WRF运行-完整

WRF模式的安装与运行宋耀明大气科学学院WRFModelingSystemOverviewWhatisWRF?WRF:WeatherResearchandForecastingModel◦用途：研究and预报◦ARW（theAdvancedResearchWRF）◦NMM（theNonhydrostaticMesoscaleModel），◦由许多美国研究部门及大学的科学家公共参与进行开发研究的新一代中尺度预报模式和同化系统。WRF：联合模式Version1.0WRFwasreleasedDecember2000Version2.0:May2004(NMMadded,EMnestingreleased)Version2.1:August2005(EMbecomesARW)Version2.2:December2006(WPSreleased)Version3.0:April2008(includesglobalARWversion)Version3.1:April2009◦Version3.1.1August2009Version3.2:April2010◦Version3.2.1August2010Version3.3:May2011Version3.4:April6,2012Version3.4.1:August16,2012Version3.5:April18,2013Version3.5.1:September23,2013WhatcanWRFbeusedfor?ARWandNMM◦大气中的物理过程和参数化的研究◦个例研究◦实时数值天气预报◦资料同化◦动力过程和组织天气预报教学ARWonly◦区域气候和季节时间尺度研究◦化学模式耦合◦全球模拟◦台风模拟◦多尺度上的理想实验(e.g.对流convection,斜压波动baroclinicwaves,涡的模拟largeeddysimulations)WhousesWRF?大气方面的科学家，学者(动力dynamics,物理过程physics,天气weather,气候研究climateresearch)预报人员相关的应用科学家(空气和质量，水文，公共事业方面)ModelingSystemComponentsWRFPre-processingSystem(WPS)◦Real-datainterpolationforNWPruns◦NewobsgridprogramforaddingmoreobstoanalysisWRFModel(ARWandNMMdynamicalcores)◦Initializationprogramsforrealand(forARW)idealizeddata(real.exe/ideal.exe)◦Numericalintegrationprogram(wrf.exe)postprocessingtools(ARWpost,NCL,RIP...)WRF-Var(separatetutorialgivenatNCAR)WRF-Chem(separatetutorialgivenatNCAR)UserSupportEmail:[e-mail]UserWebpages:ARW::◦Latestupdateforthemodelingsystem◦WRFsoftwaredownload◦VariousdocumentationUsers’GuideTechnicalNote(ARWDescription)从这里开始：安装WRF-ARW前处理：WPS主模块：WRFV后处理：ARWpost需要的软件环境编译语言Fortran90/95compilerCcompiler脚本语言Perl库netCDFlibraryPublicdomainmpichforMPI通过客户端登录（ssh）环境变量需要在根目录下的.bashrc中添加modulelist查看已经加载的库（一）安装WRFV3WRFV功能REAL真实个例◦为real-data个例创建初始条件和边界条件◦控制动力平衡◦选择不同的物理过程◦移动网格，双向嵌套网格，单项嵌套网格◦断点启动restart◦输出数据wrfoutrealcase的模拟运行目录：WRFV3/test/em_real2个步骤：1）./real.exe2)./wrf.exemet_em*文件wrfinput*wrfbdy*wrfout*文件安装WRFV31.解压tar-zvxfWRFV3.5.1.TAR.gz得到WRFV3文件夹2.bedug，替换更新程序3../configure配置文件选择平台:19Compilefornesting?(1=basic,2=presetmoves,3=vortexfollowing)[default]:1=basic,有嵌套2=presetmoves,指定移动网格3=vortexfollowing自动移动网格生成configure.wrf文件4../compile编译./compileem_real编译信息在屏幕上直接显示./compilieem_real&compile.log编译信息写到compile.log文件中5.编译成功：WRFV3/test/em_real目录下生成：real.exe,wrf.exe,tc.exe,ndown.exe,nup.exe若编译未成功：./clean-a卸载后从step3开始。Namelist.input&time_control：模拟总时长，输出的资料间隔等等&domains：描述网格有关&physics：选择物理过程&fdda：gridnudging，谱nudging，obsnudging&dynamics：动力参数&bdy_control：边界条件&grib2：grib2资料的处理&namelist_quilt：MPI的输入输出&tc：台风初始化模拟总时长起止时间（年，月，日，分，秒）每一列代表一层网格输入的met资料的时间间隔，生成的边界场的时间间隔（秒）输出数据的时间间隔（分钟）每个wrfout里面记录多少个时次的数据各种数据的IO格式：2表示netcdf运行WRF时输出运行记录的级别，数值越大，输出的信息越详细Namelist.inputinput_from_file=.true.,.true.,.true.,input_from_file=.true.,.false.,.false.,正常运行时：restart=.false.需要断点启动时：restart=.true.restart_interval：生成断点文件的时间间隔（分钟），表示每多少分钟生成一个断点文件。嵌套网格是否有初始场断点启动的设置Namelist.input积分步长，≤6*dx（最外层网格）如果积分步长有小数部分（分子/分母）分子分母总网格数东西方向的格点数南北方向的格点数垂直层数对流层顶高度（Pa）WPS得到的met数据的垂直层数和土壤层数每一层网格的水平分辨率（米）是否反馈：0or1最外层网格是否平滑：0or1or20：nosmoothing1：1-2-1平滑，只用于feedback=12(缺省)：smoothing-desmoothing，只用于feedback=1Namelist.input自动移动网格（用来模拟台风）每隔多长时间计算一次涡旋的中心位置(分钟)台风的最大风速（m/s），用于计算扫描半径移动网格到粗网格边界的最小格点数追踪台风中心的层次（Pa）移动网格开始移动的时间（分钟）Namelist.input微物理过方案长波和短波辐射方案调用辐射方案的时间（分钟）近地面层方案陆面过程方案边界层方案土壤层数调用边界层方案的时间（分钟）积云参数化方案调用积云参数化方案的时间（分钟）是否考虑热量和水汽通量（1or0）是否考虑雪盖效应（1or0）是否考虑辐射光学厚度中的云效应（1or0）土地和土壤类型数据的来源Namelist.inputradt：建议和最外层网格的水平分辨率的km数一致，1分钟/1km，且每层网格使用一样的数值cu_physics：网格分辨率≤10km，不使用积云参数化方案，即设为0isfflx：1表示打开，0表示关闭；在选用边界层方案且近地面层方案（sf_sfclay_physics)=1,5,7,11时该选项有效。ifsnow：只有在sf_surface_physics=1时才有效icloud：只有在ra_sw_physics=1,4以及ra_lw_physics=1,4时才有效。Namelist.input&physics：选择物理过程理想云模式真实的高分辨率模拟中尺度格点尺度真实的高分辨率模拟真实的高分辨率模拟5km;粗网格用95真实的高分辨率模拟真实的高分辨率模拟V3.0.V3.1.V3.2.V3.0.Namelist.inputNamelist.inputNamelist.inputNamelist.inputNamelist.inputNamelist.inputNamelist.inputNamelist.input固定边界（海绵边界）：真实模拟周期边界对称边界开放边界理想模拟固定边界的宽度固定区的格点数，不能修改缓冲区的格点数是否使用固定边界（最外层网格有效）spec_bdy_width=spec_zone+relax_zone.是否是嵌套网格Namelist.input&tc：台风初始化Namelist.input大型机提交作业脚本：run.sh#!/bin/bash#PBS-S/bin/bash#PBS-N2011…(学号)#PBS-PP002427001#PBS-qEconomy#PBS-lnodes=1:ppn=6#PBS-ljobtype=parallel#PBS-lwalltime=24:00:00cd$PBS_O_WORKDIRmpirun-np6./wrf.exe（二）安装WPS工作流程geogrid：处理地形资料和网格数据ungrib：解码GRIB资料，得到气象要素场metgrid：将气象要素场水平插值到地形资料上namelist.wpsWPS功能定义模拟的网格区域和网格数处理模拟区域上的地形，土地类型，土壤类型等等(“static”fields静态场)解码GRIB文件，得到气象数据(u,v,T,q,surfacepressure,soildata,snowdata,sea-surfacetemperature,etc.)将气象数据差值到水平网格格点和垂直模式层可以选择性的添加更多的观测资料(通过独立模块)安装WPS1.解压tar-zvxfWPS3.5.1.TAR.gz得到WPS文件夹2../configure选择平台:20生成configure.wps需要修改的地方：打开configure.wps1).2).WRF主模块的位置：根据实际安装的位置进行修改NCARG_LIBS=-L$(NCARG_ROOT)/lib-lncarg-lncarg_gks-lncarg_c\-L/usr/lib64-lX11–lcairo1.修改namelist.WPS2.处理地形资料和网格数据./geogrid.exe&geogrid.log生成geo_em.d01(d02,d03,,,).nc3.ungrib：解码GRIB资料，得到气象要素场（1）链接正确的VtableWPS/ungrib/Variable_Tables/ln–sfungrib/Variable_Tables/Vtable.G