使用 GFS 数据驱动WRF模式

实验要求

• 2层嵌套，第一层为 450x450 个网格点，第二层为 630x630 个网格点
• 经纬向网格间距：第一层为 10 km，第二层为 3.3333 km
• 中心纬度为 0° ，中心经度为 150°E
• 时间为 2022年02月17日0时-6时

Down GFS data

数据下载网址：

https://nomads.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/gfs/prod/gfs.20220217/00/atmos/

数据：分辨率为1°x1°，每3个小时报一次。时间为2022年2月17日0时开始

gfs.t00z.pgrb2.1p00.f000                     17-Feb-2022 03:36   40M  
gfs.t00z.pgrb2.1p00.f003                     17-Feb-2022 03:37   43M  
gfs.t00z.pgrb2.1p00.f006                     17-Feb-2022 03:39   43M  

使用 downthemall 批量下载：

Upload GFS data to linux server

WPS 前处理

1、链接到 GFS Vtable

首先使用cd 命令，换到该数据所处路径下。然后使用命令进行链接：

cd  /Users/WRF/GFS_practice/
ln -sf ungrib/Variable_Tables/Vtable.GFS Vtable

然后，使用命令cd到WPS路径下将你下载的GFS数据进行链接，使用命令如下：

cd  /Users/WRF/WPS/
./link_grib.csh ../GFS_practice/gfs.t00z.pgrb2.1p00.f*

成功后在该文件下应该会出现一个vtable的文件

下面几步操作还是在WPS路径下

2、ungrid

打开namelist.wps进行编辑，把时间改成你数据对应的时间范围：

运行 ./ungrib.exe 命令，显示如下表示成功

3、geogrid

确保你有 陆地 数据，编辑namelist.wps中的geogrid部分。

&geogrid
 parent_id         =   1,      1,      2,
 parent_grid_ratio =   1,      3,      3,
 i_parent_start    =   1,      122,    200,
 j_parent_start    =   1,      123,    180,
 e_we              =   450,    631,   1781,    
 e_sn              =   450,    631,   1781,
 geog_data_res     = 'default', 'default',  'default',
 dx = 10000,
 dy = 10000,
 map_proj  = 'mercator',
 ref_lat   =  0.00,
 ref_lon   = 150.00,
 truelat1  =  15.0,
 truelat2  =  30.0,
 stand_lon = 150.00,
  geog_data_path = '/Software/Models/WRF/WPS_GEOG',

确保区域位于正确的位置，运行以下代码进行查看：

ncl util/plotgrids_new.ncl

确认好区域位置后，进行 geogrid ，运行命令： ./geogrid.exe ，运行成功显示如下内容：

同时，你会得到如下文件：

4、Metgrid

下面进行插值，将数据插值到模式区域，这里不需要对namelis.wps进行修改。运行命令：

./metgrid.exe

同时会得到相应插值后的nc格式的文件：

以上，WPS前处理完成。下面进行WRF处理。

WRF后处理

主要以下三步：

• 1、链接在WPS中插值出的数据
• 2、运行./real.exe
• 3、运行./wrf.exe

链接插值的nc数据

使用cd命令切换到WRF/run/ 下，首先需要链接刚刚插值的数据：

ln -sf ../../../GFSout/met_em.* .

第二步，对namelist.input进行编辑，部分内容需要与WPS下的namelist.wps内容一致

 &time_control
 run_days                            = 0,
 run_hours                           = 06,
 run_minutes                         = 0,
 run_seconds                         = 0,
 start_year                          = 2022, 2022, 2022,
 start_month                         = 02,   02,   02,
 start_day                           = 17,   17,   17,
 start_hour                          = 00,   00,   00,
 end_year                            = 2022, 2022, 2022,
 end_month                           = 02,   02,   02,
 end_day                             = 17,   17,   17,
 end_hour                            = 06,   06,   06,
 interval_seconds                    = 21600
 input_from_file                     = .true.,.true.,.true.,
 history_interval                    = 60,  60,   60,    # 设置输出的时间，每一小时一个
 frames_per_outfile                  = 1000, 1000, 1000,
 restart                             = .false.,
 restart_interval                    = 1440,
 io_form_history                     = 2
 io_form_restart                     = 2
 io_form_input                       = 2
 io_form_boundary                    = 2
 &domains
 time_step                           = 60,
 time_step_fract_num                 = 0,
 time_step_fract_den                 = 1,
 max_dom                             = 2,
 e_we              =   450,    631,   1781,    
 e_sn              =   450,    631,   1781,
 e_vert                              = 33,    33,   33,
 p_top_requested                     = 5000,
 num_metgrid_levels                  = 34,
 num_metgrid_soil_levels             = 4,
 dx                                  =  10000,  3333.33,
 dy                                  =  10000,  3333.33,
 grid_id                             = 1,     2,     3,
 parent_id         =   1,      1,      2,
 parent_grid_ratio =   1,      3,      3,
 i_parent_start    =   1,      122,    200,
 j_parent_start    =   1,      123,    180,
 parent_time_step_ratio              = 1,     3,     3,
 feedback                            = 1,
 smooth_option                       = 0

运行./real.exe

编辑好之后，确保与WPS前处理中的namelist.wps中的保证一致后，运行命令： ./real.exe

同时，会得到如下三个文件：

运行./wrf.exe

之后，运行 wrf.exe ，生成以下文件表示成功

Note：

如果设置的起始终止时间比较久，可以上传到学院集群中进行运行。或者编辑一个 .sh 脚本文件，放在服务器后台运行。

验证模式数据

对跑出来的数据进行验证，检验区域是否正确。使用 ncview 进行查看：

可以发现，与之间使用 ncl命令 查看的区域是一致的。本文只是学习记录过程， 部分地方可能存在问题欢迎大家指正！