-
Chapter 1: Overview
Introduction
The
Advanced Research WRF (ARW) modeling system has
been in development for the past few years. The
current
release is Version 3, available
since April 2008. The ARW is designed to be a
flexible, state-of-the-art atmospheric
simulation system that is portable and
efficient on available parallel computing
platforms. The ARW is suitable for use in
a broad range of applications across
scales ranging from meters to thousands of
kilometers, including:
?
?
?
?
?
?
?
简介
Advanced Research WRF (ARW)
模
式系统在过去的数年中得到了发展。
最近公布了第三版，
从
2008
年
4
月开
始可供使用。
ARW
是灵活的，最先进的大气模拟系统，它易移
植，并且有效的应用于各种操作系统。
ARW
适用于从米到成千
上万公里
尺度的各种天气系统的模拟，它的功能包括：
Idealized simulations (e.g. LES,
convection, baroclinic waves)
Parameterization research
Data assimilation research
Forecast research
Real-time
NWP
Coupled-model applications
Teaching
?
?
?
?
?
?
?
理想化模拟（如，
LES
，对流，斜压波）
参数化研究
数据同化研究
预报研究
实时数值天气预报
耦合模式应用
教学
The Mesoscale
and Microscale Meteorology Division of NCAR is
currently maintaining and supporting a subset of
the
overall WRF code (Version 3) that
includes:
?
?
?
?
?
?
WRF Software
Framework (WSF)
Advanced Research WRF
(ARW) dynamic solver, including one-way, two-way
nesting and moving nest.
The WRF
Preprocessing System (WPS)
WRF
Variational Data Assimilation (WRF-Var) system
which currently supports 3DVAR capability
Numerous physics packages contributed
by WRF partners and the research community
Several graphics programs and
conversion programs for other graphics tools
And these are the subjects of this
document.
The WRF modeling system
software is in the public domain and is freely
available for community use.
NCAR
的中尺度以及微尺度气象部门最近维护以及支持整个
WRF
< br>（第三版）的代码的子集，其中包括：
?
?
?
?
?
?
WRF
软件框架
Advanced Research WRF
(ARW)
动力求解方法，包括单向，双向嵌套以及移动嵌套
预处理系统
WRF
多种数据同化系统（
WRF-V
ar
），该系统还支持
3
维同化能力<
/p>
为
WRF
合作
伙伴以及研究论坛提供的数值物理包
.
一些画图程序和转换适合其他画图工具的程序
这也是本文档的主题。
WRF
模式系统软件现在是公开以及免费使用的。
?
??
As
shown in the diagram, the WRF Modeling System
consists of these
major
programs:
The
WRF Preprocessing System (WPS)?
WRF-
Var?
ARW solver?
Post-
processing & Visualization tools?
如图所示，
WRF
模式系统包括如下的主要部分：
WRF
预处理系统
?
WRF
参数同化系统
?
ARW
求解程序
?
后处理以及可视化工具
WPS
This program is used
primarily for real-data simulations. Its functions
include 1) defining simulation domains; 2)
interpolating terrestrial data (such as
terrain, landuse, and soil types) to the
simulation domain; and 3) degribbing and
interpolating meteorological data from
another model to this simulation domain. Its main
features include:
·
GRIB 1/2
meteorological data from various centers around
the world
·
Map projections
for 1) polar stereographic, 2) Lambert-Conformal,
3) Mercator and 4) latitude-longitude
·
Nesting
·
User-interfaces to input
other static data as well as met data
这
个程序的主要用于实时数值模拟。
其中包括：
1
）
定义模拟区域；
2
）
插值地形数据
（如地势，
土地类型，
以及土壤类型）
到模拟区域；
3
）从其他模式结果中细致网格以及插值气象数据到此模拟区域。它的主要特点包括：
?
?
?
GRIB 1/2
格式全球格点气象数据
地图投影有<
/p>
1
）极地投影，
2
）兰伯特
-
保角投影，
3
）麦卡托投影以及
4
）经纬度投影嵌套
由用户接口输入其他数据及
met
数据
WRF-Var
This program is optional, but can be
used to ingest observations into the interpolated
analyses created by WPS. It can
also be
used to update WRF model's initial condition when
WRF model is run in cycling mode. Its main
features are as
follows.
·
? ?? ?It is based on
incremental variational data assimilation
technique
·
? ?? ?Conjugate
gradient method is utilized to minimized the cost
function in analysis control variable space
·
? ?? ?Analysis is performed
on un-staggered Arakawa A-grid
·
? ?? ?Analysis increments
are interpolated to staggered Arakawa C-grid and
it gets added to the background (first guess)
to get final analysis at WRF-model grid
·
? ?? ?Conventional
observation data
input may be supplied
both in ASCII or “PREPBUFR” format via “obsproc”
utility
·
? ??
?Multiple radar data (reflectivity & radial
velocity) input is supplied through ASCII format
·
? ?? ?Horizontal component
of the background (first guess) error is
represented via recursive filter (for regional) or
power spectrum (for global). The
vertical component is applied through projections
on climatologically generated
averaged
eigenvectors and its corresponding eigenvalues
·
? ?? ?Horizontal and
vertical background errors are non-separable. Each
eigen vector has its own horizontal
climatologically determined length
scale
·
? ?? ?Preconditioning
of background part of the cost function is done
via control variable transform U defined as B= UUT
·? ?? ?It includes “gen_be”
utility to generate the climatological
background error covariance estimate via the
NMC-method or ensemble perturbations
·
? ?? ?A utility program to
update WRF boundary condition file after WRF-Var?
该程序是可选择的，但可用于将观测数据融入到
WPS
所产生的插值分析中。它还可以在
WRF
模式处
在循环模式运行时，
用于更新
WRF
模
式的初始条件
.
它的主要特点如下：
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
它是基于增量变分数据同化技术上而产生出来的
在分析控制变量空间
,
用共轭梯度法最小化成本函数
非交错的
Arakawa A
网格分析
增量分析插值到
Arakawa C
网
格
,
以及附加到背景场（第一猜测场）以得到
< br>WRF
模式格点的最终分析
通过使用
“obsproc ”
工具<
/p>
,
可以输入
ASCII
< br>或者
“PREPEUFR”
格式的常规观测数据
复合雷达数据（反射率与雷达速度）以
ASC
II
格式输入
背景场（初估计场）的
水平分量误差通过递归滤波器（区域范围）或能量谱（全球范围）表现。垂直分量则通过
气候学的平均特征向量以及其对应的特征值反映。
水平与垂直
背景场误差是不可分割的。每个特征向量的都有各自的水平气候学尺度。
背景场的预处理函数是通过控制变量转换
U
，其定义
为
B=UU^T
它包括通过
NMC<
/p>
法或整体摄动法，用
“gen_be”
程
序产生气候学背景场误差协方差估计
在
WRF-Var
后，用程序更新
WRF
的边界条件文件
ARW Solver
?
This is the key component of the
modeling system, which is composed of several
initialization programs for
idealized,
and real-data simulations, and the numerical
integration program. It also includes a program to
do
one-way nesting. The key feature of
the WRF model includes:
·
?
?? ? Fully compressible nonhydrostatic equations
with hydrostatic option
·
?
?? ? Regional and global applications
·
? ?? ? Complete coriolis
and curvature terms
·
? ?? ?
Two-way nesting with multiple nests and nest
levels
·
? ?? ? One-way
nesting
·
? ?? ? Moving nests
·
? ?? ? Mass-based terrain
following coordinate
·
? ?? ?
Vertical grid-spacing can vary with height
·
? ?? ? Map-scale factors
for these projections:
? ?? ???o? ??
?polar stereographic (conformal)
? ??
???o? ?? ?Lambert-conformal
? ?? ???o?
?? ?Mercator (conformal)
? ?? ???o? ??
?Latitude and longitude which can be rotated
·
? ?? ? Arakawa C-grid
staggering
·
? ?? ? Runge-
Kutta 2nd and 3rd order time integration options
·
? ?? ? Scalar-conserving
flux form for prognostic variables
·
? ?? ? 2nd to 6th order
advection options (horizontal and vertical)
·
? ?? ? Monotonic transport
and positive-definite advection option for
moisture, scalar and TKE
·
?
?? ? Time-split small step for acoustic and
gravity-wave modes:
? ?? ?? ?o? ??
?small step horizontally explicit, vertically
implicit
? ?? ?? ?o? ?? ?divergence
damping option and vertical time off-centering
? ?? ?? ? o? ?? ?external-mode
filtering option
·
? ?? ?
Upper boundary aborption and Rayleigh damping
·
? ?? ? Lateral boundary
conditions
? ?? ?? ???o? ?? ?idealized
cases: periodic, symmetric, and open radiative
? ?? ?? ???o? ?? ?real cases: specified
with relaxation zone
·
? ?? ?
Full physics options for land-surface, planetary
boundary layer, atmospheric and surface radiation,
microphysics
and cumulus convection
·
? ?? ? Grid analysis
nudging using separate upperair and surface data
and observation nudging
·
?
?? ? Spectral nudging
·
? ??
? Digital filter initialization
·
? ?? ? Gravity wave drag
·
? ?? ? A number of
idealized examples
这是模式系统的关键组成部分，它由几个理想
化，实时同化以及数值积分的初始化程序组成。它还包括了一个单向嵌套的
程序。
WRF
模式的关键特征有：
?
?
?
?
?
?
?
完全可压缩非静力方程带有一个静力选项
区域以及全球的应用
完整的科氏力以及曲率的条件
带有多重嵌套和嵌套层次的双向嵌套
单向嵌套
移动嵌套
地形跟随质量坐标
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
垂直格点大小随高度变化而变化
地图投影方案
?
???
极地立体投影（保角映射）
?
???
兰伯特保角投影
?
???
麦卡托（保角）投影
?
???
经纬度旋转投影
Arakawa C
格点
Runge-
Kutta
二阶三阶时间积分
标量保守通量预测变量
二阶到六阶平流选项（水平与垂直）
单调传输以及正定平流选项的水汽，标量，
TKE
分时小步长的声波以及重力波模式
小步长水平显显式，垂直隐式
辐散阻尼选项和垂直时间
外部模式滤波选项
上边界吸收以及瑞利
Rayleigh
阻尼
侧边界条件
? ?? ?
理想化个例：周期边界，对称边界以及开放辐射
? ?? ?
真实个例：指定的开放区域
完整的物
理选项：陆面，行星边界层，大气与表面辐射，微物理与积云对流
使用上层空气与地表数据以及观测数据格点分析
光谱分析
初始化数字滤波器
重力波拖拽
数个理想化例子
Graphics
and Verification Tools
Several programs are supported,
including RIP4 (based on NCAR Graphics), NCAR
Graphics Command Language (NCL),
and
conversion programs for other readily available
graphics packages: GrADS and Vis5D.
Program VAPOR, Visualization and
Analysis Platform for Ocean, Atmosphere, and Solar
Researchers (), is a 3-dimensional
data
visualization tool, and it is developed and
supported by the VAPOR team at NCAR ().
Program MET, Model Evaluation Tools (),
is developed and supported by the Developmental
Testbed Center at NCAR ().
The details
of these programs are described more in the
chapters in this user's guide.
图形与验证工具
该部分包括了：
RIP4, NCAR
图形命令语言
（
NCL
），以及为使用其他作图软件包：
GrADS
以及
Vis5D
的转换程序。
VAPOR
程序，海洋，大气，太阳研究的可视化以
及分析平台，是一个三维数据可视化工具，由
NCAR
的
VAPOR
工作组开
发与维护。
MET
程序，由
NCAR
的
DTC
工作组开发与维护。
这些程序的详细信息会在以后的章节进一步介绍。
Chapter 3: WRF
Preprocessing System (WPS)
Chapter 3: WRF Preprocessing System
(WPS)
翻译
by: SJ
Table of Contents
? Installing the WPS
?
Running the WPS
? Creating Nested
Domains with the WPS
? Using Multiple
Meteorological Data Sources
?
Parallelism in the WPS
? Checking WPS
Output
? WPS Utility Programs
? Creating and Editing Vtables
? Description of Namelist
Variables
? Description of Options
? Description of index Options
? Available Interpolation Options in
Geogrid and Metgrid
? Land Use and Soil
Categories in the Static Data
介绍
WRF
前处理系统（
WPS
）是一个由三个程序组成的模块，这三个
程序的作用是为真实数据模拟准备输入场。三个程序的
各自用途为：
geogrid
确定模式区域并把
静态地形数据插值到格点；
ungrib
从
< br>GRIB
格式的数据中提取气象要素场；
metgird
则是把提取出的气象要素场水平插值到由
geogrid
确定的
网格点上。把气象要素场垂直方向插值到
WRF eta
层则是
WRF
模块中的
real
程序的工作。
上图给出了数据在
WPS
的三个程序之间的转换关系。正如图像所示，
WPS
里每个程序都会从一个共同的
namelist
文
件里读取参数。这个
namelist
文件按各个程序所需参数的不同分成了三个各自的记录部分及一个共享部分，它们分别定
义了
WPS
系统所要用到的各种参数。
被三个程序各自用
到的表格文件没有在图中显
示出来。
尽管这些表格无需用户改动，
但是这些个表格却提供了
控制程序运行的额外信息。
, ,
和
V
table
文件将会在后文中被详细介
绍。
安装
WPS
的步骤和安装
WRF
的步骤基本相同，都提供了编译的选项，只是平台有所变化。当
MPICH
库及合适的库可以
使用时，
metgird
和
< br>geogrid
程序可以用分布式内存来编译，如果是这样操作，那当用户在设置
大的模拟区域时就可以花
更少的时间。但是
ungrib
程序却不能使用并行，因
此只能用单
CPU
来操作。
各个程序的功能
WPS
是由三个单独的程序
—
geogrid
，
ungrib
和
metg
ird
组成。当然，也包括了很多其它的应用程序，这些程序放在
util
目录下。下面是对这三个主要程序的一个简单描述，更详细的内容将在后边的
章节进一步介绍。
程序
geogrid
的目的是确定模拟区域，及把各种地形数据集插值到模式格
点上。模拟区域的确定是通过设置
文件
中的与
“geogrid”
有关的参
数来实现的。
除了计算经纬度和地图每个格点的比例因子外，
g
eogrid
还会根据默认值来插值土
壤类型、地表利用类型、
地形高
度、年平均深层土壤温度、月季植被覆盖、月季反照率
、最大的积雪反照率及斜坡的类
别。可以通过
WRF
的官方网站来下载这些场的全球数据集，而且这些资料可
以被看成是不随时间改变的，因此只需下一
次就可以了。很多数据集只有在某一
特定精度上才能使用，但是其它的则可在
30
和
10'
中的任何一个精度使用；
其中
< br>
的意思是弧秒而
'
则是代表弧分
（具体见下面的表格）。尽管一个与模拟区域分辨率接近的地形数据被应用后，这个
插值
后
的地形场可能更具代表性，但是用户仍是无需下载所有可用
的分辨率的数据（
SJ
认为还是全下载的好）。尽管如
此，那些希望应用拥有可以覆盖大范围的格点空间
的区域的用户，还是愿意下载所有分辨率的静态地形数据。
除了插
值默认的静态数据，
geogrid
程序还可以插值进更多的连
续的且不同种类的地形到模拟区域。可以通过应用表
格文件
—<
/p>
来实现插
值新
的或额外的数据集到模拟区域。
文件定义了所有可以被
geogrid
生成
的地形场；
它描述了插值一个地形场所需的方法，
及所需数
据所放的具体位置。
由
geogrid
生成的文件的格式是
WRF I/O
AP
I
，
因此可以通过选择
NetCDF
I/O
格式使
geogrid
生成
NetCDF
格式的输出文件，
以便更方便
的用一些外部软件
—
ncview
，<
/p>
NCL
和最新版本的
RIP4
来实现可视化（画出
地形图）。
ungrib
程序
ungrib
< br>程序读
GRIB
文件，
“
抽出
”
数据，然后把它们用一个简单的格式写
出来，这种格式就是
“
过渡
”
格式（格式是
SJ
的个人翻译，
具体参考英文文献，
及
writing data to the intermediate format
一节以获得关于这个格式的更多细节）
。
GRIB
文件包含随时间变化的气象要素场，而且它是从其它区域或全球模式
—
如
NCEP
的
NAM
或
GFS
模
式而来的。
ungrib
程序
可以读<
/p>
GRIB1
的数据，当然，如果编译时选择了
GRIB2
的选项，则就可以读
GRIB2
的数据。
GRIB
文件包含的要素场多于启动
WRF
所需的数量。两种不同格式的
GRIB
< br>用了不同的编码来确定变量和在
GRIB
文
件中的层次。
ungrib
用这些编码表格
—
Vtable
（
variable tables
）
—
来确定那些场需要从
G
RIB
文件里提取出来并写成过渡
格式。关于编码的细节可以在
WMO GRIB
文档中找到。对于相同
GRIB
模式输出文件的各种
Vtables
可以在
WPS
主目录
下的
/ungrib/Variable_Tables/
里。
WPS
为
NAM10
4
和
212
格点、
NAM AWIP
格式、
GFS
、
NCEP/NCAR
再分析、
RUC<
/p>
（气
压坐标数据和混合坐标数据），
AF
WA
的
AGRMET
地表模式输出，<
/p>
ECMWF
及其它数据
集。用户可以以其它
Vtable
做模
板来为其它的模式输出创造自己的
Vtable
；要进
一步了解关于
Vtable
中要素场的细节，可以参考
creating and editing
Vtables
。
Ungrib
< br>可以用三个用户可选格式中任何一个来写过渡数据，
这三个格式是：
WPS
—
一个新的格式，
它
包含了对接下来
的程序有用的额外信息；
SI
< br>—
WRF
之前使用过的
过渡格式；
MM5
—
用来向
MM5
模式输入
GRIB2
数据。尽管
WPS
格式是
< br>被推荐使用的，但是这三个中的任何一个格式都可以被用来启动
WRF
。
程序
metgrid
程序的作用是把
ungrib
程序提取出的气象要素场
水平插值到
geogrid
确定的模拟区域上。这个插值后的数
据可以
被
WRF
的
real
程
序所识别并吸收。<
/p>
metgird
插值的那些数据的时间段可以通过设置
中
share
记录部分来
调
整，而且每个模拟区域（最外围区和
嵌套区）的时间都要单独设置。与
ungrib
程序一样，<
/p>
metgird
所处理的数据也是随
时间
改变的，因此每次做新的模拟时，都要运行
metgird
程<
/p>
序。
文件是用来控制如何把气象要素场
进行插值的。
文件为每个要素场都提供了一个区间，
在这个区间里，可能会确定诸如要素场的插值方式、
作为标记插值以及要素场所要插值的网格（如
ARW
的
U
，
V
；
NMM
的
H
，
V
）。由
metgrid
生成的文件的格式是
WRF I/O
API
，因此可以通过选择
NetCDF I/O
格式使
metgrid
生成
NetCDF
格式的输出文件，以便更方便的用一些外部软件
—
ncview
，
NCL
和最新版本的
RIP4
来实现可视化（画出
地形图）。
运行
WPS
运行
WRF Preprocessing System
（
WPS
）有如下三个步骤：
1
，利用
geogrid
模块确定一个模式的粗糙区域（最外围的范围），及其它嵌套区域
2
，利用
ungrib
把模拟期间所需的气象要素场从
GRIB
资料集中
提取出来
3
，利用
< br>metgird
把上述的气象要素场（第二步所做的工作）水平插值到模式区域（
第一步所做的工作）中
当多个模拟在同一区域重复进行时，只
需要做一次第一步的工作即可（也就是说
所做出的地形资料
—
geo_em.d0*.nc
可以重复<
/p>
利用）；因此，只有随时间改变的数据才需要在每次模拟时用第
二、三步来处理。类似的，
如果在多次模拟中，气象数据是类似的，但是地形区域却不断
改变的话，
那第二步是可以省略的。下面是各个步骤的详
细说明：
Step 1:
确定模式区域
如
果
WPS
安装成功，会在
WPS
根目录下出现三
个可执行程序
—
,
和
（原程序在各自
的同名子目录下）的链接。除了这三个
可执行程序的链接，还有一个
文
件。下面是一个
WPS
主目录下各组
件的列表：
drwxr-xr-x 2 4096 arch
-rwxr-xr-x 1 1672 clean
-rwxr-xr-x 1 3510 compile
-rw-r--r-- 1 85973
-rwxr-
xr-x 1 4257 configure
-rw-r--r-- 1 2486
drwxr-xr-x 4 4096 geogrid
lrwxrwxrwx 1 23 -> geogrid/src/
drwxr-xr-x 3 4096 metgrid
lrwxrwxrwx 1 23 -> metgrid/src/
-rw-r--r-- 1 1101
-rw-r--r-- 1 4786 README
lrwxrwxrwx 1 21 -> ungrib/src/
drwxr-xr-x 3 4096 util
模式的最外
层区域和其它嵌套区域都是在
中
geo
grid
记录里设置的，另外，在
share
< br>记录里也有需要设置的
参数。下面是关
于这两个部分的一个模板，并且如果想获得更多关于每个参数的可能设置及其目的的信息，可以参考
description of namelist variables
&share
wrf_core = 'ARW',
max_dom = 2,
start_date =
'2008-03-24_12:00:00','2008-03-24_12:00:00',
interval_seconds = 21600,
io_form_geogrid = 2
/
&geogrid
parent_id = 1, 1,
parent_grid_ratio = 1, 3,
j_parent_start = 1, 17,
s_we
= 1, 1,
s_sn = 1, 1,
e_sn = 61, 97,
geog_data_res
= '10m','2m',
dy = 30000,
map_proj = 'lambert',
ref_lat = 34.83,
ref_lon =
-81.03,
truelat1 = 30.0,
truelat2 = 60.0,
geog_data_path =
'/mmm/users/wrfhelp/WPS_GEOG/
/
为了总结一些列与
geogrid<
/p>
有关的
share
记录中的典型改变，与
WRF
的动力核有关的
wrf_cor
e
要首先被选择。
如果
WPS
要为
ARW
（
Adva
nced Research WRF
）
模拟而运行，
那
wrf_core
就设成
‘ARW’
，
如果要为
NMM
（
Nonhydrostatic Mesoscale
Model
）模拟的话，则设成
‘NMM’
。当选择好动力内核后，接下来选择
max_dom
，即区域（最外层的一个
嵌套数）的总数
（当
wrf_core=‘ARW’
）或者嵌套的层次（当
wrf_core=‘NMM’
）。因为
geogrid
生成的仅仅是时间独立的数据，因此
start_date,end_date,
和
interval_second
s
这些参数将被其忽略。另外，还有一些可选的选项，如
opt
_output_from_geogrid_path
，
如果
设
成默认值，
则由
< br>
生成的地形文件将被放到当前工作目录（
WPS
的主
目录），如果想放到别的目录下，则根据需要修改即
可；
io_form_geogrid
则是设置地形数据输出格式的。在
geogrid
的
记录部分，
是关于模拟区域投影的设置，
同时也设置了模式格点的大小和
所在位置。
模式所用的地图投影方式由
map_proj
来设置，
其它用来设置投影的参数总结如下：
地图投影方式
/
与相应投影方式有关的参数变量
'lambert' truelat1
truelat2
(optional)
stand_lon
'mercator' truelat1
'polar'
truelat1
stand_lon
'lat-lon'
pole_lat
stand_lon
< br>如果
WRF
是在一个局地区域里运行，那粗糙区域（最外
层区域）位置则是通过
ref_lat
和
ref_lon
来定位，它们分别确定
了粗糙区域的纬度和经
度。如
果也要处理嵌套区域，则它们的位置是通过
i_parent_start
和
j_pare
nt_start
来确定；更多
关于设置嵌套区域的细节可以参
考
nested domains
一节。接下来，粗糙区域的维
数由
dx
和
dy
来确定，它们分别确定了
x
轴和
y<
/p>
轴上标准格距的长度，而
e_we
和
e_sn
则分别给出了
x
< br>轴（东
西方向）和
y
轴（南北方向）上的格点数（具体设
置方案可见后边
description of namelist variables
）；对应
'lambert',
'mercator',
和
'po
lar'
投影方式，
dx
和
dy
的单位是
'
米
'
，对于
'lat-lon'
投影方式，
dx
和
dy
的单位则是
'
度
'<
/p>
。对于嵌套区域，只有
e_we
和
e_sn
可以用来确定格点的维数，格点<
/p>
的
dx
和
dy<
/p>
是不能被设定的，因为它们的值已经被
parent_grid_
ratio
和
parent_id
所决
定
了，这两个参数分别确定了嵌
套的
上一级区域（父区域）的格点距离与嵌套的格点距离的比值和嵌套的上一级区域的
ID<
/p>
【】。
对于全球的模拟，粗糙区域（最
外围区域）的覆盖范围就应该是全球，所以
ref_lat
和<
/p>
ref_lon
就不在被使用，而且
dx
和
dy
也不应该再被设置，这
是因为这个格距将根据格点数被自动计算出来。同样需要注意的是，经
纬度投影（
map_proj =
'lat-lon'
）是
WRF
中唯一支持全球区域（全球模拟）
的投影方式。
除
< br>了设置与模式区域的投影方式、
位置和覆盖范围有关的参数外，
< br>静态数据集的路径也必须通过参数
geog_data_path
被
正确的设置。
同样，
用户可
能会
通过设置
geog_data_
res
参数来选择静态数据的分辨率以便于
geogrid
的差值，
而分辨率
的值要与
中的数据分辨率吻
合。如果
静态数据集是从
WRF
官网下载的，则可能的分辨率会包括
'30s',
'2m','5m',
和
'10m',
分别对应的是
30
秒，
2-
，
5-
，
10-
分的数据【】。根据
wrf_core
所设
值的不同，
geogrid
需要不同的
与之对应，因为
WPS
会根据动力内核
的不同插值出不同的网格。如果
wrf_core='ARW'
，则应该使用，如
果是
wrf_co
re='NMM'
，
则相应的要用。
可
以通过链接正确的
文件来正确使用它，
原始的文件放
在
geogrid
目录里（另一种方法是通过
opt_geogrid_tbl_pa
th
参数来设定文件的位置来使用它）。
$$ ls geogrid/
如果
想了解更多的关于各个参数的意义和可能的选项，可以参考
description
of the namelist variables
。
<
/p>
在
中设置了合适的模拟和嵌套区域，
就可以处理地形文件了。
在
ARW
的个例中，
地形文件被命
名为，其中每个文件中的
N
代表嵌套的序号。当运行
NMM
个例时，粗糙区域（外围区）的地形数据文件的名字为，嵌套
的文件则是，其中
N
代表嵌套的级数。还需
要注意的是，文件的后缀会随参数
io_form_geog
rid
设定的不同而不同。运行
的命令
是：
$$ ./
当程序运行成功后，会出现如下信息
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
! Successful completion of geogrid. !
并
且
WPS
的主目录下会出现地形文件（或者出现在
opt_output
_from_geogrid_path
所设定的目录下）。如果没有出现，
可以通过检查
来找出可
能的失败原因。如果想了解更多的关于检查
geogrid
输出
结果的信息，可以参考
checking WPS
output
一节。
$$ls
drwxr-xr-x 2 4096 arch
-rwxr-xr-x 1 1672 clean
-rwxr-xr-x 1 3510 compile
-rw-r--r-- 1 85973
-rw-r--r-- 1 2486
drwxr-xr-x 4 4096 geogrid
lrwxrwxrwx 1 23 -> geogrid/src/
-rw-r--r-- 1 11169
-rwxr-
xr-x 1 1328 link_?
drwxr-xr-x 3 4096
metgrid
-rw-r--r-- 1 1094
?
drwxr-xr-x 4 4096 ungrib
lrwxrwxrwx 1 21 -> ungrib/src/?
drwxr-xr-x 3 4096 util
Step
2:
利用
ungrib
从
GRIB
文件中提取气象要素场
< br>当已经下载了
GRIB
格式的气象数据后，提取要素场以
转成过渡格式的第一步所要做的参数设置涉及到
“share”
和
“ungrib”
两个部分。下面是关于这两部分的一个模板
：
&share
wrf_core
= 'ARW',
start_date =
'2008-03-24_12:00:00','2008-03-24_12:00:00',
interval_seconds = 21600,
io_form_geogrid = 2
/
&ungrib
out_format = 'WPS',
/
在
“s
hare”
部分，
与
ungrib
有关的参数是粗糙区域
（外围区）
的开始和
结束时间
（
start_date
和<
/p>
end_date;
或者
start_year,
start_month, start_day, start_hour,
end_year, end_month, end_day
和
end_hour
）以及气象数据文件的时间间隔
（
interval_seconds
）。在
“u
ngrib”
部分，参数
out_f
ormat
是用来设置过渡数据文件的格式的；
metgird
程序可以读任何一
个被
ungrib<
/p>
支持的格式，
因此虽然
'WPS'
是被推荐的格式
,
但是
'WPS'
，
'SI',
和
'MM5'
中的任何一个都可以作为选项被选择；
< br>另外，用户可以通过设置
prefix
参数来确定过渡数
据文件的保存路径和前缀。例如，如果
prefix
被
设成
'ARGRMET'
，那过
渡数据的文件名就是
AGRMET:YYYY-
MM-DD_HH
，其中
YYYY-MM-
DD_HH
是文件中数据的真实的日期。
在合理的修改了
< br>
文件后，
Vtable
文件也是
需要事先被提供的，
并且
GRIB
文件
也要被链接
（拷贝）
到
所期望的目录下（一
般是
W
PS
的主目录，如果
WPS
被安装成功
的话）。如果
WPS
要处理气象数据，就要在
< br>Vtable
的辅
助下进行才行，即使
< br>Vtabel
仅仅被象征性地以
Vtable
来命名并链接到
所期望
的目录下（一般是
WPS
的主目
录）。
例如，如果是来自
GFS
模式的
GRI
B
数据，可以如此处理：
$$ ln
-s ungrib/Variable_Tables/ Vtable
程序将尝试以
,, …,
这样的文件名来读取
GRIB
数据。
为了能简化把
GRIB
数据
链接到到合适的目录，并以这些名字来命名，程序提供了一个
shell
的脚本
link_
。这个脚本通过读取一个以
GRIB
数据文件名为列表的命令行参数来完成上述工作。例如，如
果
GRIB
数据被下载到一个
/data/gfs
的目录下，那这些文件
可
以用下面的方法来进行链接：
$$ ls /data/gfs
$$ ./link_
/data/gfs/gfs*
上述操作完成后，
WPS
目录下的列表将是如下所示：
drwxr-xr-x 2 4096 arch
-rwxr-xr-x 1 1672 clean
-rwxr-xr-x 1 3510 compile
-rwxr-xr-x 1 4257 configure
-rw-r--r-- 1 2486
drwxr-xr-x 4 4096 geogrid
lrwxrwxrwx 1 23 -> geogrid/src/
-rw-r--r-- 1 11169
lrwxrwxrwx 1 38 ->
/data/gfs/gfs_080324_12_06
-rwxr-xr-x 1
1328 link_
drwxr-xr-x 3 4096 metgrid
-rw-r--r-- 1 1094
drwxr-xr-x 4
4096 ungrib
lrwxrwxrwx 1 21 ->
ungrib/src/
drwxr-xr-x 3 4096 util
lrwxrwxrwx 1 33 Vtable ->
ungrib/Variable_Tables/
修改完
<
/p>
并链接了合适的
Vtable
和正确的<
/p>
GRIB
文件后，
就可以被执行以生成过渡数据格式的气象
数据文件了。
Ung
rib
可按如下命令进行操作：
$$
./ >&
因为
ungrib
程序
会产生一个数量相当可观的输出，因此这个操作是被推荐的，这样可以把输出间接地输入到一个名字为
的文件中。
如果
运行成功，
过渡数据文件将会在正确的目录中出现，
且则会有如下信息被打印在
文件的最后部分：
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !
! Successful completion of ungrib. !
这个过渡数据的文件名将会以
FILE:YYYY-MM-DD
_HH
的形式命名（除非
prefix
参数被设置成其它名字）
$$ls
drwxr-xr-x 2 4096 arch
-rwxr-xr-x 1 1672 clean
-rwxr-xr-x 1 3510 compile
-rw-r--r-- 1 85973
-
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