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WRF中进行analysis nudging的步骤

2015-05-21 11:03阅读:
WRF中进行analysis nudging的步骤
nudging:借助模式动力框架,使模式输出结果松弛逼近到观测资料(observation nudging)或再分析资料(analysis nudging)的一种四维资料同化方法。
本教程将进行3D spectral nudging。注意surface nudging只能用到grid nudging,不能应用到spectral nudging
前期准备
已经通过WRF前处理生成met_em*文件。
配置analysis nudging
为在模式运行时进行analysis nudging,需要在namelist中添加&fdda部分。仔细阅读&fdda有关参数的含义。
grid_fdda (max_dom)
1
每个嵌套网格是否进行Analysis nudging的开关 (0=关闭,1=开启格点逼近, 2=开启谱逼近)。必须提供由再分析资料经过wps后生成的met文件。注意,逼近系数 (, guv, gt, gq) 在开启或关闭某些特定变量的analysis nudging操作时很有效。例如,如果不想对三维温度场进行analysis nudging,但又不影响其他变量的analysis nudging,可以设置每个嵌套网格的grid_fdda = 1gt=0.0
gfdda_inname
“wrffdda_d”
进行real操作后所生成的需要逼近的分析场文件名。
gfdda_interval_m (max_dom)
360
再分析资料时间间隔(min),一般情况下为360min,即6小时。
gfdda_end_h (max_dom)
6
模式运行多长时间(hour)不再进行analysis nudging。例如设置成6小时。
io_form_gfdda
2
分析资料输入输出格式(2=netCDF)
fgdt (max_dom)
0
进行analysis nudging分析的频率,建议设置为0,即每个时间积分步长计算一次。
fgdtzero (max_dom)
0
nudging tendencies are set to zero in between fdda calls
if_no_pbl_nudging_uv (max_dom)
0
控制是否在pbl中逼近至u,v分量的开关 (0=进行, 1=关闭)
if_no_pbl_nudging_t (max_dom)
0
控制是否在pbl中逼近至温度场t的开关 (0=进行, 1=关闭)
if_no_pbl_nudging_ph(max_dom)
0
控制是否在pbl中逼近至扰动位势高度场的开关 (0=进行, 1=关闭)
if_zfac_uv (max_dom)
0
控制是否在全部模式层都逼近至u,v分量的开关 (0=所有模式层, 1=只对k_zfac_uv之上的层次进行逼近)。假设模式层第1层表示地表,模式第15层是850hPa,在该层之下不逼近至分析场的uv分量,那么设置此参数为1,设置下一个参数为15
k_zfac_uv
10
低于该层的模式层不会逼近至分析场的uv分量。
if_zfac_t (max_dom)
0
控制是否在全部模式层都逼近至温度场的开关 (0=所有模式层, 1=只对k_zfac_t之上的层次进行逼近)
k_zfac_t
10
低于该层的模式层不会逼近至分析场的温度场。
if_zfac_ph (max_dom)
0
控制是否在全部模式层都逼近至扰动位势场的开关 (0=所有模式层, 1=只对k_zfac_t之上的层次进行逼近)
k_zfac_ph (max_dom)
10
低于该层的模式层不会逼近至分析场的扰动位势场。
dk_zfac_uv (max_dom)
1
dk_zfac_uvk_zfac_uv的模式层会逐渐线性加强对uv的逼近至完全强度。
dk_zfac_t (max_dom)
1
dk_zfac_tk_zfac_t的模式层会逐渐线性加强对t的逼近至完全强度。
dk_zfac_ph (max_dom)
1
dk_zfac_phk_zfac_ph的模式层会逐渐线性加强对ph的逼近至完全强度。
guv (max_dom)
0.0003
u,v逼近系数。
gt (max_dom)
0.0003
温度逼近系数。
gph (max_dom)
0.0003
扰动位势逼近系数。
xwavenum (max_dom)
3
x方向的最大波数。一把选择对波长超过1000km的大尺度进行逼近,此时xwavenum=domain size/1000km
ywavenum (max_dom)
3
y方向的最大波数。一把选择对波长超过1000km的大尺度进行逼近,此时ywavenum=domain size/1000km
if_ramping
0
控制逼近是否线性结束的开关 (0=逼近突然结束, 1=逼近线性降低至结束)
dtramp_min
60
逼近线性结束的持续时间。(60.0=在设置的逼近结束时刻gfdda_end_h后的60分钟内逐渐关闭,-60.0=在设置的逼近结束时间gfdda_end_h前的60分钟内逐渐关闭)

现阶段只激活3D spectral nudging (即,grid_fdda = 2)以下是设置个例:
grid_fdda = 2, 0,
gfdda_inname = 'wrffdda_d',
gfdda_interval_m = 360, 360,
gfdda_end_h = 24, 24,
io_form_gfdda = 2,
fgdt = 0, 0,
fgdtzero = 0, 0,
if_no_pbl_nudging_uv = 1, 1,
if_no_pbl_nudging_t = 1, 1,
if_no_pbl_nudging_ph = 1, 1,
guv = 0.0003, 0.0003,
gt = 0.0003, 0.0003,
gph = 0.0003, 0.0003,
xwavenum = 2, 2,
ywavenum = 2, 2,
if_ramping = 1
dtramp_min = 60.
本个例表示Real将为d01进行谱逼近操作,输出格式为NETCDF。逼近操作持续时间为预报24小时,分析场文件间隔为6小时。namelist中的其他变量在进行Real时没有必要设置。
d01u,v,位温,位势扰动的逼近系数都相同,但不对边界层内的风场、温度场和位势场进行逼近操作。注意,每个变量的逼近过程只由逼近系数决定。由于突然结束逼近操作,容易引起噪音,因此不建议突然结束,本例设置逼近操作在预报24h开始结束,至预报25h完全结束。
配置好namelist文件后,运行real.exe。产生wrfbdy_d01wrfinput_d01wrffdda_d01
运行wrf.exe(保存之前的运行结果,从而与进行3D spectral nudging处理后的结果进行对比)。

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