در این مقاله، تغییرات انجام شده برای ساخت هسته دینامیکی ناآب ایستایی کاملاً تراکم پذیر NH-UTGAM ارائه می شود. این مدل در واقع توسعه هسته دینامیکی مدل جوی آب ایستایی دانشگاه تهران برپایه الگوریتم DCASL است. همچون مدل آب ایستایی، مدل جدید از مختصه قائم تعمیم یافته بهره می برد و با تعریف جدید سیگما برحسب فشار آب ایستایی هر دو امکان سیگما-تتا و سیگما-پی را فراهم می کند. بنابراین مدل به راحتی می تواند با کمترین تغییر و با حفظ اصالت خود، در حل معادلات از حالت ناآب ایستایی به آب ایستایی و به عکس تغییر یابد. بدین منظور، در راستای قائم برای مهار انتشار قائم امواج صوتی از روش ضمنی و در راستای افقی از روش صریح استفاده شده است. برای بررسی عملکرد مدل جدید در هر دو مقیاس همدیدی و میانی، پس از ارائه فرمول بندی و تغییرات صورت گرفته، به ترتیب از آزمون های آرمانی موج کژفشار یابلونوسکی-ویلیامسون و موج کوهستان استفاده شد. به طور کلی، نتایج حاصل از این آزمون ها قابل مقایسه با مدل های مطرح جهانی بوده و بیانگر درستی عملکرد هسته دینامیکی مدل جدید است. در پایان، با کاربست مجموعه ای از طرحواره های پارامترسازی فیزیک کامل، مبادرت به ارزیابی مدل ناآب ایستایی در یک پیش بینی پنج روزه وضع هوا شد. مقایسه ای با دو مدل جهانی مرجع GFS با تفکیک افقی 5/0 درجه و داده های بازتحلیل ERA5 از ECMWF با تفکیک افقی 25/0 درجه نیز انجام شد. عملکرد مدل توسعه یافته در مقایسه با مدل های مرجع، با درنظر گرفتن تفکیک مکانی به مراتب بالاتر آنها و نیز تنظیمات دقیق­تر موارد فیزیکی مدل همچون لایه مرزی، شارهای تلاطم سطح و همرفت کومه ای، قابل قبول است.

شبیه سازی درست ساختار لایه مرزی جو به ویژه در شرایط پایدار از موضوعات چالش انگیز در مدل های عملیاتی جوی است. آزمایش های مقایسه متقابل مدل ها همچنان اختلاف های شایان توجهی را در پیش بینی متغیرهای لایه مرزی جو در مدل های عملیاتی و تحقیقاتی نشان می دهند. در این مطالعه، یک طرح واره لایه مرزی مرتبه 5/1 برای ارزیابی عملکرد پیوند آن با هسته دینامیکی مدل جهانی دانشگاه تهران (UTGAM) با کاربست نسخه تک ستونی مدل یادشده و استفاده از آزمایش های استاندارد مقایسه متقابل GABLS1 بررسی شده است. همچنین، عملکرد مختصات قائم سیگما-تتا و سیگما-پی در دو حالت با تفکیک پذیری قائم مختلف 14 و 33 تراز تا زیر ارتفاع 3 کیلومتر ارزیابی شد. در مجموع اختلافی جزئی بین مختصات سیگما-تتا و سیگما-پی در حالت های تفکیک پایین با هم و همچنین حالت های تفکیک بالا با هم مشاهده شد که این اختلاف در تفکیک پذیری پایین بیشتر نمایان است. در هر دو مجموعه از آزمایش ها، بهبود نتایج شبیه سازی ها با افزایش تفکیک پذیری هویدا است. علاوه بر اینها به نظر می رسد که نزدیک تر کردن موقعیت قرارگیری پایین ترین تراز صحیح از سطح در حالت با تفکیک پذیری بالا بر بهبود نتایج در این حالت مؤثر بوده است. مقایسه نیم رُخ قائم باد با سایر مدل های عملیاتی شرکت کننده در آزمایش GABLS1 عملکرد بهتر طرح واره لایه مرزی استفاده شده در این پژوهش را نشان می دهد اما برای نیم رُخ قائم دمای پتانسیلی در ارتفاعات پایین، اُریبی محسوس منفی شبیه سازی شده است. برطبق نتایج، طرح واره لایه مرزی استفاده شده همچون سایر مدل های عملیاتی پیش بینی وضع هوا، برای شرایط پایدار پخش تکانه و گرما را بیش برآورد می کند.