WRF原理与基本操作

WRF介绍

WPS是三个,它们协同工作,为真实数据模拟的输入准备输出资料,为真实数据模拟做预处理。
geogrid定义模式范围,将静态地形资料插值到格点 ;
ungrib将气象数据从GRIB格式解码 提取气象场;
metgrid将ungrib解码的气象场水平地插值到geogrid定义的网格上。real程序将气象场垂直插值到eta层。将气象场垂向插值到模型域的工作由WRF中的real程序完成。
geogrid, ungrib, metgrid都从namelist里获取参数。这个namelist对于每个程序都有分开的记录,对于多个程序共享的部分在share定义了记录。

geogrid 程序

geogrid的目的是定义模拟区域,将大量的陆地的数据集插值到模式格点。模拟区域是用户在namelist里面的geogrid部分给定的。除了计算每个点的经纬度,地图放大系数之外,geogrid还插值土壤类别,土地利用率,地形高度,年平均深层土壤湿度,逐月的植被覆盖度,逐月的反射率,最大雪反射率,默认的模式格点的斜坡类别。每个场的全球数据集都是通过wrf下载页面提供的,由于这些数据是时间不变的,所以只需要下载一次。其中一些数据集只有一种分辨率,但其他数据集可作为“全分辨率”下载和“低分辨率”下载提供。可以使用表文件GEOGRID.TBL将新的或附加的数据集插值到模拟区域。GEOGRID.TBL文件定义了由geogrid生成的每个场;它描述要用于场的插值方法,以及该场的数据集在文件系统上的位置。

ungrib 程序

ungrib程序读取grib文件,“解压”数据,并以一种称为中间格式的简单格式写入数据。GRIB文件包含随时间变化的气象场,这通常来自另一个区域或全球模式。ungrib提供了三种用户可选择的格式之一编写中间数据文件:WPS(一种包含对下游程序有用的附加信息的新格式),SI(wrf系统以前的中间格式),和MM5格式,它包含在这里,这样ungrib就可以用来为MM5模式系统提供、GRIB2的输入场。虽然建议使用WPS格式,但是WPS可以使用这三种格式中的任何一种来初始化WRF.

metgrid程序

metgrid程序将ungrib程序提取的中间格式气象数据水平插值到geogrid程序定义的模拟区域中。插值的metgrid输出可以被WRF real程序接收。metgrid将按照在WPS namelist文件的“share”字段中定义的日期范围进行插值,并且必须在namelist中分别为每个模拟子区域的指定日期范围。由于metgrid程序的工作与ungrib程序的工作都是依赖于时间的,因此每次初始化新的模拟时都要运行metgrid。

Linux下运行

运行source ~/.bashrc_fwl加载环境
1. 驱动数据ERA5,分成atm和sfc两种驱动场,存放在DATA下面
2. 下边界条件:静态数据存放在WPS_GEOG文件夹下面,不用改,当更好下垫面数据时再存放自己制作的数据。
Cd WRF /cd WPS_GEOG/
Mkdir  JJJ_2005_landuse_modis 放入index和二进制文件,注意index的修改 为MODIS的土地类型3. 回到WPS里面(geogrid.exe,ungrib.exe,metgrid.exe)(1)完成namelist.wps的设置。Cd  /public/home/ac6u713xut/WRF/WPS-4.3.1vim namelist.wps&share修改时间和保存路径,时间间隔是6小时,这里是世界史UTC&geogrid 设置domain的格网和北京的投影中心,更改城市这里的参数需要修改&ungrid是将大气层数据处理结果赋前缀SL&metgrid 将大气层前缀sl 和近地面层前缀pl 的解码文件合并为一个(2)先要进行下垫面数据的生成,即运行geogrid.exe。在运行之前要在WPS/geogrid/目录下修改新加入下垫面数据的位置和插值方法,文件为GEOGRID.TBL.ARWCd  /public/home/ac6u713xut/WRF/WPS-4.3.1/geogridvim geogrid/GEOGRID.TBL.ARW./geogrid.exe 通常以WRF的modis为下垫面为优先级1,其次设置自己的下垫面2 ,并设置在GEOG中放置自己的下垫面路径rel_path,以及水体在MODIS分类是17 和21湖泊(3)注意index里面的描述关于modis的(4)执行完geogrid.exe后,检查生成的文件geo_em.d0x.nc中用地类型LU_INDEX是否正确。WPS的过程结果文件在"/public/home/ac6u713xut/wangni/WPSOUT/beijing/2020_2005sl/"  生成3成格网(5)./link_grib.csh 完整路径和ERA5文件(*作通配符),在namelist.wps里面的ungrib部分起好解码文件的前缀名字,然后执行ungrib.exe即可。(气压层驱动文件作上述操作一次,近地面层在做一次,共两次)示例:vim namelist.wps./link_grib.csh ../DATA/ERA5/2020/atm/PL*./ungrib.exe    vim namelist.wps./link_grib.csh ../DATA/ERA5/2020/sfc/SL*./ungrib.exe 两次解码文件生成在这里"/public/home/ac6u713xut/WRF/WPS-4.3.1/"(6)最后执行./metgrid.exe,等待执行结束后,WPS的所有操作完成。这里的输出路径设置成了和geo_domain 相同(7)ungrib.exe和metgrid.exe两步均有作业脚本,可提交队列计算。4. 进入run-4.3.2目录(WRF运行目录)(1)首先编辑namelist.input文件(我已设置好)修改时间和history_output(2)ln -sf /public/home/ac6u713xut/wangni/WPSOUT/beijing/2020_2005sl/met_em.* .(3)sbatch real.sh,开始计算后,使用如下命令查看模拟进度。tail -f rsl.out.0000
(4)sbatch wrf.sh,查看方法同上tail -f rsl.out.0000

参考链接

WRF学习之 ch3 WPS(一) 程序的作用,运行流程
我的WRF学习笔记1 - WRF简介和安装 - 知乎 (zhihu.com)
WRF——WPS预处理系统
WRF替换静态地理数据中的土地利用数据(WRF替换下垫面数据
WRF的各指标含义
WRF数据下载官网

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