WRF模式之WPS的配置运行
WRF模式之WPS的配置运行
bugsuse
发布于 2020-04-21 17:17:01
发布于 2020-04-21 17:17:01
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编译安装好可以模拟实际个例的WRF模式之后，在模拟之前需要先确定模拟域（即模拟范围）以及数据预处理（插值陆面数据，比如地形，土壤等数据；差插值气象数据到模拟域）过程。这就是WPS——模式前处理系统。
模式前处理过程主要由三个程序处理：geogrid，ungrib，metgrid。每一个程序负责一个部分：
- geogrid 主要用于定义模拟域，插值陆面数据到模拟域 根据 namelist.wps 中 &geogrid 字段的参数确定模拟域，投影以及嵌套关系。可用的地形数据精度为：10‘，5’，2‘，30’‘（更高精度的地形数据需要自定义）。
- ungirb 主要从 GRIB 文件中提取模式所需的气象场数据，然后写入到中间格式文件
- metgrid 主要将 ungrib 提取的气象场数据水平插值到 geogrid 定义的模拟域
namelist.wps 文件控制着上述三个程序的行为，通常的 namelist.wps 文件包含以下信息：
&share
wrf_core = 'ARW',
max_dom = 2,
start_date = '2015-10-04_00:00:00','2015-10-04_00:00:00',
end_date = '2015-10-05_00:00:00','2015-10-05_00:00:00',
interval_seconds = 21600
io_form_geogrid = 2,
/
&geogrid
parent_id = 1, 1, 2,
parent_grid_ratio = 1, 3, 3,
i_parent_start = 1, 50, 200,
j_parent_start = 1, 40, 180,
e_we = 241, 424, 1781,
e_sn = 220, 421, 1781,
geog_data_res = '10m', '2m', '30s',
dx = 9000,
dy = 9000,
map_proj = 'lambert',
ref_lat = 23.00,
ref_lon = 113.00,
truelat1 = 15.0,
truelat2 = 30.0,
stand_lon = 117.00,
geog_data_path = '/geog/path/'
/
&ungrib
out_format = 'WPS',
prefix = 'FILE',
/
&metgrid
fg_name = 'FILE'
io_form_metgrid = 2,
/namelist.wps 中包含四个部分： &share，&geogrid，&ungrib，&metgrid。
- &share 部分控制三个程序共享的参数设置
wrf_core = 'ARW', # 控制动力核
max_dom = 2, # 控制模拟域嵌套层数
start_date = '2015-10-04_00:00:00','2015-10-04_00:00:00', #控制模拟开始时间
end_date = '2015-10-05_00:00:00','2015-10-05_00:00:00', #控制模拟结束时间
interval_seconds = 21600 # 初始场文件的时间间隔
io_form_geogrid = 2, # geogrid输出文件格式，默认为 netcdf
# 除了上述参数设置之外，还有一些可选参数设置
- &geogrid 控制 geogrid.exe 的参数设置
parent_id = 1, 1, 2, # 模拟域 ID，除第一层之外，其余层ID递增，第2层为1,第3层为2
parent_grid_ratio = 1, 3, 3, # 每一层之间的网格格距比
i_parent_start = 1, 50, 200, # 每一层在其上一层中X方向的起始点
j_parent_start = 1, 40, 180, # 每一层在其上一层中Y方向的起始点
e_we = 241, 424, 1781, # 每一层的X方向格点总数
e_sn = 220, 421, 1781, # 每一层Y方向的格点总数
geog_data_res = '10m', '2m', '30s', # 每一层的地形数据精度 parent_grid_ratio = 1, 3,
dx = 9000, # 最外层X方向网格格距，单位 km
dy = 9000, # 最外层Y方向网格格距，单位 km
map_proj = 'lambert', # 投影方式
ref_lat = 23, # 最外层模拟域中心纬度
ref_lon = 113, # 最外层模拟域中心经度
truelat1 = 15, # Lambert 投影的第一个真实纬度
truelat2 = 30, # Lambert 投影的第二个真实纬度
stand_lon = 117, # Lambert 投影和Y轴平行的经度
geog_data_path = '/glade/p/work/wrfhelp/WPS_GEOG/' # 地形数据存放路径- &ungrib 控制 ungrib.exe 的参数设置
out_format = 'WPS',
prefix = 'FILE',- &metgrid 控制 metgrid.exe 的参数设置
fg_name = 'FILE'
io_form_metgrid = 2,介绍好每一部分之后就可以准备数据进行模拟前的处理了。
- 定义模拟域 按照上述 &geogrid 部分的参数设置可以确定模拟域。一般情况下最外层的范围很容易确定，而第二层的范围设置时通过 i_parent_start, j_parent_start, parent_grid_ratio, e_we, e_sn 等参数确定。 parent_grid_ratio 表示每一层模拟域之间的网格格距比，因为D01没有父区域，所以D01的 prent_grid_ratio 为 1，而D02的父区域为D01，因此D02的嵌套比可以为其它值，默认值为3，也可以设置为其他值。 i_parent_start 表示每一层在上一层模拟域中的X方向起始点坐标，因为D01没有父区域，所以为1，而D02的父区域为D01，所以其在D01中的起始点为50，此值应小于 e_we 对应的 D01的值；j_parent_start 类似，表示Y方向的值 e_we 和 e_sn 分别表示每个模拟域 X和 Y方向的总格点数 D02 和 D01左侧边界之间的距离通过 i_parent_start 来确定，那么如何确定右侧边界之间的距离呢？见下图（清晰大图见底部链接下载） 其实右侧的距离不需要通过参数指定，只需要在计算 e_we 的时候指定就行了。 d02: e_we = (d01:e_we - d02:i_parent_start - d02:i_parent_end)*d02:parent_grid_ratio + 1 其中 d01: ，d02:表示模拟域对应的值，i_parent_end 表示D02和D01右侧的网格距离，这是虚拟参数，非 namelist.wps 中的参数，这个值在计算 e_we 的时候直接指定即可，比如想设置 D02 和 D01 左侧的距离为 50， 右侧的距离为 50，那么 d02:e_we = (241 - 50 - 50)*3 + 1 = 424，当然也可以设置左侧距离为30，右侧距离为 20， 那么 d02:e_we = (241 - 30 - 20)*3 + 1 = 574。 Y方向的计算方式类似X方向的计算。 注意： 每个模拟域之间的网格数不要小于5。
设置好参数之后就可以运行了：
./geogrid.exe然后看到屏幕输出以下内容则表示成功：
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
! Successful completion of geogrid. !
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!B.提取气象场 下载好初始场文件之后就可以提取气象要素并写入到中间文件中，此部分处理需要 &share 和 &ungrib 部分的参数设置。
&share
wrf_core = 'ARW',
max_dom = 2,
start_date = '2015-10-04_00:00:00','2015-10-04_00:00:00',
end_date = '2015-10-05_00:00:00','2015-10-05_00:00:00',
interval_seconds = 21600 # 初始场文件的时间间隔，6小时再分析数据的时间间隔为 21600
io_form_geogrid = 2,
/
&ungrib
out_format = 'WPS', # 中间文件的格式
prefix = 'FILE', # 中间文件的路径和前缀，默认为当前路径
/设置好参数之后，先将初始场文件对应的 Vtable 文件链接到WPS目录：
ln -s ungrib/Variable_Tables/Vtable.GFS Vtable注意： 通常使用NECP FNL再分析数据时，可以链接Vtable.GFS文件，但是由于有些时段的文件更新了，需要链接 Vtable.GFS_new 链接好 Vtable 文件之后，要链接 初始场文件：
./link_grib.csh /data/fnl/fnl_2015*链接好 GRIB和Vtable文件之后，就可以执行 ungrib.exe 提取气象场数据了：
./ungrib.exe同样会得到如下信息：
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
! Successful completion of ungrib. !
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!C.水平插值气象场 这一部会用到 &share 和 &metgrid 部分的参数设置。 fg_name 表示中间文件的路径和前缀，默认路径为当前路径，前缀为FILE，可以根据需要更改。
&metgrid
fg_name = 'FILE'
io_form_metgrid = 2, # 控制输出文件的格式
/进行水平插值时，设置好参数之后直接运行 metgrid.exe 即可：
./metgrid.exe
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
! Successful completion of metgrid. !
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!上面就是运行WPS所需要的流程，流程基本一致。关于 namelist.wps 的参数设置以及高级应用以后再说。
注1：链接: https://pan.baidu.com/s/1ctYglK 密码: thvp
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原始发表：2017-10-07，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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