单柱模式是目前气候模式中物理过程参数化方案研究的重要手段之一,能更好地揭示其物理过程的特征和本质。论文将单柱模式应用于海洋行星边界层的研究中,针对单柱模式计算中存在的问题,提出了将有限元方法、Doolittle算法用于求解模式方程组和框架方案,通过编写的模式对南中国海的行星边界层进行了数值试验,使用ERA-Interim再分析资料对模拟结果进行了对比分析,初步探讨了海洋行星边界层的变化特征。研究结果表明:单柱模式框架和计算方案采用有限元方法、Doolittle算法之后,与原框架和计算方案相比提高了约51倍,较好地解决了计算速度问题,为三阶及高阶闭合方案计算在模式中的大范围应用提供了参考。论文提出的新的框架计算方案,模拟的温度、比湿、风速的结果与ERA-Interim数据相比有较好的一致性,并更好地反映了边界层的层结结构特征。模拟的长波净辐射通量无云时,随高度增加而增大,日变化在低层受低空大气影响,在下午出现一个极值区,14:00左右达到最低值;受云影响,长波净辐射通量变化与无云时相比出现了显著的差异。模拟的短波净辐射通量存在明显的日变化,无云时,日变化受低空大气影响,在下午出现一个极值区,14:00左右达到最大值;有云时,短波净辐射通量变化与无云时相比同样存在着显著的差异。模拟的比湿值受蒸发影响,在晴空状态下,随时间抬升;云发展初期其值变率较大,变化随高度存在延迟现象。模拟的液态水在日出后逐渐增大,云生成之后变化不大。从分析结果来看,新的框架计算方案能够较好地模拟行星边界层特征。