一.WRF简介

WRF(Weather Research and Forecasting Model),由美国大气研究中心NCAR、国家环境预报中心NCEP等多单位联合建立发展的数值模式。其是新一代非静力平衡、高分辨率的中尺度数值模式。模式重点考虑从云尺度到天气尺度等重要天气的模拟及预报。 模式结合先进的数值方法和资料同化技术,采用经过改进的物理过程方案。

WRF按不同的动力框架又分为:

• ARW(the Advanced Researched WRF)

• NMM(the Nonhydrostatic Mesoscale Model)

ARW由NCAR的MM5发展而来,多用于研究。NMM由NCEP的Eta发展而来,多用于业务预报。

以下运行均基于ARW。


在安装好WRF模式之后,在学习运行WRF模式之前,得先熟悉部分的Linux系统的操作命令,例如cd,ln,cp,mv以及学会在linux环境里进行文本编辑等等。

下面介绍以下WRF模式的的组成。WRF由于前处理部分(WPS)和WRF主模块组成。

二.WPS部分

WPS 全程是全称是WRF Preprocessing System 。它的作用是资料预处理,定义并创建模式区域,将数据插值到模式的计算格点上。其由三部分组成geogrid,ungrib,metgrid。

1.geogrid部分

将各种地形数据插入到模式的格点上去,建立“静态的”地面数据。

2.ungrib部分

解压GRIB气象数据,并归纳成几个临时文件。

3.metgrid部分

将气象数据水平插入到模式区域上,其输出文件将提供给WRF主模块。

三.WRF主模块部分

作用:对区域内的大气过程进行积分运算及模拟,生成预报结果。 主要包括两个程序:real.exe和wrf.exe。




whisper 模型 简体中文_whisper 模型 简体中文


real.exe部分

将metgrid.exe产生的met_em系列文件直接插入模式中。

wrf.exe部分

用来模拟,生成模式预报结果。

四.运行WPS部分的知识准备

1.namelist.wps


whisper 模型 简体中文_数据_02


wps部分的各个参数设置由namelist.wps控制。下面介绍namelist.wps内各文件的参数含义。

&share                                            
 wrf_core = 'ARW',       #这是表示是wrf ARW(the Advanced Researched WRF) 不需要修改
 max_dom = 2,            #这是模拟区域的嵌套层数,需要根据自己的需求修改。
 start_date = '2006-08-16_12:00:00','2006-08-16_12:00:00', #这是模拟的开始时间。如果模拟区域为一层仅仅修改最一个时间,若为两层则需要修改两个时间,以此类推
 end_date   = '2006-08-16_18:00:00','2006-08-16_12:00:00', #这是模拟的结束时间。要求同模拟开始时间。
 interval_seconds = 21600   #前处理程序的两次分析时间之间的时间间隔,以秒为单位。也即模式的实时输入数据的时间间隔,一般为输入边界条件的文件的时间间隔
 io_form_geogrid = 2,     
/

&geogrid
 parent_id         =   1,   1,  #嵌套区域的母区域的标号。注意最外层区域本身没有母区域,因此PARENT_ID 的第一列总是设为1。第二列必须等于1。总列数必须等于NUM_DOMAINS)
 parent_grid_ratio =   1,   3,  #嵌套时,母网格相对于嵌套网格的水平网格比例。在真实大气方案中,必须为奇数;在理想大气方案中,如果将返馈选项feedback设置为0的话,也可以为偶数)
 i_parent_start    =   1,  31,  #嵌套网格的左下角(LLC)在上一级网格(母网格)中x方向的起始位置
 j_parent_start    =   1,  17,  #嵌套网格的左下角(LLC)在上一级网格(母网格)中y方向的起始位置
 e_we              =  74, 112,  #通常为x方向的格点数
 e_sn              =  61,  97,  #通常为y方向的格点数
 !
 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANT NOTE !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 ! The default datasets used to produce the MAXSNOALB and ALBEDO12M
 ! fields have changed in WPS v4.0. These fields are now interpolated
 ! from MODIS-based datasets.
 !
 ! To match the output given by the default namelist.wps in WPS v3.9.1,
 ! the following setting for geog_data_res may be used:
 !
 ! geog_data_res = 'maxsnowalb_ncep+albedo_ncep+default', 'maxsnowalb_ncep+albedo_ncep+default',
 !
 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANT NOTE !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 !
 geog_data_res = 'default','default',  # 对应选择的地表面静态数据
 dx = 30000,  #x方向的格距,单位为米
 dy = 30000,  #y方向的格距,单位为米
 map_proj = 'lambert',  #地图投影:“polar” -> 极射投影; “lambert” -> 兰伯托等角投影(正割和正切); “mercator” -> 麦卡托
 ref_lat   =  34.83,    #中心纬度
 ref_lon   = -81.03,    #中心经度
 truelat1  =  30.0,     #标准维度
 truelat2  =  60.0,     #标准维度
 stand_lon = -98.0,     #标准经度
 geog_data_path = '/glade/work/wrfhelp/WPS_GEOG/'   #地形数据存放位置
/

&ungrib
 out_format = 'WPS',
 prefix = 'FILE',
/

&metgrid
 fg_name = 'FILE'
 io_form_metgrid = 2,

2.介绍区域的设置


whisper 模型 简体中文_Powered by 金山文档_03


网格区域设置考虑因素:(1)中心点(2)格距(3)格点数

计算公式:xdim = (uri-lli)*ratio_to_parent+1

ydim = (urj-llj)*ratio_to_parent+1

以上为学习WRF模式前的知识准备。运行前处理部分请看下一篇。