WRF用户手册翻译：Chapter 5: WRF Model
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Chapter 5: WRF Model
Physics and Dynamics Options
Physics Options
1. Microphysics (mp_physics)微物理学
Chapter 5: WRF Model
Physics and Dynamics Options
Physics Options
WRF提供多种物理选项可以用任何方式进行结合。这些方案通常包括简单高效、复杂复杂且计算成本更高的方案，以及新开发的方案，以及诸如当前操作模型中的方案等经过验证的方案。
每个WRF版本的选择都不同，这里我们主要讲WRF版本3
1. Microphysics (mp_physics)微物理学
a. Kessler暖云方案：理想化云模拟研究中常用的暖雨（即无冰）方案（mp_physics = 1）。
（补充：该方案来源于COMMAS模式，是一个简单的暖云降水方案，考虑的微物理过程包括 ：雨水的产生、降落和蒸发，云水的碰并增长与自动转化，以及由凝结产生云水的过程。该方案显式预报水汽、云水和雨水，无冰相过程）
b. Lin et al方案：复杂方案，含有冰、雪和霰过程，适合于实时数据高分辨率模拟（2）
（补充：该方案包括了对水汽、云水、雨、云冰、雪 和霰6种类型水成物的处理。该方案是WRF模式中相对比较复杂的微物理方案，更适合于理论研究）
c. WRF单参数-3类水成物方案：简单有效的方案，有冰、雪过程，适合中尺度网格尺寸（3）
（补充：该方案包括冰沉降和新的 冰相 参数化。与其他方案最大的不同之处在于，该方案是基于病毒质量含量而非利用温度的诊断关系计算冰粒子浓度。假设高于冰点的水成物为 云水和雨，冰点以下的 为云冰和雪，对包含冰过程的计算效率很高。可以对三类水成物（即水汽、云水或云冰、雨或雪）进行预报，被称为简单冰方案。但要注意的是，该方案缺少过冷水和逐步融化率过程）
d. WRF单参数-5类水成物方案：c版本的更复杂模式，允许混合相处理过程和过冰的水。（4）
（补充：该方案与WSM3的简单冰方案类似，但由于将水汽、雨、雪、云冰和云水存储在5个不同数组，因此允许有过冷水的存在，并且允许雪下降到融化层以下进行逐步融化。该方案与PurdueLin方案不同的是，该方案对冰和水的饱和调整过程是分开处理的。另外，该方案在格距介于中尺度和可分辨云尺度的格点计算效率很高）
e. Eta 格点尺度云-降水方案：在NCEP模型的操作微物理。简单的诊断混合相位过程的有效方案。对于高分辨率（<5km）使用选项（5），对粗分辨率选择（95）
（补充：预报模式平流项种的水汽和总凝结降水变化。程序中用一个局部存储数组保存初始测场信息，即分解得到的云水、雨、云冰和冰相降水物密度的贡献。（冰相降水物的密度是根据存有冰的总增长信息的局地数组估算的，冰的总增长信息又与气象沉降和液相碰撞有关））
f. WRF单参数-6类水成物方案 ：有冰、雪和霰处理的方案，适合用于高分辨率模拟（6）
（补充：该方案是对WSM5方案的补充和 扩展，另外 包括了霰及其相关过程。对于较粗分辨率的中尺度格点而言，WSM3,WSM5,WSM6方案差别不大，但是对云分辨尺度他们差别显著。如果考虑计算效率 和理论基础，这三种方案中WSM6方案是最适合于云分辨格点的。）
g. Goddard微物理方案。该方案含有冰、雪和霰处理。适合高分辨模拟（7）.是3.0版本后新加的
h. 新 Thompson等方案：有冰、雪和霰处理过程的新方案，适合高分辨率的模拟（8），这里添加了 雨的数量浓度，并且更新了版本 新的版本是3.1
i. Milbrandt-Yau双参数方案（9）：该方案包括用双参数云、雨、冰、雪 、霰和冰雹给冰雹和霰 分类。在3.2版本中新加入。（不要在3.6或者3.6.1版本使用该方案）
j. Morrison双参数方案（10）：对于云分辨率尺度模拟的双参数冰、雪、雨和霰。在3.0版本新加入
（补充：该方案考虑了六种水成物：水汽、云滴、云冰、雪、雨和霰/冰雹，通过自定义开关来决定霰和冰雹的选择。诊断变量主要包括云冰、雨、雪和霰或冰雹的数浓度和质量混合比 ，云水和水汽的混合比（总共10个变量）。这种双参数的预报能更准确地处理粒子的谱分布，而粒子的谱分布又是计算各种微物理过程发生概率和估算云/降水的关键因子）
k. WRF双参数-5类水成物方案（14）：该方案有双参数雨，针对暖处理的 Cloud和CCN，但是和WSM5不同。3.1版本的新功能
l. WRF双参数-6类水成物方案（16）：该方案有双参数雨。针对暖处理的Cloud和CCN，但是和WSM6不同。3.1版本的新功能
m.Stony Brook University (Y. Lin)方案（13）：这是一个5类水成物方案，预测的边缘强度可解释混合相过程。3.3版本的新功能
n. NSSL2参数方案（17，18）：3.4版本的新功能。这是一个对云滴、雨滴、冰晶、雪、霰和冰雹的双参数方案。同时也可以预测平均霰粒浓度，允许霰跨越从冰冻滴到低密度霰的范围。这个是预测云凝聚核浓度（CCN, 18）的附加选项（用于理想化模拟）。该方案用于研究应用中的云分辨率模拟（dx<=2km）。自从3.5版本之后，又添加了两个单参数方案（19和21）.选项19是NSSL方案的单参数版本，选项21与Gilmore et al. (2004)相似。选项22（3.7版本新加）是无冰雹的双参数方案（17）
o. CAM V5.1 双参数-5类水成物方案。
p. Thompson aerosol-aware (28)：该方案考虑了对水和冰友好的气溶胶。气候学数据集可用于指定气溶胶变量的初始和边界条件。(Thompson and Eidhammer, 2014, JAS.) 3.6版本的新功能
q. HUJI (Hebrew University of Jerusalem, Israel)spectral bin microphysics，完整的（32）“快的”（30）版本，从3.6之后可以使用
s. P3 (Morrison and Milbrandt): 预测粒子特性方案。这有一个冰的类别，代表冰，雪和霰的组合，也携带了预测数组边缘冰质量和边缘冰量。双矩雨冰。P3-nc：与P3一样，但增加了过饱和度依赖激活和双参数云水。
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