大氣環流模式

一般要模擬或預測的主要變量為水平風場、温度場、高度場‘濕度場和地面氣壓場，因此這套方程組包括水平運動方程（x和y方向）、靜力方向、熱力學方程、連續方程、狀態方程和水汽變化平衡方程。由連續方程垂直積分並利用垂直邊界條件，就得到地面氣壓變化的傾向方程。由方程組是高度非線性的，無法求得解析解，給定初邊值條件，一般用數值方法就可以求解這套方程組。 ^[1] 

經過幾十年的研究發現，各GCM模式所用的模式控制方程組已經基本定型。

大氣運動並不是孤立的，上面要接受來自太陽輻射的影響，下面與地球表面接觸，這就構成了AGCM的下邊界。由於地球表面凹凸不平，既有陸地，又有海洋，既有高山，又有平地，既有森林又有沙漠，還有冰雪覆蓋，它們對大氣的影響既有動力，又有熱力的。同時由於大氣自身的運動和外界的影響，又會發生凝結，產生降水，改變大氣温度和濕度，因此如何處理好這些被稱之為非絕熱的物理過程對AGCM是至關重要的。這些物理過程主要有：（1）輻射，包括來着太陽的短波輻射和大氣及地球自身放出的長波輻射；（2）凝結加熱和降水，包括大尺度上升運動產生的凝結和小尺度積雲對流的作用；（3）湍流擴散和地面過程，包括來自下墊面（水面和陸地表面）的摩擦、感熱和蒸發潛熱的計算以及大氣中的湍流垂直輸送過程和水平擴散；(4)地形的影響，包括大尺度地形的動力。熱力作用和小尺度（次網絡）地形激發的重力波在穩定層結下上傳對運動的·影響。 ^[1] 

氣候模式有多種類型，但作為氣候模式系列之一的大氣環流模式的主要特點是：一是能顯示地模擬日天氣系統的演變，而逐日天氣系統的演變構成了氣候的最基本分量；二是含次網絡物理過程的參數化，如濕對流，湍流擴散和輻射等；三是，一般而言，應包含表面參數隨時間變化的方程，但大多數模式海表面温度均取為固定的氣候分佈，不過，對於長期氣候變化問題，常常需要考慮大氣和海洋雙向相互作用，海氣耦合模式已成為許多研究目標。 ^[3] 

大氣環流，一般是指具有世界規模的、大範圍的大氣運行現象，既包括平均狀態，也包括瞬時現象，其水平尺度在數千公里以上，垂直尺度在10km以上，時間尺度在數天以上。大氣大範圍運動的狀態。某一大範圍的地區（如歐亞地區、半球、全球），某一大氣層次（如對流層、平流層、中層、整個大氣圈）在一個長時期（如月、季、年、多年）的大氣運動的平均狀態或某一個時段（如一週、梅雨期間）的大氣運動的變化過程都可以稱為大氣環流。