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WRF模式对一次河西暴雪的数值模拟分析

WRF模式对一次河西暴雪的数值模拟分析
WRF模式对一次河西暴雪的数值模拟分析

文章编号:100020534(2008)0120068208

收稿日期:2007201215;改回日期:2007209213

基金项目:国家科技攻关重大项目“西部开发科技行动”之“祁连山空中云水资源开发利用研究”

(2004BA901A16)资助 作者简介:陶健红(1968—),男,甘肃临夏人,高级工程师,主要从事气候分析和灾害性天气事件的诊断分析 E 2mail :max680214@https://www.wendangku.net/doc/ce4767581.html,

WRF 模式对一次河西暴雪的数值模拟分析

陶健红1-2, 张新荣1-2, 张铁军1-2, 吉恵敏1-2

(1.兰州中心气象台,甘肃兰州 730020;

2.兰州区域气象中心区域模式开发应用开放实验室,甘肃兰州 730020)

摘 要:利用NCEP 再分析资料,使用WRF 模式模拟了2005年3月14~15日出现在甘肃河西西部

(祁连山西段北坡)的一次暴雪天气过程。结果表明:WRF 模式能较好地模拟出暴雪的区域,对这种中

尺度天气系统具有良好的预报能力。在这次暴雪过程中,地面冷锋、低空风场切变线,以及与高空强锋区相对应的高空急流的合理配置加强了暴雪区的垂直环流的发展,使降雪区对流发展;出现暴雪时最大辐合层在600hPa 附近,500hPa 以上表现为一个深厚的辐散层。随着强降雪的开始,降雪区近地面层由辐合变为辐散,反映出由于能量释放,降雪的影响系统开始逐渐消亡;在降雪过程中始终伴随着中小尺度特征的强烈的垂直上升运动,最大上升速度层在500~400hPa 之间;降雪的水汽来源于西风气流,水汽输送在600hPa 最强。600hPa 的强水汽输送和强辐合保证了产生强降雪必需的水汽条件。

关键词:河西西部;暴雪;WRF 数值模式中图分类号:P426.63+3

文献标识码:A

1 引言

暴雪是北方地区常见的一种灾害性天气。暴雪对公路交通、畜牧业生产以及特种经济作物的种植有着严重影响。祁连山区的暴雪除了造成以上负面的影响外,也对增加祁连山积雪,减缓由于气候变暖造成的雪线上升的速度有一定的积极意义。 一些学者对我国的暴雪进行了研究。王文辉等[1]曾对暴雪个例进行了天气学分析;徐建芬等[2]研究了青藏高原切变线暴雪的中尺度结构及其涡源;邓远平等[3]通过将冰相云微物理过程参数化和三相云显式降水方案引入流体静力模式MM4,对“96.1”暴雪中尺度切变线的发生、发展和结构演变进行了成功的数值模拟;隆霄等[4]利用非静力中尺度模式MM5,对青海“95.1”暴雪过程进行数值模拟;张小玲等[5-6]诊断分析了暴雪期中尺度切变线的发生发展;周陆生等[7]统计了青藏高原东部暴雪天气及雪灾的分布特征;文献[8-11]则研究了暴雪天气过程中的不稳定。也有学者介绍或利用WRF 模式开展大气科学的研究,章国材[12]介绍了

WRF 模式的应用前景;孙健等[13]用WRF 与MM5

模式模拟对比分析了3次暴雨过程;安兴琴等[14]利用WRF 研究了金塔绿洲大气边界层特征。但是有关WRF 模式模拟暴雪过程的研究还不是很多。

本文利用WRF (Weat her Research Forecast )模式,对2005年3月13~15日出现在甘肃河西西部的一次暴雪天气过程进行了数值模拟,分析了造成这次暴雪的中尺度系统的发生、发展和结构演变。

2 资料简介

本文采用的数据是NCEP 的GRIB 资料和实况资料。NCEP 的GRIB 资料是1.0°×1.0°实时格点资料,主要的变量包括:TM P (温度)、H GT (高度)、U GRD (U 分量)、V GRD (V 分量)、R H (相对湿度)等。降雪资料是气象站实际观测资料。

3 天气实况和灾情

2005年3月13~15日,河西走廊西部(祁连山西段北坡)出现了一次降雪天气过程,过程降雪量

第27卷 第1期2008年2月

高 原 气 象PLA TEAU M ETEOROLO GY Vol.27 No.1

February ,2008

酒泉达18.8mm ,玉门镇达13.7mm ,金塔达13.4mm ,这在历史上是少见的。降雪的主要时段是3月14日14:00(北京时,下同)~15日02:00,在此期间,酒泉站降雪13mm ,玉门镇为11mm ,金塔为13.4mm 。图1是14日的降雪量分布图

图1 2005年3月14日08:00~15日08:00甘肃省

降雪分布(单位:mm )

Fig.1 Snowfall distribution in G ansu f rom 08:00on 14to 08:00on 15March 2005.Unit :mm

这次降雪天气,虽然有效缓解了旱情,增加了祁连山的积雪,但是,由于降雪期间正值酒泉市农区春播和牧区接羔的关键时期,造成的灾害也十分严重。据当地政府部门统计,全市农作物受灾面积达4873hm 2,死亡羊只3680只,10万头(只)牲畜缺草少料。另外,地面积雪(60cm 厚)阻断部分乡村道路。这次降雪造成的经济损失达3040多万元。

4环流形势调整与演变

分析500hPa 高空环流形势,在3月上旬后期到中旬前期,欧亚中高纬度地区由多波动形势演变为两槽一脊型。

这次降雪过程前,伴随着西伯利亚阻塞高压的崩溃,欧亚中高纬的环流形势进行了一次明显的调整。10~12日,乌拉尔山以西欧洲平原上的气旋稳定维持(图2a ),不断分裂小股较强冷空气(小槽)向西西伯利亚阻塞高压底部移动,使阻塞高压逐渐减弱;到12日20:00,在冷空气不断侵袭之下,阻塞高压崩溃,高压脊减弱并迅速东移到贝加尔湖一带。同时,由于沿青藏高原西侧暖平流的作用,在

巴尔喀什湖到乌拉尔山一线形成了一个较弱的暖高压脊,两个弱脊之间(即乌拉尔山和贝加尔湖之间)形成一个较弱的低压槽。东北低涡也迅速东移到朝鲜半岛上空,东亚大槽在朝鲜半岛到中国大陆东岸一线,欧亚中高纬的环流呈三槽两(弱)脊型,欧亚大陆的500hPa 环流的经向环流减弱。其后,欧洲的气旋逐渐减弱,东亚大槽以及两个弱脊和两脊之间的小槽继续缓慢东移。到14日(图2b ),东移的两个弱脊分别位于新疆和东北,而两脊梁之间的小槽由于不断有北方冷空气的补充,其强度明显加强且南压,西北地区的河西走廊处在小槽底部的强锋区中,导致了这次降雪天气。这种形势维持到15日08:00,随着新疆脊和东北脊的减弱,中国大陆维持大范围的西北气流,河西的降雪逐渐结束。 700hPa 形势与500hPa 基本一致,在11日08:00,欧亚大陆700hPa 呈两槽一脊型。其后,欧亚大陆的经向环流减弱,盛行纬向环流,但多小波动。到14日08:00,新疆有一个弱的高压脊,在酒

泉到冷湖一线有一条风场切变线。从11~14日,

西北地区东部一直维持较强的锋区。 地面形势场上,从3月上旬末到中旬初,欧亚大陆自西向东维持低—高—低的形势。中心在贝加尔湖附近的冷高压稳定少动,西北地区东部处在冷高压底部的偏东气流中。随着高空阻塞高压的崩溃,贝加尔湖附近地区的冷高压逐渐减弱,并向东南方向迅速移动。随着高空500hPa 上新疆脊的发展,在北疆以北的地区形成一个新的冷高压,中心位置稳定少动,由于不断有较强冷空气从高压西部补充,其强度逐渐加强,同时,不断分裂出小股冷空气向东南方向移动。在地面天气图上反映出河西走廊西部在这次降雪过程中受到多条冷锋的影响,当每条冷锋通过河西走廊西部时,产生相对集中的降雪。

图3反映的是2005年3月14日08:00~15日02:00影响河西走廊的冷锋的活动动态图。由图可见,14日08:00,冷锋在新疆天山一线;11:00冷锋已经越过天山,并继续向东南方向移动,且速度加快;到14:00,锋面接近玉门,对应地14:00以后出现明显的降雪;当17:00锋面位于酒泉附近时,酒泉出现降雪强度最大的时段;到20:00,在酒泉一线又形成一条新的冷锋,在该冷锋的作用下,14日20:00~15日02:00,酒泉等地又出现了降雪相对集中的时段。15日02:00,冷锋东移到武威一线,河西走廊西部的降雪减弱。15日北疆以北的冷高

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6 1期

陶健红等:WRF 模式对一次河西暴雪的数值模拟分析

图2 2005年3月500hPa位势高度(实线),温度场(虚线)

(a)11日08:00,(b)14日20:00

Fig.2 500hPa geopotential height(solid lines),temperature(dashed line)fields in March2005.

(a)at08:00on11,(b)at20:00on14

压开始向东移动,到16日02:00,随着冷高压对河西走廊的完全控制,这次降雪过程彻底结束。

5对暴雪天气的数值模拟分析

5.1 WRF模式简介

WRF模式系统是由美国许多研究部门及大学的科学家共同研究开发的新一代中尺度预报模式。WRF模式系统具有可移植、易维护、可扩充、高效率、方便等诸多特点。

为了比较真实地模拟实际天气,WRF模式中包括了如辐射过程、边界层参数化过程、对流参数化过程、次网格湍流扩散过程,以及微物理过程等物理过程[12]。WRF模式是一个完全可压非静力模式,控制方程组都写为通量形式。网格形式与MM5模式的Arakawa B格点不同,而是采用Arakawa C格点,有利于在高分辨率模拟中提高准

07 高 原 气 象 27卷 

图3 2005年3月14日08:00~15日02:00冷锋动态

Fig.3 The cold f ront evolution f rom 08:00on 14

to 02:00on 15March 2005

确性。

5.2 模拟方案设计

在本文的模拟试验中,模式的设计如下:采用二重嵌套垂直方向为30层的WRF -V2.0.3.1模式模拟,水平方向采用Arakawa -C 型格点,垂直方向选用质量坐标(Eulerian mass coordinate ),二重区域的水平网格点数分别为121×121,151×151。相应的水平网格距分别为45km 和15km 。

在时间积分方案上,使用了WRF 推荐的Rung -Kutta 的3阶方案,同时采用MRF 边界层方案、

Dudhia 短波辐射和RR TM 长波辐射方案。

模拟时

图4 模拟的2005年3月14~15日过去6h 降水量分布(单位:mm )

图中“+”的位置为酒泉市的位置

Fig.4 Simulated precipitation distribution on 14March 2005.“+”:Jiuquan location

1

7 1期

陶健红等:WRF 模式对一次河西暴雪的数值模拟分析

间为72h,即从2005年3月13日08:00~16日08:00。

5.3 模拟结果分析

5.3.1 降水的模拟

从暴雪落区分布来看,WRF模式细致地模拟出了暴雪的大致区域及暴雪的强中心。图4分别是模拟的3月14日08:00~14:00、14:00~20:00和14日20:00~15日02:00的降水量图。从图中可以看出,大值中心在甘肃酒泉地区及沿祁连山一带,12h(图4b)降雪量最大值为16.27mm。尽管预报量级较实况偏大,中心位置略偏西,降雪次大中心位于乌鲁木齐市,降雪量为12.65mm,模拟结果次大中心位置也略偏西。总体而言,模式还是很好地模拟出了暴雪的范围和14日14:00~15日02:00的降雪集中时段。

5.3.2 风场的模拟

用WRF模式模拟结果讨论暴雪发生时的风场特征。图5是3月14日02:00的600hPa和300 hPa两个层次的风场和流场。从图中可看出,风场是在600hPa,从酒泉沿东南方向有一支低空急流,急流核风速达20m?s-1。急流随着高度增强,到500hPa(图略)、300hPa高空,急流轴向北倾斜,酒泉地区处在高空急流入口区南侧,因为在急流入口区,当空气质点向中心移动时不断加速,气块会得到向左偏的非地转分量,结果在急流南侧产生高空辐散,出现上升气流,低层大气会随之发生质量调整,产生辐合区[15]。这种模式模拟的风场结果更加明确的说明,在形成这次暴雪过程中,低空风场切变线与高空强锋区相对应的高空急流的合理配置,加强了酒泉暴雪区的垂直环流的发展,使降雪区域对流更加旺盛。另外,就低层风场而言,祁连山的地形阻挡作用对低层气流的辐合也起到了积极的作用。在3月14日08:00的700hPa实况图(图略)、14日11:00,14:00,17:00地面图(图略)以及模拟的祁连山西段北侧的气流上看,基本上是偏北气流,这种持续的低层的偏北气流受祁连山的阻挡作用,加强了低层气流的辐合上升。

5.3.3 散度场特征模拟分析

在700hPa和500hPa上,降雪区并没有反映出明显的辐散或辐合的特征,而在沿40°N,95°E 和40°N,99°E散度垂直剖面上(图6),可以看到明显的低层辐合高层辐散的小尺度的特征。从14日02:00开始,在酒泉上空,从地面(约700hPa)到500hPa之间是辐合层,辐合层东西方向的水平尺度仅200km左右,在400hPa有一个中心为6.7×10-5s-1的辐散中心。这种低层辐合、高层辐散的配制有利于对流的发生且一直维持到15日02:00

图5 2005年3月14日02:00的600hPa(a)和300hPa(b)风场和流场

虚线为全风速等直线,实线为流线,中心的黑点是酒泉

Fig.5 Wind field at02:00on14March2005.(a)600hPa,(b)300hPa.Dashed lines represent

ogram of total wind speed,solid lines represent streamline,black point is Jiuquan

27 高 原 气 象 27卷 

图6 2005年3月14日散度场垂直剖面(单位:10-5s-1)

(a)02:00,(b)14:00,酒泉站位于180km处

Fig.6 The longitude2height cross2section of divergence on14March2005.

Jiuquan station is at180km.Unit:10-5s-1

值得注意的是,随着14日14:00酒泉降雪强度的增加,虽然在500h Pa以上仍然表现为一个深厚的辐散层,在600~500hPa之间辐合的强度也明显增强,但酒泉上空在600hPa以下却逐渐变成辐散层。因此,可以认为,随着强降雪的开始,大量的能量被释放,降雪的影响系统开始减弱,降雪区近地面层由辐合变为辐散,逐渐向消亡阶段发展。5.3.4 垂直速度特征模拟分析

在这次降雪过程中,酒泉上空维持着很强的垂直上升运动。图7分别是WRF模式预报的3月14日02:00和14:00的垂直速度特征剖面模拟。模拟结果显示:14日02:00,酒泉上空从近地面到100 hPa为上升运动,最大上升运动出现在500~400 hPa之间,中心值为13.28cm?s-1,垂直运动区的东西方向的水平尺度不足100km;08:00,在酒泉上空依然存在上升运动,但强度有所减弱,上升运动区的顶部下降到350hPa附近。到了14:00,酒泉附近600~100hPa继续维持强盛的上升运动

,

图7 2005年3月14日垂直速度垂直剖面(单位:cm?s-1)

其余说明同图6

Fig.7 The longitude2height cross2section of vertical velocity on14March2005.Unit:cm?s-1

Others are the same as Fig.6

37

 1期陶健红等:WRF模式对一次河西暴雪的数值模拟分析

图8 2005年3月14日相对湿度的垂直剖面(单位:%)

(a)14:00,(b)20:00

Fig.8 The longitude2height cross2section of relative humidity on14March2005.Unit:%

最大的上升运动在500~400hPa之间,且明显加强,最大速度达18.86cm?s-1;在酒泉西测600~150hPa为一个深厚的下沉运动层,垂直速度为-7.47cm?s-1。可以看出,正是酒泉上空的对流运动的迅速加强,造成了14日14:00~20:00之间的降雪相对集中的时段。图7还显示出降雪增大时,强对流中心持续维持,并逐渐向东运动,直到15日08:00逐步减弱消失,降雪结束。

5.3.5 相对湿度场特征模拟分析

对酒泉附近相对湿度场进行模拟分析,可以看出,这次降雪的水汽是随着西北气流输送到降雪区的。从3月13日20:00~14日14:00,近地面到500hPa以下的气层中,相对湿度>80%较湿润的气团逐渐向东移动,为降雪提供了比较充沛的水汽。

图8分别是3月14日14:00和20:00的相对湿度垂直剖面图。14日08:00(图略),酒泉以西近地面到500hPa之间有一相对湿度>88%的高湿区,最大值为96.3%,在600hPa附近。随着偏西气流的引导,湿气团逐渐向酒泉方向移动,14:00,高湿区向东扩展,酒泉上空500hPa以下的相对湿度也达到了88%以上,为降雪的发生提供了充沛的水汽。到20:00,酒泉上空500hPa以下的气团仍然维持较大的相对湿度。但是,由于14:00~20:00之间,酒泉的降雪强度较大,凝结耗费了大量水汽,在600hPa高度层酒泉上空出现了一个相对的低值区域。

6 结论

通过对河西西部(祁连山西段)的一次暴雪天气过程的数值模拟分析,说明WRF模式对中小尺度暴雪有较强的模拟和预报能力,揭示了影响暴雪发生发展的因子,得到以下结论:

(1) 在形成这次暴雪过程中,地面冷锋、低空风场切变线、与高空强锋区相对应的高空急流的合理配置加强了酒泉暴雪区的垂直环流的发展,使降雪区域对流发展。

(2) 出现暴雪时最大辐合层在600hPa附近, 500hPa以上则表现为一个深厚的辐散层。随着强降雪的开始,降雪区近地面层由辐合变为辐散,反映出由于能量释放,降雪的影响系统开始逐渐消亡。

(3) 在降雪过程中始终伴随着具有中小尺度特征强烈垂直上升运动区,最大上升运动在500~400hPa之间。

(4) 降雪的水汽来源于西风气流,水汽输送在600hPa的最强。600hPa的强水汽输送和强辐合保证了产生降雪必需的水汽条件。

参考文献

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Simulation and Analysis of H eavy Snow fall in the H exi

Corridor with WRF Model

TAO Jian 2hong 1-2, ZHAN G Xin 2rong 1-2, ZHAN G Tie 2jun 1-2, J I Hui 2min 1-2

(1.L anz hou Cent ral Meteorological Observatory ,L anz hou 730020,China;

2.Model L aboratory of L anz hou Ragional Meteorological Center ,L anz hou 730020,China )

Abstract :Numerical simulation is made wit h t he new generation numerical model 2WRF (Weat her Re 2

search and Forecast )on a heavy snow process happened in t he Hexi Corridor during 13~16March 2005.It is clear t hat t he WRF model can make good simulation about t he snowfall distribution.Main conclu 2sions are as follows :(1)The app ropriate collocation of cold f ront of surface ,shear of lower 2level wind field and upper 2level jet enhances t he develop ment of vertical circumfluence.(2)There is t he maximum convergent 600hPa ,and t he divergent is above 500hPa when t he heavy snowfall is happened.Wit h t he beginning of t he snowfall ,t he meso scale synoptic system fades gradually.(3)There is intense mesoscale ascending motion in t he whole snowfall process ,and t he ascending motion between 500~400hPa is t he st rongest.(4)The westerlies (especially 600hPa )support s enough water vapor to t he area of snowfall.

K ey w ords :The Hexi corridor ;Heavy snowfall ;WRF simulation

5

7 1期

陶健红等:WRF 模式对一次河西暴雪的数值模拟分析

WRF-Chem模式介绍完整版

第二章WRF-Chem模式介绍 WRF-Chem模式是由美国NOAA 预报系统实验室(FSL)开发的,气象模式(WRF)和化学模式(Chem)在线完全耦合的新一代的区域空气质量模式。图2.1给出了WRF-Chem的流程框架图。 WRF-chem包含了一种全新的大气化学模式理念。它的化学和气象过程使用相同的水平和垂直坐标系,相同的物理参数化方案,不存在时间上的插值,并且能够考虑化学对气象过程的反馈作用。有别于这之前的大气化学模式,如SAQM 模式、CALGRID模式、MODEL3-CAMQ模式等,它们的气象过程和化学过程是分开的,一般先运行中尺度气象模式,得到一定时间间隔的气象场,然后提供给化学模式使用。这样分开处理以后,存在一些问题:首先,利用这样的气象资料驱动化学过程的时候就存在时间和空间上的插值,而且丢失了一些小于输出间隔的气象过程,如一次短时间的降水等,而这些过程对化学过程来说可能是很重要的;其次,气象模式和化学模式使用的物理参数化方案可能是不一样的;再次,不能考虑化学过程对气象过程的反馈作用。事实上,在实际大气中化学和气象过程是同时发生的,并且能够互相影响,如气溶胶能影响地气系统辐射平衡,气溶胶作为云凝结核,能影响降水,而气温、云和降水对化学过程也有非常强烈的影响。因此,WRF-Chem能够模拟再现一种更加真实的大气环境。 最初版本的WRF-chem在2002年推出,目前的版本为V3.1(2009年4月16日),本文所采用的是WRF-chem V3.0。

图2.1 WRF-Chem流程图(来自WRF-Chem V3 用户手册) WRF ( Weather Research Forecast , Skamarock et al., 2008)模式系统是美国气象界联合开发的新一代中尺度预报模式和同化系统。WRF模式是一个可用来进行1至10公里内高分辨率模拟的数值模式,同时,也是一个可以做各种不同广泛应用的数值模式,例如:业务单位正规预报、区域气候模拟、空气质量模拟,理想个例模拟实验等。故此模式发展的主要目的是改进现有的中尺度数值模式,例如:MM5(NCAR)、ETA(NCEP/NOAA)、RUC(FSL/NOAA)等,希望可以将学术研究以及业务单位所使用的数值模式整合成单一系统。这个模式采用高度模块化、并行化和分层设计技术,集成了迄今为止在中尺度方面的研究成果。模拟和 实时预报试验表明,WRF模式系统在预报各种天气中都具有较好的性能,具有广

WRF模式及数据介绍

模式及数据介绍 1 模式介绍 近年来,随着大气科学、计算机技术以及地基与空基遥感技术等多个学科领域的发展,数值天气预报学科也得到了飞跃性的发展。为了提高中小尺度灾害性天气预报的准确率,近30年的时间里中尺度数值模拟的研究得到了更多的重视。虽然仍无法避免模式带来的预报误差,但其值已明显的减小。宁贵财【16】等,采用WRF V3.3.1 中尺度预报模式研究北京地区2012年7月的一次暴雨过程时很好的模拟出了暴雨落区和24小时累积降水量等。何由【17】等利用WRF 模式采用无嵌套方案模拟青藏高原一次暴雨过程时也较好地模拟出了强降水雨带的位置和中心、降水强度以及降水范围等。因此WRF中尺度数值预报模式对暴雨过程的模拟时有着良好的效果。 WRF 模式是由美国国家大气研究中心(NCAR)、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)以及天气预报系统实验室(FSL)等研究机构和大学联合开发的新一代高分辨率、非静力平衡的中尺度数值模式,简称WRF(Weather Research and Forecast)【18】。 WRF 模式主要包括四个部分组成:WRF的标准初始化模块(WRF SI)、同化系统(包括三维变分同化)、动力内核以及后处理模块【19】。模式中动力内核部分可分为ARW(用于科学研究)和NMM(用于业务预报)两种模块。后处理部分(图形软件)主要对模式的输出结果进行分析并处理,将模式面物理量转换到标准等压面、诊断分析物理场和图形数据转换等,模式流程图见图2.1。

图2.1 WRF 模式流程图 2.2 资料介绍 本文所用的降水资料为甘肃省加密雨量站实际观测资料。模式模拟的初始资料采用NCEP (National Centers for Environmental Prediction )提供的每6小时一次的(经度) 格点的再分析资料【20】。目前,数值预报被视为最主要的天气预报工具,而数值预报常常被归结为一个初值问题,因此模式初值的改善一直是数值预报本地化研究的重要内容【21】。 随着模式的不断升级,其同化系统功能不断加强。由于,目前数值预报模式能够相当真实的描写和模拟出实际天气过程的发展演变。因此,为了能够有效的利用各种常规、非常规观测资料来形成较准确的模式初始场,已经成为进一步提高数值预报水平的关键问题。这种情况下,国内外学者已基于WRF 模式展开了广泛的应用研究【22-24】。Xiao 等【25】利用MM5-3DV AR 系统检验多普勒径向速度直接同化对一次暴雨个例的影响,研究结果表明,同化试验能够较好的提高雨带走向和降水强度。多WPS ARW-WRF 主模块 WRF 后处理系统 Namelist.wps metgrid ARWpost 等 wrf real ungrib geogrid

WRF模式简单操作技巧-中文指南

WRF 模式操作指南 The Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences Northeast Institute of Geography and Agroecology, Chinese Academy of Sciences 中国科学院大气物理研究所 中国科学院东北地理与农业生态研究所 二○一七年三月二十日

目录 1. WRF模式简介 (1) 2. WRF模式的安装 (2) 2.1 安装环境 (2) 2.2 模式源程序 (2) 2.3 NetCDF函数库的安装 (2) 2.4 标准初始化(SI)的安装 (6) 2.5 WRF模式的安装 (9) 3. WRF模式与T213模式嵌套 (17) 3.1 嵌套方案 (17) 3.2 嵌套程序设计 (17) 3.3编译嵌套程序 (21) 3.4 嵌套的实现 (22) 4. WRF模式系统的运行 (29) 4.1 理想大气方案 (29) 4.2 真实大气方案 (32) 5. WRF模式系统作业卡 (47) 5.1 源程序 (47) 5.2 真实大气方案 (48) 6. 模式结果的显示处理 (61) 6.1 Vis5D格式 (61) 6.2 MICAPS格式 (62) 6.2 GrADS格式 (65) 附录1. WRF模式参数配置说明 (68) 附录2. T213场库参数表 (78)

WRF模式系统安装/调试技术报告 1. WRF模式简介 WRF(Weather Research Forecast)模式系统是由许多美国研究部门及大学的科学家共同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模式系统的开发计划是在1997年由NCAR中小尺度气象处、NCEP的环境模拟中心、FSL的预报研究处和奥克拉荷马大学的风暴分析预报中心四部门联合发起建立的,并由国家自然科学基金和NOAA共同支持。现在,这项计划,得到了许多其他研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究。WRF模式系统具有可移植、易维护、可扩充、高效率、方便的等诸多特性,将为新的科研成果运用于业务预报模式更为便捷,并使得科技人员在大学、科研单位及业务部门之间的交流变得更加容易。 WRF模式系统将成为改进从云尺度到天气尺度等不同尺度重要天气特征预报精度的工具。重点考虑1-10公里的水平网格。模式将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,同时具有多重嵌套及易于定位于不同地理位置的能力。它将很好的适应从理想化的研究到业务预报等应用的需要,并具有便于进一步加强完善的灵活性。 WRF模式作为一个公共模式,由NCAR负责维护和技术支持,免费对外发布。第一版的发布在2000年11月30日。随后在2001年5月8日,第二次发布了WRF模式,版本号为1.1。2001年11月6日,很快进行了模式的第三次发布,只是改了两个错误,没有很大的改动,因此版本号定为1.1.1。直到2002年4月24日,才正式第四次发布,版本号为1.2。同样,在稍微修改一些错误后,2002年5月22日第五次版发布模式系统,版本号为1.2.1。原定于2002年10月份左右的第六次发布,直到2003年3月20才推出,版本号为1.3。2003年11月21日进行了更新。2004年5月21日推出了嵌套版本V2.0。2004年6月3日进行了更新。到2006年1月30日为止最新版本为2.1.2。

WRF模式运行指南

WRF 模式运行指南(2007.8.24~2007.8.30) 国家气象中心数值预报室 (内部资料请勿扩散) 二○○七年八月二十四日

目录 1. WRF模式简介 (1) 2. WRF模式的安装 (2) 2.1 安装环境 (2) 2.2 模式源程序 (2) 2.3 NetCDF函数库的安装 (2) 2.4 WRF模式的安装 (6) 2.5资料前处理系统(WPS)的安装 (9) 3. WRF模式与T213模式连接 (17) 3.1 连接方案 (17) 3.2 连接程序设计 (17) 3.3编译连接程序 (21) 3.4 连接的实现 (22) 4. WRF模式系统的运行 (29) 4.1 理想大气方案 (29) 4.2 真实大气方案 (32) 5. WRF模式系统作业卡 (47) 5.1 源程序 (47) 5.2 真实大气方案 (48) 6. 模式结果的显示处理 (61) 6.1 Vis5D格式 (61) 6.2 MICAPS格式 (62) 6.2 GrADS格式 (65) 附录1. WRF模式参数配置说明 (68) 附录2. T213场库参数表 (78)

WRF模式系统安装/调试技术报告 数值预报室邓莲堂 1. WRF模式简介 WRF(Weather Research Forecast)模式系统是由许多美国研究部门及大学的科学家共同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模式系统的开发计划是在1997年由NCAR中小尺度气象处、NCEP的环境模拟中心、FSL的预报研究处和奥克拉荷马大学的风暴分析预报中心四部门联合发起建立的,并由国家自然科学基金和NOAA共同支持。现在,这项计划,得到了许多其他研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究。WRF模式系统具有可移植、易维护、可扩充、高效率、方便的等诸多特性,将为新的科研成果运用于业务预报模式更为便捷,并使得科技人员在大学、科研单位及业务部门之间的交流变得更加容易。 WRF模式系统将成为改进从云尺度到天气尺度等不同尺度重要天气特征预报精度的工具。重点考虑1-10公里的水平网格。模式将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,同时具有多重嵌套及易于定位于不同地理位置的能力。它将很好的适应从理想化的研究到业务预报等应用的需要,并具有便于进一步加强完善的灵活性。 WRF模式作为一个公共模式,由NCAR负责维护和技术支持,免费对外发布。第一版的发布在2000年11月30日。随后在2001年5月8日,第二次发布了WRF模式,版本号为1.1。2001年11月6日,很快进行了模式的第三次发布,只是改了两个错误,没有很大的改动,因此版本号定为1.1.1。直到2002年4月24日,才正式第四次发布,版本号为1.2。同样,在稍微修改一些错误后,2002年5月22日第五次版发布模式系统,版本号为1.2.1。原定于2002年10月份左右的第六次发布,直到2003年3月20才推出,版本号为1.3。2003年11月21日进行了更新。2004年5月21日推出了嵌套版本V2.0。2004年6月3日进行了更新。2006年1月30日升级为新版本2.1.2。2006年11月22日升级为2.2版。

WRF模式和WRFDA模式安装

WRF和WRFDA安装过程 一、WRF安装 设置环境变量 export FC=ifort export SFC=ifort export CC=icc export SCC=icc export CXX=icpc export CPP='icc -E' export CXXCPP='icpc -E' 注:需要安装netcdf,对于4.0以上版本,需要先安装hdf5 1.安装HDF库 configure --prefix=/path/to/hdf CC=icc FC=ifort --enable-fortran --enable-cxx 2.安装netcdf 首先安装netcdf 的C库 (./configure --prefix=/SWFIS/zhangxz/netcdf CC=icc FC=ifort CPPFLAGS=-I/SWFIS/zhangxz/hdf/include LDFLAGS=-L/SWFIS/zhangxz/hdf/lib --enable-hdf4 LIBS=-L/SWFIS/zhangxz/hdf)为了安装支持hdf4 ./configure --prefix=/SWFIS/zhangxz/netcdf CC=icc FC=ifort CPPFLAGS=-I/SWFIS/zhangxz/hdf/include LDFLAGS=-L/SWFIS/zhangxz/hdf/lib 正常安装方法 如果编译出现错误,make clean也是解决方法之一 安装netcdf_fortran 安装本fortran时,一定要,先设置环境变量 ###############NETCDF############ export NETCDF=/SWFIS/HOME/tswfis/wrflib/netcdf export NETCDF_LIB=$NETCDF/lib export NETCDF_INC=$NETCDF/include export LD_LIBRARY_PATH=${NETCDF_LIB}:${LD_LIBRARY_PATH} configure --prefix=/SWFIS/zhangxz/netcdf CPPFLAGS=-I/pathtonetcdf/include LDFLAGS=-L/pathtonetcdf/lib 二、WPS安装 注意:geog文件 需要zlib,jasper,png如果需要处理grib2数据 1.安装zlib 安装libpng前一定要先安装zlib zlib安装中可能会遇到无法复制到include中 因此编译完成后需要手动安装libz.a和.h 2.安装jasper configure --prefix make && make install ##########################WRF JASPER######################## export JASPER=/SWFIS/WRF_AUX/jasper export JASPERLIB=/SWFIS/WRF_AUX/jasper/lib export JASPERINC=/SWFIS/WRF_AUX/jasper/include export LD_LIBRARY_PATH="${JASPERLIB}:${LD_LIBRARY_PATH}" 3.安装png 下载了高版本的1.6.21 configure --prefix make && make install 三、WRFDA安装 export BUFR=1 export WRF_DA_CORE=1 ./configure wrfda 选择dmpar ./compile all_wrfvar

WRF模式上机手册

WRF模式上机手册 一.安装 1.登陆系统 连接服务器:telnet 172.16.21.200(如果是用客户端软件,则直接用客户端软件进行登陆)输入用户名:*** 输入密码:***** 创建自己的用户目录(如huangq):mkdir huangq 进到用户自己的目录(如huangq):cd huangq 2.编译安装WRF模式主体 1)获取源程序包(获取源程序代码可从WRF的官方网站下载, https://www.wendangku.net/doc/ce4767581.html,/wrf/users/download/get_sources.html 2) cp /public1/Model/WRFV3.7.TAR.gz ./ 3)解压源程序压缩包 tar –xzvf WRFV3.7.TAR 4)进入释放后的源程序目录 cd WRFV3 5)设置环境变量NETCDF export NETCDF= /public/software/mathlib/netcdf/4.3.0/intel/ 6)配置编译环境 ./configure 出现如下的选择列表: checking for perl5... no checking for perl... found /usr/bin/perl (perl) Will use NETCDF in dir: /public/software/mathlib/netcdf/4.3.0/intel/ PHDF5 not set in environment. Will configure WRF for use without. Will use 'time' to report timing information If you REALL Y want Grib2 output from WRF, modify the arch/Config_new.pl script. Right now you are not getting the Jasper lib, from the environment, compiled into WRF. ------------------------------------------------------------------------ Please select from among the following Linux x86_64 options: 1. (serial) 2. (smpar) 3. (dmpar) 4. (dm+sm) PGI (pgf90/gcc) 5. (serial) 6. (smpar) 7. (dmpar) 8. (dm+sm) PGI (pgf90/pgcc): SGI MPT 9. (serial) 10. (smpar) 11. (dmpar) 12. (dm+sm) PGI (pgf90/gcc): PGI accelerator 13. (serial) 14. (smpar) 15. (dmpar) 16. (dm+sm) INTEL (ifort/icc) 17. (dm+sm) INTEL (ifort/icc): Xeon Phi (MIC architecture)

WRF模式运行指南

WRF 模式运行指南 () 国家气象中心数值预报室 (内部资料请勿扩散) 二○○六年三月十三日

目录 1. WRF模式简介 (1) 2. WRF模式的安装 (2) 安装环境 (2) 模式源程序 (2) NetCDF函数库的安装 (2) 标准初始化(SI)的安装 (6) WRF模式的安装 (9) 3. WRF模式与T213模式嵌套 (17) 嵌套方案 (17) 嵌套程序设计 (17) 编译嵌套程序 (21) 嵌套的实现 (22) 4. WRF模式系统的运行 (29) 理想大气方案 (29) 真实大气方案 (32) 5. WRF模式系统作业卡 (47) 源程序 (47) 真实大气方案 (48) 6. 模式结果的显示处理 (61) Vis5D格式 (61) MICAPS格式 (62) GrADS格式 (65) 附录1. WRF模式参数配置说明 (68) 附录2. T213场库参数表 (78)

WRF模式系统安装/调试技术报告 数值预报室邓莲堂 1. WRF模式简介 WRF(Weather Research Forecast)模式系统是由许多美国研究部门及大学的科学家共同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模式系统的开发计划是在1997年由NCAR中小尺度气象处、NCEP的环境模拟中心、FSL的预报研究处和奥克拉荷马大学的风暴分析预报中心四部门联合发起建立的,并由国家自然科学基金和NOAA共同支持。现在,这项计划,得到了许多其他研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究。WRF模式系统具有可移植、易维护、可扩充、高效率、方便的等诸多特性,将为新的科研成果运用于业务预报模式更为便捷,并使得科技人员在大学、科研单位及业务部门之间的交流变得更加容易。 WRF模式系统将成为改进从云尺度到天气尺度等不同尺度重要天气特征预报精度的工具。重点考虑1-10公里的水平网格。模式将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,同时具有多重嵌套及易于定位于不同地理位置的能力。它将很好的适应从理想化的研究到业务预报等应用的需要,并具有便于进一步加强完善的灵活性。 WRF模式作为一个公共模式,由NCAR负责维护和技术支持,免费对外发布。第一版的发布在2000年11月30日。随后在2001年5月8日,第二次发布了WRF模式,版本号为。2001年11月6日,很快进行了模式的第三次发布,只是改了两个错误,没有很大的改动,因此版本号定为。直到2002年4月24日,才正式第四次发布,版本号为。同样,在稍微修改一些错误后,2002年5月22日第五次版发布模式系统,版本号为。原定于2002年10月份左右的第六次发布,直到2003年3月20才推出,版本号为。2003年11月21日进行了更新。2004年5月21日推出了嵌套版本。2004年6月3日进行了更新。到2006年1月30日为止最新版本为。

WRF模式简易操作中文指南

W R F模式简易操作中文 指南 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

WRF 模式操作指南 The Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences Northeast Institute of Geography and Agroecology, Chinese Academy of Sciences 中国科学院大气物理研究所 中国科学院东北地理与农业生态研究所 二○一七年三月二十日

目录 1. WRF模式简介 (1) 2. WRF模式的安装 (2) 安装环境 (2) 模式源程序 (2) NetCDF函数库的安装 (2) 标准初始化(SI)的安装 (6) WRF模式的安装 (9) 3. WRF模式与T213模式嵌套 (17) 嵌套方案 (17) 嵌套程序设计 (17) 编译嵌套程序 (21) 嵌套的实现 (22) 4. WRF模式系统的运行 (29) 理想大气方案 (29) 真实大气方案 (32) 5. WRF模式系统作业卡 (47) 源程序 (47) 真实大气方案 (48) 6. 模式结果的显示处理 (61) Vis5D格式 (61) MICAPS格式 (62) GrADS格式 (65)

附录1. WRF模式参数配置说明 (68) 附录2. T213场库参数表 (78)

WRF模式系统安装/调试技术报告 1. WRF模式简介 WRF(Weather Research Forecast)模式系统是由许多美国研究部门及大学的科学家共同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模式系统的开发计划是在1997年由NCAR中小尺度气象处、NCEP的环境模拟中心、FSL的预报研究处和奥克拉荷马大学的风暴分析预报中心四部门联合发起建立的,并由国家自然科学基金和NOAA共同支持。现在,这项计划,得到了许多其他研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究。WRF模式系统具有可移植、易维护、可扩充、高效率、方便的等诸多特性,将为新的科研成果运用于业务预报模式更为便捷,并使得科技人员在大学、科研单位及业务部门之间的交流变得更加容易。 WRF模式系统将成为改进从云尺度到天气尺度等不同尺度重要天气特征预报精度的工具。重点考虑1-10公里的水平网格。模式将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,同时具有多重嵌套及易于定位于不同地理位置的能力。它将很好的适应从理想化的研究到业务预报等应用的需要,并具有便于进一步加强完善的灵活性。 2004年5月21日推出了嵌套版本。2004年6月3日进行了更新。

WRF模式简易操作中文指南

W R F模式简易操作中文指 南 The pony was revised in January 2021

WRF 模式操作指南 The Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences Northeast Institute of Geography and Agroecology, Chinese Academy of Sciences 中国科学院大气物理研究所 中国科学院东北地理与农业生态研究所 二○一七年三月二十日

目录 1. WRF模式简介 (1) 2. WRF模式的安装 (2) 安装环境 (2) 模式源程序 (2) NetCDF函数库的安装 (2) 标准初始化(SI)的安装 (6) WRF模式的安装 (9) 3. WRF模式与T213模式嵌套 (17) 嵌套方案 (17) 嵌套程序设计 (17) 编译嵌套程序 (21) 嵌套的实现 (22) 4. WRF模式系统的运行 (29) 理想大气方案 (29) 真实大气方案 (32)

5. WRF模式系统作业卡 (47) 源程序 (47) 真实大气方案 (48) 6. 模式结果的显示处理 (61) Vis5D格式 (61) MICAPS格式 (62) GrADS格式 (65) 附录1. WRF模式参数配置说明 (68) 附录2. T213场库参数表 (78)

WRF模式系统安装/调试技术报告 1. WRF模式简介 WRF(Weather Research Forecast)模式系统是由许多美国研究部门及大学的科学家共同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模式系统的开发计划是在1997年由NCAR中小尺度气象处、NCEP的环境模拟中心、FSL的预报研究处和奥克拉荷马大学的风暴分析预报中心四部门联合发起建立的,并由国家自然科学基金和NOAA共同支持。现在,这项计划,得到了许多其他研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究。WRF模式系统具有可移植、易维护、可扩充、高效率、方便的等诸多特性,将为新的科研成果运用于业务预报模式更为便捷,并使得科技人员在大学、科研单位及业务部门之间的交流变得更加容易。 WRF模式系统将成为改进从云尺度到天气尺度等不同尺度重要天气特征预报精度的工具。重点考虑1-10公里的水平网格。模式将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,同时具有多重嵌套及易于定位于不同地理位置的能力。它将很好的适应从理想化的研究到业务预报等应用的需要,并具有便于进一步加强完善的灵活性。 WRF模式作为一个公共模式,由NCAR负责维护和技术支持,免费对外发布。第一版的发布在2000年11月30日。随后在2001年5月8日,第二次发布了WRF模式,版本号为。2001年11月6日,很快进行了模式的第三次发布,只是改了两个错误,没有很大的改动,因此版本号定为。直到2002年4月

WRF-Chem模式介绍完整版

WRF-Chem模式介绍完整版 第二章 WRF-Chem模式介绍 WRF-Chem模式是由美国NOAA 预报系统实验室(FSL)开发的,气象模式(WRF)和化学模式(Chem)在线完全耦合的新一代的区域空气质量模式。图2.1给出了WRF-Chem的流程框架图。 WRF-chem包含了一种全新的大气化学模式理念。它的化学和气象过程使用相同的水平和垂直坐标系,相同的物理参数化方案,不存在时间上的插值,并且能够考虑化学对气象过程的反馈作用。有别于这之前的大气化学模式,如SAQM模式、CALGRID模式、MODEL3-CAMQ模式等,它们的气象过程和化学过程是分开的,一般先运行中尺度气象模式,得到一定时间间隔的气象场,然后提供给化学模式使用。这样分开处理以后,存在一些问题:首先,利用这样的气象资料驱动化学过程的时候就存在时间和空间上的插值,而且丢失了一些小于输出间隔的气象过程,如一次短时间的降水等,而这些过程对化学过程来说可能是很重要的;其次,气象模式和化学模式使用的物理参数化方案可能是不一样的;再次,不能考虑化学过程对气象过程的反馈作用。事实上,在实际大气中化学和气象过程是同时发生的,并且能够互相影响,如气溶胶能影响地气系统辐射平衡,气溶胶作为云凝结核,能影响降水,而气温、云和降水对化学过程也有非常强烈的影响。因此,WRF-Chem能够模拟再现一种更加真实的大气环境。 最初版本的WRF-chem在2002年推出,目前的版本为V3.1(2009年4月16日),本文所采用的是WRF-chem V3.0。

图2.1 WRF-Chem流程图(来自WRF-Chem V3 用户手册) WRF ( Weather Research Forecast , Skamarock et al., 2008)模式系统是美国气象界联合开发的新一代中尺度预报模式和同化系统。WRF模式是一个可用来进行1至10公里内高分辨率模拟的数值模式,同时,也是一个可以做各种不同广泛应用的数值模式,例如:业务单位正规预报、区域气候模拟、空气质量模拟,理想个例模拟实验等。故此模式发展的主要目的是改进现有的中尺度数值模式,例如:MM5(NCAR)、ETA(NCEP/NOAA)、RUC(FSL/NOAA)等,希望可以将学术研究以及业务单位所使用的数值模式整合成单一系统。这个模式采用高度模块化、并行化和分层设计技术,集成了迄今为止在中尺度方面的研究成果。模拟和实时预报试验表明,WRF模式系统在预报各种天气中都具有较好的性能,具有广 阔的应用前景。

WRF模式运行手册

WRF 模式运行手册 二○一○年八月二十四日

目录 第一部分WRF模式介绍 (3) 第二部分模式运行环境搭建 (3) 1、所需的各种组件 (3) 2、Linux操作系统(略) (4) 3、安装PGI (4) 4、安装netcdf (5) 5、安装ncl (6) 第三部分模式的编译安装 (7) 1、编译安装WRF模式主体 (7) 2、编译WPS (8) 3、安装WRFDA (9) 4、安装RIP4 (10) 第四部分模式的运行 (11) 一、运行WPS,进行数据前处理 (11) 二、运行WRF 模式主体 (13) 附录1 WRF模式参数配置说明 (15) 附录2 Linux/UNIX常用命令速查手册 (32) 附录3 网络资源 (42)

第一部分WRF模式介绍 WRF(Weather Research Forecast)模式系统是由许多美国研究部门及大学的科学家共同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模式系统的开发计划是在1997年由NCAR中小尺度气象处、NCEP的环境模拟中心、FSL 的预报研究处和奥克拉荷马大学的风暴分析预报中心四部门联合发起建立的,并由国家自然科学基金和NOAA共同支持。现在,这项计划,得到了许多其他研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究。WRF模式系统具有可移植、易维护、可扩充、高效率、方便的等诸多特性,将为新的科研成果运用于业务预报模式更为便捷,并使得科技人员在大学、科研单位及业务部门之间的交流变得更加容易。 WRF模式系统将成为改进从云尺度到天气尺度等不同尺度重要天气特征预报精度的工具。重点考虑1-10公里的水平网格。模式将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,同时具有多重嵌套及易于定位于不同地理位置的能力。它将很好的适应从理想化的研究到业务预报等应用的需要,并具有便于进一步加强完善的灵活性。 第二部分模式运行环境搭建 1、所需的各种组件: (1)一般的32位或64位PC均可,当然也可以是集群或高性能计算机 (2)一般的Linux操作系统或类Unix操作系统 (3)基本的编译环境,例如gcc 、perl、BourneShell、CShell、make、m4、sed、awk等等以及相应的库 (4)Fortran编译器,一般用PGI或Intel的 (5) NetCDF (Because most of the WRF post-processing packages assume that the data from the WRF model, the WPS package, or the WRF-Var program is using the netCDF libraries) (6) 如果是要跑并行的,一般就可以装mpich或openmpi

WRF中尺度天气预报模式简介

ARW模式系统简介一.概述 1997年美国国家大气研究中心(NCAR)中小尺度气象处 (MMM)、国家环境预报中心(NCEP)的环境模拟中心(EMC)、预 报系统试验室的预报研究处(FRD)和俄克拉荷马大学的风暴 分析预报中心(CAPS)四部门联合发起新一代高分辨率中尺度 天气研究预报模式WRF(Weather Research Forecast)开发计 划,拟重点解决分辨率为1~10Km、时效为60h以内的有限区域 天气预报和模拟问题。该计划由美国国家自然科学基金会 (NSF)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)共同支持,1998年 已形成共同开发的标准,2000年2月被确定为实现美国天气研 究计划(USWRP)主要目标而制定的研究实施计划之一。现在, 这项计划吸引了许多其它研究部门及大学的科学家共同参 与。WRF在发展过程中由于科研与业务的不同需求,形成了两 个不同的版本,一个是在NCAR的MM5模式基础上发展的 ARW(Advanced Research WRF),另一个是在NCEP的Eta模式上 发展而来的NMM(Nonhydrostatic Mesoscale Model)[1、2]。 ARW作为一个公共模式,由NCAR负责维护和技术支持, 免费对外发布。第一版发布于2000年11月30日,随后在2001年5月8日发布了1.1版。2001年11月6日,很快进行了模式的第三次发布,只是改了两个错误,没有很大的改动,因此版本号定 为1.1.1。直到2002年4月24日,才正式第四次发布,版本号为1.2。同样,在稍微修改一些错误后,2002年5月22日第五次发布模式系统,版本号为1.2.1。原定于2002年10月前后的第六次发布,直到2003年3月20才推出,版本号为1.3。2003年11月21日进行了更新。2004年5月21日推出了嵌套版本V2.0。2004年6月3日进行了更新,至2006年1月30日为止最新版本为2.1.2[3]。本文主要介绍的是NCAR的ARW模式嵌套版本V2.1,同时 对ARW和MM5进行简单的对比。 二.ARW的程序结构 2.1ARW的程序概况 ARW的程序总共250,000行,其中50,000行为程序框架, 100,000行为科学计算部分,40,000行为外部程序包,其余的 60,000行由编译工具自动产生,见图1所示。

WRF模式运行指南

WRF 模式运行指南(2006.3.13~2006.3.22) 国家气象中心数值预报室 (内部资料请勿扩散) 二○○六年三月十三日

目录 1. WRF模式简介 (1) 2. WRF模式的安装 (2) 2.1 安装环境 (2) 2.2 模式源程序 (2) 2.3 NetCDF函数库的安装 (2) 2.4 标准初始化(SI)的安装 (6) 2.5 WRF模式的安装 (9) 3. WRF模式与T213模式嵌套 (17) 3.1 嵌套方案 (17) 3.2 嵌套程序设计 (17) 3.3编译嵌套程序 (21) 3.4 嵌套的实现 (22) 4. WRF模式系统的运行 (29) 4.1 理想大气方案 (29) 4.2 真实大气方案 (32) 5. WRF模式系统作业卡 (47) 5.1 源程序 (47) 5.2 真实大气方案 (48) 6. 模式结果的显示处理 (61) 6.1 Vis5D格式 (61) 6.2 MICAPS格式 (62) 6.2 GrADS格式 (65) 附录1. WRF模式参数配置说明 (68) 附录2. T213场库参数表 (78)

WRF模式系统安装/调试技术报告 数值预报室邓莲堂 1. WRF模式简介 WRF(Weather Research Forecast)模式系统是由许多美国研究部门及大学的科学家共同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模式系统的开发计划是在1997年由NCAR中小尺度气象处、NCEP的环境模拟中心、FSL的预报研究处和奥克拉荷马大学的风暴分析预报中心四部门联合发起建立的,并由国家自然科学基金和NOAA共同支持。现在,这项计划,得到了许多其他研究部门及大学的科学家共同参与进行开发研究。WRF模式系统具有可移植、易维护、可扩充、高效率、方便的等诸多特性,将为新的科研成果运用于业务预报模式更为便捷,并使得科技人员在大学、科研单位及业务部门之间的交流变得更加容易。 WRF模式系统将成为改进从云尺度到天气尺度等不同尺度重要天气特征预报精度的工具。重点考虑1-10公里的水平网格。模式将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,同时具有多重嵌套及易于定位于不同地理位置的能力。它将很好的适应从理想化的研究到业务预报等应用的需要,并具有便于进一步加强完善的灵活性。 WRF模式作为一个公共模式,由NCAR负责维护和技术支持,免费对外发布。第一版的发布在2000年11月30日。随后在2001年5月8日,第二次发布了WRF模式,版本号为1.1。2001年11月6日,很快进行了模式的第三次发布,只是改了两个错误,没有很大的改动,因此版本号定为1.1.1。直到2002年4月24日,才正式第四次发布,版本号为1.2。同样,在稍微修改一些错误后,2002年5月22日第五次版发布模式系统,版本号为1.2.1。原定于2002年10月份左右的第六次发布,直到2003年3月20才推出,版本号为1.3。2003年11月21日进行了更新。2004年5月21日推出了嵌套版本V2.0。2004年6月3日进行了更新。到2006年1月30日为止最新版本为2.1.2。

WRF模式运行手册

WRF 模式运?行?手册 ?二○?一○年?八?月?二?十四?日 ?目 录 第?一部分 WRF模式介绍3 第?二部分模式运?行环境搭建3 1、所需的各种组件3 2、Linux操作系统(略)4 3、安装PGI4 4、安装netcdf5 5、安装ncl6 第三部分模式的编译安装7 1、编译安装WRF模式主体7 2、编译WPS8 3、安装WRFDA9 4、安装RIP410 第四部分模式的运?行11 ?一、运?行WPS,进?行数据前处理11 ?二、运?行WRF 模式主体13 附录1 WRF模式参数配置说明15 附录2 Linux/UNIX常?用命令速查?手册31 附录3 ?网络资源40 第?一部分 WRF模式介绍 WRF(Weather Research Forecast)模式系统是由许多美国研究部门及?大学的科学家共同参与进?行开发研究的新?一代中尺度预报模式和同化系统。WRF模式系统的开发计划是在1997年由NCAR中?小尺度?气象处、NCEP的环境模拟中?心、FSL的预报研究处和奥克拉荷马?大学的风暴分析预报中?心四部门联合发起建?立的,并由国家?自然科学基?金和NOAA共同?支持。现在,这项计划,得到了许多其他研究部门及?大学的科学家共同参与进?行开发研究。WRF模式系统具有可移植、易维护、可扩充、?高效率、?方便的等诸多特性,将为新的科研成果运?用于业务预报模式更为便捷,并使得科技?人员在?大学、科研单位及业务部门之间的交流变得更加容易。

交流变得更加容易。 WRF模式系统将成为改进从云尺度到天?气尺度等不同尺度重要天?气特征预报精度的?工具。重点考虑1-10公?里的?水平?网格。模式将结合先进的数值?方法和资料同化技术,采?用经过改进的物理过程?方案,同时具有多重嵌套及易于定位于不同地理位置的能?力。它将很好的适应从理想化的研究到业务预报等应?用的需要,并具有便于进?一步加强完善的灵活性。 第?二部分模式运?行环境搭建 1、所需的各种组件: (1)?一般的32位或64位PC均可,当然也可以是集群或?高性能计算机 (2)?一般的Linux操作系统或类Unix操作系统 (3)基本的编译环境,例如gcc 、perl、 BourneShell、 CShell、make、m4、sed、awk等等以及相应的库 (4)Fortran编译器,?一般?用PGI或Intel的 (5) NetCDF (Because most of the WRF post-processing packages assume that the data from the WRF model, the WPS package, or the WRF-Var program is using the netCDF libraries) (6) 如果是要跑并?行的,?一般就可以装mpich或openmpi (7)后处理?一般可以使?用GrADS 、NCL 、RIP4、Vis5D (8) ?一般安装完上述软件后都要把相对的可执?行程序的路径设到环境变量中。 2、 Linux操作系统安装(略) 3、安装PGI (1)解压缩PGI压缩包 $cd /home/name/Model, $mkdir PGI $tar -xvf pgilinux-715.tar.gz -C PGI $cd PGI $./install 出现提?示信息 Do you accept these terms?[accept,decline] accept 1,single system install 2,Network install 1 Install the ACML?[y/n] n Installation directory?[/opt/pgi] /usr/local/pgi Do you wish to install MPICH1?[y/n] q Do you want the ?les in the install directory to be read-only?[y/n] n install complete 把与安装版本相适应的license.dat拷贝到你安装的?目录下 (2) 配置.bashrc?里的环境变量 export PGI=/usr/local/pgi/linux86/7.1-4/ export MANPATH=$MANPATH: $PGI/man export LM_LICENSE_FILE=/usr/local/pgi /license.dat export PATH=$PATH: $PGI/bin $source .bashrc 为了试验pgi是否安装成功,可以打如下命令 $pgf90 如果有如下提?示信息,说明已安装成功 $pgf90-Warning-No ?les to process 如果?大家是在更?高版本的fedora下装pgi,估计pgi的版本也会相应的升?高,(3) 编译命令 编译FORTRAN程序: pgf90 –byteswapio ?lename.for –o ?lename.exe 编译C程序: pgcc –byteswapio ?lename.c –o ?lename.exe

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