WRF模式|基本模式与流程

1 preface

1.1 linux中的常用命令

• 代码直接跳到最后一行：shift+G
• 代码加注释快捷键：在不可编辑模式下ctrl+c
• 改文件名名：mv a b 把a改为b的名字
• 结束运行：ctrl+C
• 删除某行：在不可编译模式下dd
• 退回上一层文件夹：cd ..
• 复制文件夹：cp -r 要复制的文件夹 新文件夹名
• 新建文件夹：mkdir 文件名
• 删除文件：rm 文件名
• 删除文件内所有内容：在该文件夹内 rm *
• 删除文件夹：rm -r 文件夹名
• 查看后台运行状态：jobs
• 查看以…为后缀的文件：ls *.nc
• 查看nc文件（二进制文件）（举例）：ncdump geo_em.d01.nc来打开查看，ncdump -h geo_em.d01.nc只看头文件，ncdump -h geo_em.d01.nc | more只看开头部分，ncdump -v Times geo_em.d01.nc | more是看某个变量
• ncview +文件名
• 查看所有链接文件：ls -l *.exe
• 查看一个文件的末尾部分：tail
• 解压文件：tar -xf 文件名
• 打包且压缩文件的解压：tar -xzf model.tar.gz
• 在log文件中找运行错误的地方也即寻找字符串的命令：在非编辑模式下输/Err，若没有错误会显示Pattern not found:Err
• 查找文件夹下含wrf_run的所有程序：grep -i wrf_run *.F
• 在所有文件及其子文件下搜寻关键字符： grep -ir integrate *.F
• 可视化 （如）：ncl 1-spatial-pressere-level.ncl
• 改环境之后需要：source ~/.bashrc
• 查看png文件：display a.png &

1.2 其他

• albedo : 地表反照率
• greenfrac : 植被覆盖
• lai : 叶面积指数
• 10m ： m表示分，六十分之一度
• 30s : 大概一公里
• 以.F结尾的是fortran文件模板，.f90是在其基础上修改之后的文件

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2 WPS

• geogrid：用于选择模拟的区域，有地理信息数据
• ungrib：从再分析数据格点中提取和读取气象数据，grib代表再分析数据（可以从网上下载）
• metgrid：把全球气象场插入到geogrid中
  最终获得可以被real.exe读取的数据场

2.1 geogrid

用于选择模拟的区域，内含地理信息数据

1. 修改namelist.wps
   &share：

   • max_dom : 处理的地区数目
   • interval_seconds : 同化数据的切片时间间隔，单位是秒，6个小时是21600
   • io_form_geogrid : 数据格式，取2时是net-CDF格式
     
     

   &geogrid：关于格点数的设置

   • i_parent_start : 和多层模拟有关
   • j_parent_start :
   • e_we : 东西向结束(end)的格子边界，一般是所需格子横向数目加一
   • e_sn : 南北向结束的格子边界，一般是所需格子纵向数目加一,(相对应的是s表start，默认取1，可以不写在namelist里面)
   • geog_data_res : 取'default','default',
   • dx和dy : 空间分辨率，每个格子的大小，在Lambert投影下，单位是米，在lat-lon投影下单位是度，且latlon的stand_lon数据保持是0.0不用改
   • map_proj : 投影模式，可以取'lambert',lat-lon等
   • ref_lat和ref_lon : 模拟区域中心的纬度和经度，单位是度，东经和北纬是正
   • truelat1和truelat2 : 忘记了
   • stand_lon : 投影中心！注意这个一定要改成和经度一样
   • geog_data_path : geog数据所在路径
     
     

   &ungrib

   • out_format = 'WPS' : 输出格式
   • prefix = 'ungribdata/GFS'
     
     

   &metgrid

   • fg_name = 'ungribdata/GFS'
   • io_form_metgrid = 2 : net-CDF格式
   • opt_output_from_metgrid_path = 'finaldata/' : 将模拟数据输出到finaldata文件夹中

2. 运行geogrid ：./geogrid.exe >& geogrid.log &

3. 检查运行结果：检查geogrid.log文件，运行会产生geo_em.d01.nc文件，使用ncview加文件名查看模拟区域

2.2 ungrib

如果复制的WPS文件夹做过ungrib：把ungribdata文件夹里的数据删掉或新建ungribdata文件夹，再重新运行ungrib

1. 新建并进入inputdata文件夹
2. 链接数据①：ln -sf .../fnl_201505* ./(视具体情况而定)，此时，inputdata文件夹下会出现一堆类似于fnl_20150501_00_00.grib2的文件，以你设置的“6个小时为间隔”
3. 链接数据②：在WPS下，ln -sf ungrib/Variable_Tables/Vtables.GFS ./Vtable，将vtable也链接到WPS文件夹下
4. 链接数据③：在WPS文件夹内有一个link_grib.csh文件，./link_grib.csh inputdata/，将inputdata的数据在该文件中运行，会在WPS文件夹中得到GRIBFILE.AAA等类似的一批文件
5. 运行程序：./ungrib.exe >& ungrib.log &
6. 检查运行结果：查看ungrib.log

2.3 metgrid

1. 新建finaldata文件夹，或把finaldata中的文件删了
2. 运行metgrid：./metgrid.exe >& metgrid.log &，会在finaldata中产生类似于met_em.d01.2015-05-01_00:00:00.nc的系列文件，再pwd一下，把路径显示出来
3. 检查metem文件夹

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3 WRF

1. 去到v3.5_wrf文件夹下，进入namelist.input文件，修改参数

   • history_interval：输出数据的频率，单位是分钟
   • frames_per_outfile : n次输出的数据输出到一个文件里
   • restart : 如果某次模拟到5h，停了，要继续使用之前的数据的话就是true
   • io_form : 2表示netcdf
   • input4是下垫面类型，海温
   • input7是火
   • input8是沙尘
   • debug_level : 0，不debug；10，选择重要的输出，500最高
     
     

   &time_control

   • run_days : 跑的天数
   • start_year : 开始年份
   • end_year : 结束年份
     
     

   &domains

   time_step                           = 300,!单位是s，最大取格子大小的6倍，与稳定性有关，CFL判定标准，单位是km，可以改小
   time_step_fract_num                 = 0,
   time_step_fract_den                 = 1,
   max_dom                             = 1,
   s_we                                = 1,     1,     1,
   e_we                                = 61,    112,   94,
   s_sn                                = 1,     1,     1,
   e_sn                                = 61,    97,    91,
   !上面的部分必须和wps中保持一致
   s_vert                              = 1,     1,     1,
   e_vert                              = 31,    28,    28,!垂直方向参数，分30层（设置的是边界数）
   p_top_requested                     = 5000,!单位是pa
   num_metgrid_levels                  = 27,
   num_metgrid_soil_levels             = 4,
   !数字设置来自met_em
   dx                                  = 50000, 10000,  3333.33,
   dy                                  = 50000, 10000,  3333.33,
   !和wps中一样
   grid_id                             = 1,     2,     3,
   parent_id                           = 0,     1,     2,
   i_parent_start                      = 1,     31,    30,
   j_parent_start                      = 1,     17,    30,
   parent_grid_ratio                   = 1,     3,     3,!表示嵌套倍数
   parent_time_step_ratio              = 1,     3,     3,!表示嵌套倍数
   feedback                            = 0,
   smooth_option                       = 0
   zap_close_levels                    = 50
   interp_theta                        = .true.
   interp_type                         = 1
   t_extrap_type                       = 2
   force_sfc_in_vinterp                = 0
   use_levels_below_ground             = .true.
   use_surface                         = .true.
   lagrange_order                      = 1
   sfcp_to_sfcp                        = .true.,
   /
   nproc_x                             = 32,
   nproc_y                             = 15,
   

2. 进入metdata文件夹，将里面之前产生的文件删了

3. 将WPS中finaldata中产生的文件链接到metdata文件夹，ln -sf ....../finaldata/met_em.d01.2015-05-0* ./，将数据链接到metdata

4. 退回到wrf文件夹，运行real.exe，./real.exe >& real.log &

5. 再运行wrf.exe，./wrf.exe >& wrf.log &

6. 会出现wrfout_d01_2015-05-01_00:00:00类似的文件

在运行过程或运行结束后可随时查看log文件以查看运行情况