模式

大多數的NWP模式中，都是假設 hydrostatic，但如同先前所述，中尺度系統是屬於 non-hydrostatic，因此中尺度模式都必須套用這樣的概念。

當系統或是現象的特徵尺度近似於其高度時，Non-hydrostatic 過程變得非常重要，此時浮力的作用變得很重要，因此，預報出浮力驅動的垂直速度，是中尺度模式的重要工作，相反的，hydrostatic 模型只能用診斷的方式獲得垂直運動。

使用高解析度的 Non-hydrostatic 模型預報垂直運動可以由下圖說明:

可以知道，垂直運動是來自於平流項、浮力項、氣壓梯度力與降水粒子拖曳力組成，這意味著，Non-hydrostatic 模型可以解析雲與降水過程的細節，但同時也可能蘊含巨大的誤差。

(B) 參數化

不管是解析度多高的模式，都無法解析單一網格內的現象，如下圖所示，在非常局部且複雜的障礙物上，產生出許多擾動與渦流，我們只能用某一種方式來描述這種非常小尺度的運動或是摩擦效應，這種描述方法稱為參數化。

近地表的物理過程、輻射傳遞或是雲微物理...等，都必須經由參數化來描述，原因有3:

1.  這些現象尺度太小，計算機資源不足以直接對他們計算。
2. 現在仍沒有辦法很好的用物理方法描述這些現象
3. 這些物理過程對於模式的影響很重要

下圖說明了對流參數化的主要內容，請注意，參數化法並不能預報降水，僅能描述其中的物理過程。

下圖再一次說明了許多物理過程都是在網格內發生，因此參數化法對於中尺度模式非常重要，因為許多物理過程都會影響到中尺度的天氣系統。
不幸的是，參數化法之間會彼此影響，使得預報誤差的來源難以追蹤。