WRFV3使用指南：WPS之metgrid.exe

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1 WRFV3 使用指南 :WPS 之 metgrid.exe V3 科研菜鸟 : 说明本指南不定期更新, 请访问以下链接, 获取本指南最新版本 : blog&id= 相关链接 WRFV3 使用指南 :WPS 之 geogrid.exe blog&id= WRFV3 使用指南 :WPS 之 ungrib.exe blog&id= 目录 1 namelist 各部分功能 &share 部分 ( 省略号是与 metgrid 无关的部分 ) &metgrid 部分多数据源情况下 fg_name 的设置运行 metgrid.exe met_em* 文件和 geo_em* 文件的关系关于插值 metgrid 用于将 ungrib 提取出的气象场水平插值到指定网格本文通过 WRFV3 Users Guide 或 WRF ARW Online Tutorial 网站上 ( 1

2 的个例讲解 metgrid.exe 的使用本指南所用 WPS 版本为 V namelist 各部分功能 1.1 &share 部分 ( 省略号是与 metgrid 无关的部分 ) &share start_date = ' _12:00:00',' _12:00:00', end_date = ' _12:00:00',' _12:00:00', Start(end)_date: 指定各网格插入 grib 数据的开始 ( 结束 ) 时间, 即模拟的开始 ( 结束 ) 时间嵌套网格的开始时间不得早于其父网格的开始时间, 结束时间不得晚于其父网格的结束时间在运行 WPS 时, 建议第 1 列以后的开始时间和结束时间均设置为嵌套网格模拟的开始时间 This is because the nests get their lateral boundary conditions from their parent domain, and thus, only the initial time for a nest needs to be proceeded by WPS. 在运行 WRF 时,start(end)_date 则需在 WRF 的 namelist 中单独设置 1.2 &metgrid 部分 &metgrid fg_name = 'FILE' io_form_metgrid = 2, fg_name: ungrib 程序生成的中间文件的 ( 相对或绝对 ) 路径和 prefix. 默认生成的中间文件是放在 WPS 根目录下, 这种情况只需要填写 prefix 即 2

3 可, 如本例所示如果数据源有多种, 并且执行 ungrib 时利用不同的文件名命名不同数据源所对应的中间文件的情况下, 可用 fg_name 一次指定不同名称的文件如果在不同中间文件中包含有相同的气象场,metgrid 优先使用 fg_name 中排在最后的中间文件中的气象场例如,ungrib 在 WPS 根目录下生成了名为 SFC 的地面场和名为 UPPER_AIR 的高空气象场文件 : fg_name= SFC, UPPER_AIR 如果 SFC 和 UPPER_AIR 都含有 HGT 数据的话, 则 metgrid 优先调用 UPPER_AIR 文件中的 HGT 数据更为详细的例子, 参看第 2 节 constants_name: 如果 ungrib 程序生成的中间文件中有与时间无关的数据, 则该数据的保存路径 ( 相对或绝对路径 ) 和文件名全称需要通过 constants_name 单独指定例如在短期模拟中会用到一个不变的 SST 场, 因此需要挑某一时间的 SST 数据用于插值, 这时可用 constants_name 指定这个被挑选出来的 SST 数据文件即可 : constants_name= homedatasst_file: _12 constants_name 也可一次指定多个不同的时间不变场, 例如在 WPS 有名为 LANDSEA 和 SOILHGT 两个时间不变场文件 : constants_name= LANDSEA, SOILHGT io_form_metgrid : metgrid 生成的文件格式有三个选项 :1 for binary, 后缀名.int; 2 for NetCDF, 后缀名.nc; 3 for Grib1, 后缀名.gr1, 默认值是 2. opt_output_from_metgrid_path:metgrid 生成文件的保存路径, 默认值是 WPS 根目录如果用户被禁止在 WPS 根目录保存文件, 可用此 3

4 选项自定义保存路径 2 多数据源情况下 fg_name 的设置本节通过 WRFV3 Users Guide 上的两个例子讲解多数据源情况下 fg_name 的设置方法例一 : 区域模式得到的数据 ( 利如 NAM) 虽然精度较高, 但可能不能完全覆盖模拟区域, 这个时候可用全球模式得到的精度较低的数据 ( 例如 :GFS) 作为补充, 插值到区域模式数据不能覆盖的区域如下图所示 : 长方形框内是拟模拟区域, 扇形区域插值 NAM 数据, 其他区域由 GFS 插值本例中, fg_name= GFS, NAM 注意 GFS 和 NAM 的顺序不能写反, 根据后位优先的法则, 在 GFS 和 NAM 重合的区域,metgrid 先使用 NAM 数据插值, 不重合的区域, 使用 GFS 数据插值例二 : 用 ungrib 提取 NARR(North American Regional Reanalysis) 气象数据, 并按照 3D 场 \ 地面场 \ 固定场资料, 分别用前缀 NARR_3D \ NARR_SFC \ NARR_FIXED 命名生成的中间文件利用 metgrid 将提取出的数据插值到网格上以下步骤是顺次进行的 : 1) 用 ungrib 提取 3D 场资料修改 namelist.wps 中的 &share 和 &ungrib 部分 ( 无关的内容用省略号代替 ): &share 4

5 start_date = ' _12:00:00',' _12:00:00', end_date = ' _18:00:00',' _12:00:00', &ungrib out_format = 'WPS', prefix = 'NARR_3D', 建立指向 Vtable.NARR 的链接用 link_grib.csh 建立指向 NARR 3D 数据文件的链接运行 ungrib.exe 后, 在 WPS 根目录下生成 : NARR_3D: _12 NARR_3D: _15 NARR_3D: _18 2) 用 ungrib 提取地面场资料再次修改 namelist.wps 中的 &share 和 &ungrib 部分 ( 无关的内容用省略号代替 ): &share start_date = ' _12:00:00',' _12:00:00', end_date = ' _18:00:00',' _12:00:00', &ungrib out_format = 'WPS', prefix = 'NARR_SFC', 用 link_grib.csh 建立指向 NARR 地面数据文件的链接运行 ungrib.exe 后, 在 WPS 根目录下生成 : 5

6 NARR_SFC: _12 NARR_SFC: _15 NARR_SFC: _18 3) 用 ungrib 提取固定场资料 NARR 固定场记录了 _00 的 LANDSEA, SOILHGT, SOILCAT 和 VEGCAT 场, 这些数据可近似看作是不随时间变化的虽然如此, 在 ungrib 时仍然需要注意修改 &share 中的时间 : &share start_date = ' _00:00:00',' _00:00:00', end_date = ' _00:00:00',' _00:00:00', &ungrib out_format = 'WPS', prefix = 'NARR_FIXED', 用 link_grib.csh 建立指向 NARR 固定场数据文件的链接运行 ungrib.exe 后, 在 WPS 根目录下生成 : NARR_FIXED: _00 为方便起见, 可去掉上述文件名中的时间 : mv NARR_FIXED: _00 NARR_FIXED 4) 运行 metgrid 前 namelist 的设置再次修改 namelist.wps 中 &share 部分的时间以及 &metgrid 部分 : &share start_date = ' _12:00:00',' _12:00:00', 6

7 end_date = ' _18:00:00',' _12:00:00', &metgrid fg_name = 'NARR_3D', NARR_SFC constants_name= NARR_FIXED io_form_metgrid = 2, 3 运行 metgrid.exe 本例所用气象数据为 The operational NCEP EtaNAM 212 grid (40km) model analysis (AWIP) 1) 建立指向特定 METGRID.TBL 文件的链接 METGRID.TBL 文件中定义了 metgrid 用于插值到网格上的气象场数据参数本例中用的 wrf_core 是 ARW, 因此需要建立名为 METGRID.TBL 的链接, 指向 METGRID.TBL.ARW 文件 : cd metgrid ln -s METGRID.TBL.ARW METGRID.TBL cd.. 2) 在 root 帐户下运行 :.metgrid.exe 运行成功后屏幕显示 :!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Successful completion of metgrid.!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 并且在 WPS 根目录下生成 (d0i 表示编号为 i 的网格 ): 7

8 若运行不成功, 检查 WPS 根目录下的 metgrid.log 文件 3) 用 NCL 查看 metgrid 生成的文件各种 ncl 脚本参考 : wrf_multi_files.htm 例如 : 名为 wrf_metgrid4.ncl 的脚本, 画出编号为 1 的网格的 sea level pressure: ; Example script to plot a field from metgrid files ; Loop over all available metgrid files and plot sea level pressure from all files ; Change input field from Pa to hpa and ensure all plots span same values ; November 2008 load "$NCARG_ROOTlibncargnclscriptscsmgsn_code.ncl" load "$NCARG_ROOTlibncargnclscriptswrfWRFUserARW.ncl" begin ; Make a list of all files we are interested in DATADir = "." FILES = systemfunc (" ls -1 " + DATADir + "met_em.d01* ") numfiles = dimsizes(files) 8

9 ; We generate plots, but what kind do we prefer? type = "x11" ; type = "pdf" ; type = "ps" ; type = "ncgm" wks = gsn_open_wks(type,"plt_metgrid_4") res = True ; Set up some basic plot resources res@maintitle = "METGRID FILES" res@footer = False pltres = True mpres = True opts = res opts@cnfillon = True opts@contourparameters = ( 985., 1025., 5. ) are always the same ; ensure plot levels do ifil = 0,numFILES-1 a = addfile(files(ifil)+".nc","r") file slp = wrf_user_getvar(a,"pmsl",0) ; Get seal level pressure from slp = slp * 0.01 slp@units = "hpa" ; We want slp in Pa ; Make sure the units match 9

10 contour = wrf_contour(a,wks,slp,opts) plot = wrf_map_overlays(a,wks,(contour),pltres,mpres) end do end 在 WPS 根目录下运行此脚本 : ncl wrf_metgrid4.ncl 结果如下图所示 : 10

11 4 met_em* 文件和 geo_em* 文件的关系 metgrid.exe 生成的 met_em* 文件和 geogrid.exe 生成的 geo_em* 文件不是并列的, 实际上前者整合了后者我们先用 ncdump 命令查看 met_em* 文件 : ncdump -h met_em.d _12:00:00.nc 将会看到在 met_em* 中也包含静态地理数据 : 我们再通过做图比较两者的数据打开 geogrid.exe 一节中介绍的 wrf_wps_ter2.ncl 脚本, 将 addfile 修改为 met_em* 文件 : 11

; Example script - plot terrain (using only basic NCL functions) ; Note no map background info is available ; November 2008 load "$NCARG_ROOTlibncargnclscriptscsmgsn_code.ncl" begin a = addfile(".

12 ; Example script - plot terrain (using only basic NCL functions) ; Note no map background info is available ; November 2008 load "$NCARG_ROOTlibncargnclscriptscsmgsn_code.ncl" begin a = addfile(".met_em.d _12:00:00.nc","r") ; Open a file type = "x11" ; type = "pdf" ; type = "ps" ; type = "ncgm" wks = gsn_open_wks(type,"plt_geo_2") ; Create a plot workstation gsn_define_colormap(wks,"rainbow") ter = a->hgt_m(0,:,:) ; Read the variable to memory res = True res@cnfillon = True res@gsnspreadcolors = True ; Create some plot resources ; Create a color fill plot plot = gsn_contour(wks,ter,res) ; Create plot end 发现做出的图与 geo_em.d01.nc 做出的图一致 ( 参考博文 WRFV3 使用指南 :WPS 之 geogrid.exe ): 12

13 5 关于插值在 METGRID.TBL 中, 利用变量 interp_option 指定了某一气象场所用的插值方法, 用户也可修改 interp_option 自定义气象场 WRF 插值方法的源代码在 WPSgeogridsrcinterp_options.F 文件中关于 WRF 插值方法的一个简单介绍, 可参看拙文 : WRF(Weather Research and Forecasting ) 模式中的二维空间插值 ( WRF 使用的插值方法及其 interp_option 值参见下表 : 方法 Four-point bi-linear interpolation Sixteen-point overlapping parabolic interpolation Simple four-point average interpolation Weighted four-point average interpolation Simple sixteen-point average interpolation Weighted sixteen-point average interpolation Nearest neighbor interpolation Breadth-first search interpolation Model grid-cell average interp_option= four_pt sixteen_pt average_4pt wt_average_4pt average_16pt wt_average_16pt nearest_neighbor search average_gcell 在 interp_option 中可以指定多种插值方法, 中间用 + 隔开 WPS 先使用最左边的插值方法, 当该方法失效时, 再尝试使用紧邻的第二种方法, 依次类推例如下图是水平风速的 METGRID.TBL 设置 : 13

14 可知 WPS 先用 sixteen_pt 方法插值, 当数据缺失或其它原因导致该方法失效, 可采用 four_pt 插值, 如 four_pt 失效, 则采用 average_4pt 插值 14

coverage2.ppt

coverage2.ppt Satellite Tool Kit STK/Coverage STK 82 0715 010-68745117 1 Coverage Definition Figure of Merit 2 STK Basic Grid Assets Interval Description 3 Grid Global Latitude Bounds Longitude Lines Custom Regions