文章目录

前言
一、下载数据
- 使用python下载FNL资料
二、WPS前处理
- 0.安装WRFdomain
- 1.区域设置——namelist.wps
- - 论文提供信息：
  - WRFDomain设置范围
  - namelist.wps参数详解：
  - 检查模拟嵌套区域位置（对比原文）
- 2.geogrid生成地形资料
- 3.ungirb生成中间文件
- 4.metgrid插值数据
三、WRF模拟
- 1.设置模拟方案——namelist.input
- 2.链接met*文件并real.exe
- 3.运行wrf.exe
- 4.ncdump查看头文件
四、WRFout后处理—python（对比原文）

前言

为了更好的理解WRF运行过程中的各种参数设置，就找了一篇资料比较好找、分辨率没那么高的个例，自己来实际临摹一下这个模拟的过程。详细的记录了模拟的整个过程，包括WRFdomain设置模拟范围，WRF前处理、模拟流程，namelist.wps和namelist.input设置参数详情，ncdump查看wrfout结果的头文件，最后和原文对比500hPa形势可以看出模拟效果较好。（硕士论文比期刊文献描述的要详细一些）
参考文献：黄玉蓉. 2013年“菲特”台风的数值模拟研究[D].上海海洋大学,2015.

一、下载数据

NCEP再分析资料FNL资料：为模式提供三维大气初始条件和随时间变化的边界条件。https://rda.ucar.edu/datasets/ds083.2/index.html#!access.
观测、模拟跨度：2013年10月5日20时-7日14时

使用python下载FNL资料

登录后按所需时间选Grib1或Grib2（2007年以后）。点击web file listing和complete file list。选择需要的时次。

（也可以手动下载）点击python下载得到.py文件，在共享文件夹下运行，输入密码后可直接等待.

二、WPS前处理

0.安装WRFdomain

参考：https://blog.csdn.net/weixin_42487488/article/details/114035586
官网的下载网址： https://www.esrl.noaa.gov/gsd/wrfportal/DomainWizard.html

mkdir WRFDomainWizard/
cd WRFDomainWizard/
unzip WRFDomainWizard.zip

设置环境变量

chmod +x run_DomainWizard #使运行程序生效
run_DomainWizard #运行

######### set envirment for WRFDomainWizard #####
export PATH=/home/tian/WRF/WRFDomainWizard:$PATH

1.区域设置——namelist.wps

论文提供信息：

区域中心外侧网格（125°E，25°N），水平方向500×500，水平格距9km（先计算外层嵌套模拟）
内侧网格（118.74°E，22.3°N），水平方向721×721，水平格距3km
模拟垂直分层41层，层顶10hPa
外层网格时间步长90s，内侧网格时间步长30s

WRFDomain设置范围

namelist.wps【&geogrid】和namelist.input【&domains】在文件夹里面生成

namelist.wps参数详解：

原文如下：

&sharewrf_core = 'ARW',max_dom = 2,start_date = '2013-10-05_00:00:00','2013-10-05_00:00:00',end_date   = '2013-10-07_18:00:00','2013-10-07_18:00:00',interval_seconds = 21600io_form_geogrid = 2,
/&geogridparent_id         =   1,   1,parent_grid_ratio =   1,   3,i_parent_start    =   1,  16,j_parent_start    =   1,  32,e_we              =  150, 217,e_sn              =  150, 217,geog_data_res = 'default','default',dx = 30000,dy = 30000,map_proj  = 'lambert',ref_lat   =  25,ref_lon   =  125,truelat1  =  30.0,truelat2  =  60.0,stand_lon =  125,geog_data_path = '/vol6/home/cxp/share/geog/'
/&ungribout_format = 'WPS',prefix = 'FILE',
/&metgridfg_name = 'FILE'io_form_metgrid = 2,
/

检查模拟嵌套区域位置（对比原文）

ncl util/plotgrids_new.ncl

2.geogrid生成地形资料

运行./geogrid.exe生成地形文件geo_em*

./geogrid.exe

覆盖d01、d02，若之前有d03不会自动删掉。

查看geo_em*结果文件大小

du -sh geo_em*

3.ungirb生成中间文件

链接FNL资料并ungrib解码

到~/WRF/WPS/ungrib/Variable_Tables/文件夹下查找适用于FNL的Vtable文件：Vtable.GFS，再连接到Vtable用于读取FNL变量信息。

ln -sf ungrib/Variable_Tables/Vtable.GFS Vtable
./link_grib.csh /media/sf_WRF/Download/fnl_201310*
./ungrib.exe

注：ungrib.exe和geogrid.exe两个进程无论先后，两者都是metgrid.exe的准备步骤，分别准备模式能用的地理资料和模式能用的气象资料用于初始场和边界条件，之后再met整合。

4.metgrid插值数据

./metgrid.exe

三、WRF模拟

1.设置模拟方案——namelist.input

论文中选用参数化方案：

namelist.input 原文如下：

 &time_controlrun_days                            = 2,run_hours                           = 18,run_minutes                         = 0,run_seconds                         = 0,start_year                          = 2013, 2013, 2013,start_month                         = 10,   10,   10,start_day                           = 05,   05,   05,start_hour                          = 00,   00,   00,start_minute                        = 00,   00,   00,start_second                        = 00,   00,   00,end_year                            = 2013, 2013, 2013,end_month                           = 10,   10,   10,end_day                             = 07,   07,   05,end_hour                            = 18,   18,   18,end_minute                          = 00,   00,   00,end_second                          = 00,   00,   00,interval_seconds                    = 21600input_from_file                     = .true.,.true.,.true.,history_interval                    = 360,  360,   3600,frames_per_outfile                  = 1,  1,  1,restart                             = .false.,restart_interval                    = 100000,io_form_history                     = 2io_form_restart                     = 2io_form_input                       = 2io_form_boundary                    = 2debug_level                         = 0/&domainstime_step                           = 60,time_step_fract_num                 = 0,time_step_fract_den                 = 1,max_dom                             = 2,e_we                                = 150,    217,    94,e_sn                                = 150,    217,    91,e_vert                              = 30,    30,    30,p_top_requested                     = 5000,num_metgrid_levels                  = 27,num_metgrid_soil_levels             = 4,dx                                  = 30000, 10000, 10000,dy                                  = 30000, 10000, 10000,grid_id                             = 1,     2,     3,parent_id                           = 1,     1,     2,i_parent_start                      = 1,     16,    30,j_parent_start                      = 1,     32,    30,parent_grid_ratio                   = 1,     3,     3,parent_time_step_ratio              = 1,     3,     3,feedback                            = 1,smooth_option                       = 0/&physicsmp_physics                          = 4,     4,     4, ra_lw_physics                       = 1,     1,     1,ra_sw_physics                       = 1,     1,     1,radt                                = 30,    30,    30,sf_sfclay_physics                   = 1,     1,     1,sf_surface_physics                  = 2,     2,     2,bl_pbl_physics                      = 1,     1,     1,bldt                                = 0,     0,     0,cu_physics                          = 1,     1,     1,cudt                                = 5,     5,     5,isfflx                              = 1,ifsnow                              = 1,icloud                              = 1,surface_input_source                = 1,num_soil_layers                     = 6,sf_urban_physics                    = 0,     0,     0,/&fdda/&dynamicsw_damping                           = 1,diff_opt                            = 1, !        1,      1,km_opt                              = 4,      4,      4,diff_6th_opt                        = 2,      0,      0,diff_6th_factor                     = 0.12,   0.12,   0.12,base_temp                           = 290.damp_opt                            = 0,zdamp                               = 5000.,  5000.,  5000.,dampcoef                            = 0.2,    0.2,    0.2khdif                               = 0,      0,      0,kvdif                               = 0,      0,      0,non_hydrostatic                     = .true., .true., .true.,scalar_adv_opt                      = 1,      1,      1,   gwd_opt                             = 1,
/&bdy_controlspec_bdy_width                      = 5,spec_zone                           = 1,relax_zone                          = 4,specified                           = .true., .false.,.false.,nested                              = .false.,.true.,.true., /&grib2/&namelist_quiltnio_tasks_per_group = 0,nio_groups = 1,/

2.链接met*文件并real.exe

把WPS生成的met打头的文件拷贝（或链接）到WRF的run文件夹

ln -sf …/…/WPS/met_em.d0* .
./real.exe

生成
生成rsl.out.0000和rsl.error.0000
tail/cat rsl.error.0000可以看是否有错，成功则显示：real_em: SUCCESS COMPLETE REAL_EM INIT

3.运行wrf.exe

./wrf.exe

4.ncdump查看头文件

ncdump -h wrfout_d01_2013-10-05_00:00:00.nc >headwrfout.log

利用vim可以检索查看需要的变量。

四、WRFout后处理—python（对比原文）

具体代码见后续。

原文模拟500hPa高度场0520、0602、0608、0614、0620、0702、0708、0714北京时：

模拟500hPa高度场，对应UTC。

模式输出时次为0512、0516、0600、0606、0612、0618、0700、0706UTC，加8为北京时。

对比原文中，副高的位置、形状基本一致，气旋登陆的时间相同。但并未输出气旋中心气压强度对比。故500hPa模拟形势的效果令人满意。有时间还可以输出其他变量，和原文中进行一一对比。

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