Numerical Methods in Atmospheric and Oceanic Modelling

The André J. Robert Memorial Volume



Editors Charles Lin, René Laprise and Harold Ritchie 

(634 pages, hardbound, ISBN: 0-9698414-4-2: $39.95 in Canada, $39.95 US elsewhere)

An up-to date, comprehensive and long-lasting reference for students and researchers in numerical weather prediction, climate simulation, dynamic meteorology and ocean modelling, published by the Canadian Meteorological and Oceanographic Society in association with NRC Research Press. 

The volume is a collection of refereed papers by leading scientists in the field of numerical modelling, based on invited presentations at the André J. Robert Memorial Symposium on Numerical Methods in Atmospheric and Oceanic Sciences, held at the Université du Québec à Montréal, October 5-7, 1994.

Of the 27 papers, 25 are research papers reporting or reviewing recent original research findings. The other two papers present a historical perspective of numerical weather prediction and Dr. Robert's pioneering contributions to numerical modelling. The volume also includes four previously unpublished manuscripts by Dr. Robert, as a supplement.

The papers cover different aspects of numerical methods in meteorology and oceanography. They include extensions of the semi-implicit and semi-Lagrangian schemes, nonhydrostatic models, applications of models using the semi-Lagrangian scheme, data assimilation, operational model development, air-sea interaction and ocean models, and discussion of unresolved issues. Several of these papers can be used as textbook for graduate courses on numerical methods for Numerical Weather Prediction.

This companion volume to Atmosphere-Ocean is dedicated to the memory of Dr. André J. Robert, who passed away on November 19,1993. Dr. Robert had a long and distinguished career in numerical methods for atmospheric and fluid models. Among his major contributions are the first integration of a global spectral primitive equation model, the development of an efficient time filter, and pioneering studies in the use of the semi-implicit and semi-Lagrangian methods.

This monograph is a timely and valuable addition to the NWP literature and …deserves to be read widely. - Michael Navon, Program director in the Department of Mathematics at the Florida State University, Tallahassee, Florida (Bulletin of the American Meteorological Society, October, 1998)

Rédacteurs: Charles Lin, René Laprise et Harold Ritchie 

(634 pages, cartonné, ISBN: 0-9698414-4-2: $39.95 au Canada, $39.95 EU ailleurs)

Une référence extensive et d'actualité pour les étudiants et les chercheurs en prévision numérique du temps, simulation climatique, météorologie dynamique et modélisation des océans, publiée par la Société canadienne de météorologie et d'océanographie en association avec les Presses scientifiques du CNRC.

Ce volume est une collection d'articles soumis à un comité de lecture et écrits par des scientifiques réputés dans le domaine de la modélisation numérique. Ces articles furent présentés au Symposium sur les méthodes numériques en sciences atmosphériques et océaniques dédié à la mémoire d'André J.Robert, tenu à l'Université du Québec à Montréal, du 5 au 7 octobre 1994.

Des 27 articles, 25 sont des articles de recherches originales ou des articles de revue de découvertes récentes. Les deux autres présentent un historique de la prévision numérique et des contributions originales de Dr Robert à la modélisation numérique. Quatre manuscrits jusqu'à maintenent inédits de Dr Robert sont présentés en supplément.
 

Les articles touchent différents aspects des méthodes numériques en météorologie et en océanographie. Ils incluent des extensions des schémas semi-implicite et semi-lagrangien, les modèles non hydrostatiques, des applications de modèles utilisant le schéma semi-lagrangien, l'assimilation des données, le développement des modèles d'exploitation, l'interaction air-mer et les modèles océaniques, ainsi qu'une discussion de problèmes non-résolus. Plusieurs de ces articles peuvent servir de texte pour des cours de second ou troisième cycle sur les méthodes numériques pour la prévision du temps.

Ce volume accompagnant Atmosphère-Océan et dédié à la mémoire de Dr André J. Robert, décédé le 19 novembre 1993. Le Dr Robert a eu une longue et remarquable carrière de chercheur en méthodes numériques appliquées aux modèles des fluides et de l'atmosphère. Parmi ses contributions majeures, on retrouve la première intégration d'un modèle spectral global utilisant les équations primitives, le développement d'un filtre temporel efficace ainsi que des études fondamentales sur l'usage des méthodes semi-implicite et semi lagrangienne. 

Cet ouvrage est un ajout opportun et valable à la documentation sur la prévision numérique du temps et...mérite bien d'être lue. - Michael Navon, directeur de programme au département de marhématiques de l'université de Tallahassee, Floride (traduction de Bulletin of the American Meteorologoical Society, octobre, 1998)


CONTENTS / CONTENU

The full text of each paper can be found in Supplements 1 and 2 of Atmosphere-Ocean Volume 35, at the following links:

Le texte intégral des articles se trouve dans les suppléments 1 et 2 du volume 35 de Atmosphere-Ocean à ces liens :

Supplement 1

Supplement 2

FOREWORD  page ix
AVANT-PROPOS page xi
CURRICULUM VITAE OF ANDRÉ J. ROBERT  page xiii
CURRICULUM VITAE DE ANDRÉ J. ROBERT page xv
1. A historical perspective on numerical weather prediction.  A 1987 interview with André Robert 
HAROLD RITCHIE and ANDRÉ ROBERT
pp 1-24
2. André Robert (1929-1993): His pioneering contributions to numerical modelling 
ANDREW STANIFORTH
pp 25-54
3. Simulation of stratospheric vortex erosion using three different global shallow water numerical models
J.R.BATES and YONG LI
pp 55-74
4. A semi-Lagrangian NWP model for real-time and research applications: evaluation in single and multi-processor environments
L.M. LESLIE and R.J. PURSER
pp 75-101
5. The implementation of the semi-implicit scheme in cell-integrated semi-Lagrangian models 
BENNERT MACHENHAUER and MARKUS OLK
pp 103-126
6. On forward-in-time differencing for fluids: an Eulerian/ Semi-Lagrangian nonhydrostatic model for stratified flows 
PIOTR K. SMOLARKIEWICZ and LEN G. MARGOLIN
pp 127-152
7. Semi-Lagrangian advection on a cubic gnomonic projection of the sphere 
JOHN L. MCGREGOR
pp 153-169
8. A Lagrangian advection scheme using tracer points 
EIGIL KAAS, ANNETTE GULDBERG and PHILIPPE LOPEZ
pp 171-194
9. The formulation of the André Robert MC2 (Mesoscale Compressible Community) model 
RENÉ LAPRISE, DANIEL CAYA, GUY BERGERON and MICHEL GIGUÈRE
pp 195-220
10. MC2 model performance during the Beaufort and Arctic Storm Experiment 
ROBERT BENOIT, SIMON PELLERIN and WEI YU
pp 221-244
11. Preliminary results from a dry global variable-resolution primitive equations model 
JEAN COTÉ, SYLVIE GRAVEL, ANDRÉ MÉTHOT, ALAIN PATOINE, MICHEL ROCH
and ANDREW STANIFORTH
pp 245-259
12. The fully-elastic equations cast in hydrostatic-pressure coordinate: accuracy and stability aspects of the scheme as implemented in ARPEGE/ALADIN
JEAN-FRANÇOIS GELEYN and RADMILA BUBNOVÁ
pp 261-278
13. Climate simulations with a spectral, semi-Lagrangian model with linear grids 
DAVID L. WILLIAMSON
pp 279-292
14. Treatment of the Coriolis terms in semi-Lagrangian spectral models 
CLIVE TEMPERTON
pp 293-302
15. The use of adjoint equations in numerical weather prediction 
P. COURTIER and F. RABIER
pp 303-322
16. Error propagation and observability for the constituent transport equation in steady, 
non-divergent, two-dimensional flow
ROGER DALEY
pp 323-351
17. Improvement of spin-up of precipitation calculation with use of observed rainfall in the initialization scheme
TAKAYUKI MATSUMURA, ISAO TAKANO, KAZUMASA AONASHI
and TAKASHI NITTA
pp 353-368
18. Physical initialization 
T.N.KRISHNAMURTI, H.S. BEDI, G.D. ROHALY, D.K. OOSTERHOF, R.C. TORRES,
E. WILLIFORD and N. SURGI
pp 369-398
19. Impact of resolution and of the eta coordinate on skill of the eta model precipitation forecasts
FEDOR MESINGER, THOMAS L. BLACK and MICHAEL E. BALDWIN
pp 399-423
20. An overview of numerical methods for the next generation UK NWP and climate model 
M.J.P. CULLEN, T. DAVIES, M.H. MAWSON, J.A. JAMES, S.C. COULTER and A. MALCOLM
pp 425-444
21. Application of the semi-Lagrangian method to global spectral forecast models 
HAROLD RITCHIE
pp 445-467
22. Preliminary study on SST forecast skill associated with the 1982/83 El Niño process, using coupled model data assimilation
K. MIYAKODA, J. PLOSHAY and A. ROSATI
pp 469-486
23. A C-grid ocean general circulation model: Model formulation and frictional parameterizations 
WEIMIN XU, CHARLES LIN and ANDRÉ ROBERT
pp 487-504
24. Global modelling of the ocean and atmosphere using the spectral element method
DALE HAIDVOGEL, ENRIQUE CURCHITSER, MOHAMED ISKANDARANI,
ROWAN HUGHES and MARK TAYLOR
pp 505-531
25. Steric sea level in the Los Alamos POP code- non-Boussinesq effects 
JOHN K. DUKOWICZ
pp 533-546
26. Formulation of lateral diffusion in geophysical fluid dynamics models 
ROBERT SADOURNY and KARINE MAYNARD
pp 547-556
27. Several unresolved issues in numerical modelling of geophysical flows 
R.A. PIELKE, M.E. NICHOLLS, R.L. WALKO, T.A. NYGAARD and X. ZENG
pp 557-581
Supplement / Supplément:
An anomaly in the behaviour of a time filter used with the Leapfrog scheme in atmospheric models
ANDRÉ ROBERT and MARIO LÉPINE
pp S3-S15
Incompressible homogeneous fluids 
ANDRÉ ROBERT
pp S17-S35
Erreurs induites par le schème lagrangien dans les ondes stationnaires 
ANDRÉ ROBERT
pp S37-S42
Errors produced by the Lagrangian scheme in stationary waves 
ANDRÉ ROBERT
pp S43-S46
Comportement du schème lagrangien dans une équation différentielle relativement simple 
ANDRÉ ROBERT
pp S43-S46
Behavior of the Lagrangian scheme for a relatively simple differential equation
ANDRÉ ROBERT
pp S51-S52



 
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