WRF运行-完整
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WRF使用说明范文
WRF使用说明范文WRF（Weather Research and Forecasting）是一种常用的大气动力学模型，用于天气预报、气候模拟等气象学研究领域。
本文将介绍WRF的基本原理和使用方法，帮助读者快速上手使用WRF进行天气预报。
一、WRF的基本原理WRF模型是一种通过数值模拟天气系统的大气模式，能够模拟和预报各种尺度的气象现象。
它基于Navier-Stokes方程和热力学原理，通过空间和时间离散化的数值计算方法，模拟大气的物理和动力特性。
WRF模型主要包括动力学核心、物理方案和分辨率配置三个方面。
动力学核心是WRF模型的计算引擎，包括模式的网格结构和求解方程的数值方法。
WRF模型支持三种动力学核心：全谱元谱法（全谱模式）、有限差分法（全局模式）和非均匀格点模型（多尺度模式）。
用户可以根据不同的需求选择合适的动力学核心。
物理方案是WRF模型的参数化方案，用于模拟大气中的各种物理过程。
物理方案包括微物理方案、辐射方案、降水方案、陆地过程方案等。
用户可以根据需要选择合适的物理方案，然后根据具体情况进行相应的参数调整。
分辨率配置是指WRF模型的网格设置，决定了模拟的空间和时间精度。
WRF模型支持多种网格类型，如地理坐标、斜坐标等，并提供了灵活的网格分辨率配置方法。
用户可以根据需要选择合适的网格类型和分辨率，以达到所需的模拟精度。
二、WRF的使用方法1.安装和配置环境2.模型运行和输入数据准备完成安装和配置后，用户可以使用WRF模型进行天气预报。
首先，用户需要准备输入数据，包括初始场和边界场。
初始场包括温度、湿度、风场等参数，可以从观测数据或其它模拟结果中得到。
边界场则包括在模拟区域周边的大气特征，如气压、海温等，通常可以从观测数据或全球模式中获取。
3.WRF模型运行和输出结果分析准备好输入数据后，用户可以运行WRF模型进行天气预报。
运行过程中，用户需要设置模拟的起始时间、模拟区域、物理参数、动力学核心等。
WRF安装及运行
WRF模式分为ARW(the Advanced Research WRF)和NMM(the Nonhydrostatic Mesoscale Model)两种，即研究用和业务 用两种形式，分别由NCEP和NCAR 管理维持着。本指南中使 用的是前者WRF ARW。
WRFV3.5模式简介
WRFV3.5模式安装
WRFV3.5模式安装
弹出文件传输页面如下：
如上图所示，上边为本地电脑文件列表展示方式，下边为远程登录的Linux系统， 1.上传，在上边选择你要上传的文件或者文件夹，在下边选择你要上传目的目录，然 后左边右击你需要上传的文件，选择Upload,即可。 2.下载，与上面操作正好反过来就行。右边点击后选择load，即可下载到本地选择的 文件夹内。
4、安装完成后输入ls
-l
var/obsproc/src/obsproc.exe
var/build/*exe
安装成功后有44个.exe文件，若安装未成功，则./clean -a 后重新安装
WRFDA 3.5安装
WRF运行
1、个例选择 选择2014年7月2日12时到7月3日12时一次降水过程。 WRF运行的顺序为：
WRFV3.5模式安装
Linux 系统基本语言： ls list contests of directory 显示目录内容 cd change working directory 改变工作目录
cd .. 返回上级目录 mkdir make directories 建目录 rm remove directory entries 删除目录内容
WRFV3.5模式安装
2、首先在根目录下建立一个以文件夹。 3、查询当前目录文件。 4、运用SSH File transfer将WRF、WPS、WRFDA放到刚刚命 名的文件夹下。
WRFV3.5模式简介
WRFV3.5模式安装
WRFV3.5模式安装
弹出文件传输页面如下：
如上图所示，上边为本地电脑文件列表展示方式，下边为远程登录的Linux系统， 1.上传，在上边选择你要上传的文件或者文件夹，在下边选择你要上传目的目录，然 后左边右击你需要上传的文件，选择Upload,即可。 2.下载，与上面操作正好反过来就行。右边点击后选择load，即可下载到本地选择的 文件夹内。
4、安装完成后输入ls
-l
var/obsproc/src/obsproc.exe
var/build/*exe
安装成功后有44个.exe文件，若安装未成功，则./clean -a 后重新安装
WRFDA 3.5安装
WRF运行
1、个例选择 选择2014年7月2日12时到7月3日12时一次降水过程。 WRF运行的顺序为：
WRFV3.5模式安装
Linux 系统基本语言： ls list contests of directory 显示目录内容 cd change working directory 改变工作目录
cd .. 返回上级目录 mkdir make directories 建目录 rm remove directory entries 删除目录内容
WRFV3.5模式安装
2、首先在根目录下建立一个以文件夹。 3、查询当前目录文件。 4、运用SSH File transfer将WRF、WPS、WRFDA放到刚刚命 名的文件夹下。
WRF模式运行及后处理简介-于恩涛
2. 设置netcdf路径 2. Export NETCDF=/usr/local… （netcdf库必须由 本机编译器编译）
3 解压
3.> tar zxfv WRFV3.2.1.TAR.gz > tar zxfv WPSV3.2.1.TAR.gz
WRF configure
生成configure.wrf文件
WRF后处理
推荐
http://www.mm /wrf /OnLineTutoria l/Graphics/NC L/index.html
NCL
load “$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/ csm/gsn_code.ncl" load “$NCARG_ROOT/lib/ncarg/nclscripts/ wrf/WRFUserARW.ncl" begin a = addfile("./geo_em.d01.nc","r") wks = gsn_open_wks("pdf","plt_ter5") res = True res@MainTitle = "GEOGRID FIELDS” pltres = True mpres = True ter = wrf_user_getvar(a,"HGT_M",0) res@cnFillOn = True res@ContourParameters = (/0.,1000.,50./) contour = wrf_contour(a,wks,ter,res) plot = wrf_map_overlays(a,wks,(/contour/),\ pltres,mpres) end
WRF模式运行及后处理简介-大气所于恩涛
• start_date, end_date 一个区域一列 • interval_seconds是强迫场资料的时间间隔
namelist.wps (续)
&geogrid parent_id = 1, 1, parent_grid_ratio = 1, 3, i_parent_start = 1, 53, j_parent_start = 1, 65, e_we = 100, 259, e_sn = 76, 199 geog_data_res = '2m','2m', dx = 60000, dy = 60000, map_proj = 'lambert', ref_lat = 35, ref_lon = 105.5, truelat1 = 30.0, truelat2 = 60.0, stand_lon = 105.0, geog_data_path = 'geog'
namelist.wps
&share wrf_core = 'ARW', max_dom = 1, start_date = '2007-09-02_00:00:00','2007-09-02_00:00:00', end_date = '2007-09-03_12:00:00','2007-09-03_12:00:00', interval_seconds = 21600, io_form_geogrid = 2, /
WRF模式运行及后处理 简介
竺可桢-南森国际研究中心 于恩涛 2010-9-9 yetsyu@
报告提纲
1
2 3 4
• WRF模式简介 • 模式编译 • 模式设置及earch and Forecasting Model
WRF运行--(精简版)
nup.exe
若编译未成功： ./clean -a 卸载后从step3开始。
4. 运行 cd test/em_real ln –sf ../../..WPS/met_em* . 修改namelist.input(见非精简版)
./real.exe 若生成rfbdy_d01*,wrfinput_d01*表示运 行成功
2.模式模拟范围：（通过namelist.wps绘图）
参考程序：wps_domain.ncl （图像效果： wps_show_dom.pdf ）
3.模式输出，如：
wrfout_d01_2010-10-22_18:00:00(变量参考wrfout.cdl) 参考程序：plt_metgrid_2.ncl （图像效果： plt_metgrid_2.pdf ）
2. ./compile >& compile.log 3. 编译成功： WPS目录下生成： geogrid.exe, ungrib.exe, metgrid.exe
若编译未成功： ./clean -a 卸载后从step3开始。
4. 修改namelist.WPS（见非精简版）
5. 处理地形资料和网格数据 ./geogrid.exe >& geogrid.log 生成geo_em.d01(d02, d03,,,).nc
WRF模式的安装与运行（精简版）
宋耀明 大气科学学院
（一）安装WPS
工作流程
geogrid：处理地形资料和网格数据 ungrib：解码GRIB资料，得到气象要素场 metgrid：将气象要素场水平插值到地形资料上 namelist.wps
将geog_minimum.tar.bz2， orogwd_10m.tar.bz2，varsso.tar.bz2复制到
若编译未成功： ./clean -a 卸载后从step3开始。
4. 运行 cd test/em_real ln –sf ../../..WPS/met_em* . 修改namelist.input(见非精简版)
./real.exe 若生成rfbdy_d01*,wrfinput_d01*表示运 行成功
2.模式模拟范围：（通过namelist.wps绘图）
参考程序：wps_domain.ncl （图像效果： wps_show_dom.pdf ）
3.模式输出，如：
wrfout_d01_2010-10-22_18:00:00(变量参考wrfout.cdl) 参考程序：plt_metgrid_2.ncl （图像效果： plt_metgrid_2.pdf ）
2. ./compile >& compile.log 3. 编译成功： WPS目录下生成： geogrid.exe, ungrib.exe, metgrid.exe
若编译未成功： ./clean -a 卸载后从step3开始。
4. 修改namelist.WPS（见非精简版）
5. 处理地形资料和网格数据 ./geogrid.exe >& geogrid.log 生成geo_em.d01(d02, d03,,,).nc
WRF模式的安装与运行（精简版）
宋耀明 大气科学学院
（一）安装WPS
工作流程
geogrid：处理地形资料和网格数据 ungrib：解码GRIB资料，得到气象要素场 metgrid：将气象要素场水平插值到地形资料上 namelist.wps
将geog_minimum.tar.bz2， orogwd_10m.tar.bz2，varsso.tar.bz2复制到
WRF模式运行步骤
修改control_file－2
二维量选择：
HGT RAINC RAINNC ! Terrain Height ! ACCUMULATED TOTAL CUMULUS PRECIPITATION ! ACCUMULATED TOTAL GRID SCALE PRECIPITATION
数据路径设置： /data/student/wangy/WRFV2/test/em_real/wrfout_d02_2005-06-08_12:00:00 其他参数设置： real 1 1 ! real (input/output) / ideal / static ! 0=no map background in grads, 1=map background in grads ! specify grads vertical grid ! 0=cartesian, ! -1=interp to z from lowest h ! 1 list levels (either height in km, or pressure in mb)
WRF 模式的主要运行程序
初始场资料处理（wrfsi） 运行 WRF 初始程序 real.exe 运行 WRF 主程序 wrf.exe 模式结果 wrfout 的后处理
WRF运行－1
Si部分采用GUI图形界面完成 模拟区域设置 初始场生成
进入wrfsi安装目录，键入如上命令，即可进入GUI图形界面
网格区域设置
数据初始化
插值
2为新网格区 域取名
1选择建立新 网格 所建立的网格信息存 储路径（默认）
3确定点击进行 下一步
2地图选择所有国家 （默认是美国）
1选择大致的母 网格区域
WRF运行2
interval_seconds = 21600 （前处理程序的两次分析时间之间的时间间隔） input_from_file = .true.,.true.,.false., （嵌套初始场输入选项。嵌套时，指定嵌套网格是否用不同的初始场文件） history_interval = 180, 60, 60, （指定模式结果输出的时间间隔，以分钟为单位） frames_per_outfile = 1000, 1000, 1000, restart = .false., （是否进行重行启动 ） restart_interval = 5000, （重起时间间隔） io_form_history =2 （ 2 = NetCDF ） io_form_restart =2 （指定模式断点重启输出的格式, 2为netCDF格式） io_form_input =2 （2 = NetCDF） io_form_boundary =2 （指定模式边界条件数据的格式） 1 二进制格式 2 NetCDF格式 4 PHD5格式 5GRIB1格式
• 4.运行metgrid.exe ./metgrid.exe • 成功后生成met_d01…文件
WRFV3 cd test/em_real 修改namelist.input 与namelist.wps一致！
&time_control run_days run_hours run_minutes run_seconds start_year start_month start_day start_hour start_minute start_second end_year end_month end_day end_hour end_minute end_second
3. 运行ungrib.exe 命令如下： ln(空格) -sf (空格) ungrib/Variable_Tables/Vtable.GFS (空格) Vtable ./link_grib.csh (空格) /gpfs/fs2/home/student/stu2013/test/fnl/fnl* ./ungrib.exe
WRF学习之ch5WRF模式（六）运行WRF（o,p）：（运行时IO，输出诊断量）
WRF学习之ch5WRF模式（六）运⾏WRF（o,p）：（运⾏时IO，输出诊断量）Chapter 5: WRF Modelo. 运⾏时IO⾃WRF版本3.2的发布以来，IO选项可以作为运⾏时选项进⾏更新。
以前，对IO的任何修改（例如，哪个变量与哪个流相关联）都是通过Registry进⾏处理的，⽽对Registry的更改始终需要进⾏⼀个循环:clean –a, configure, 然后 compile。
这种编译时机制仍然可⽤，这是定义⼤多数WRF IO的⽅式。
但是，如果⽤户希望从各种流中添加（或删除）变量，则可以选⽤该功能。
⾸先，⽤户让WRF模式知道IO的运⾏时修改信息所在的位置。
这是⼀个⽂本⽂件（my_file_d01.txt），每个⽹格⼀个，这个在namelist.input ⽂件中的time_control字段定义。
&time_controliofields_filename = “my_file_d01.txt”, “my_file_d02.txt”ignore_iofields_warning = .true.,/⽂本⽂件的内容将流ID（0是默认历史记录和输⼊）与变量以及是否要添加或删除字段相关联。
状态变量必须已经在注册表⽂件中定义。
以下是⼀些⽰例：⽂本⽂件的内容说明了变量和⽂件流ID（0是默认的历史和输⼊）的关系，以及这个变量是否需要加⼊或者删除。
这个状态变量必须要在Registry⽂件定义。
⼀下是⼀些例⼦：-:h:0:RAINC,RAINNC将从标准的history file中删除变量RAINC和RAINNC+:h:7:RAINC,RAINNC将从输出流#7中添加变量RAINC和RAINNC可⽤的选项有：+ 或 -, 添加或者删除变量0-24, 整数，说明⽂件流序号i 或 h, 在Registry中的输⼊或者历史场的名称——这是引⽤中的第⼀个字符串。
注意：不要在变量名之间包含任何空格不必从⼀个流中删除变量然后其插⼊到另⼀个流中。
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Compile for nesting? (1=basic, 2=preset moves, 3=vortex following) [default]:
1=basic, 有嵌套 2=preset moves, 指定移动网格 3=vortex following 自动移动网格
生成configure.wrf文件
土地和土壤类型数据的来源 土壤层数
Namelist.input
radt：建议和最外层网格的水平分辨率 的km数一致，1分钟/1km，且每层网 格使用一样的数值
cu_physics：网格分辨率≤10km，不 使用积云参数化方案，即设为0
isfflx：1表示打开，0表示关闭；在 选用边界层方案且近地面层方案 （sf_sfclay_physics)=1,5,7,11 时 该选项有效。
预报人员 相关的应用科学家 ( 空气和质量，水文，
公共事业方面)
Modeling System Components
WRF Pre-processing System (WPS) – Real-data interpolation for NWP runs – New obsgrid program for adding more obs to analysis
Namelist.input
嵌套网格是否有初始场
input_from_file =.true.,.true.,.true., input_from_file =.true.,.false.,.false.,
断点启动的设置
正常运行时：restart=.false. 需要断点启动时： restart=.true. restart_interval：生成断点文件的时间间
ifsnow：只有在 sf_surface_physics=1时才有效
icloud：只有在ra_sw_physics=1,4以
Namelist.input &physics：选择物理过程
V 3.0. V 3.1. V 3.2. V 3.0.
理想云模式 真实的高分辨率模拟
中尺度格点尺度 真实的高分辨率模拟
– Version 3.1.1 August 2009
Version 3.2: April 2010
– Version 3.2.1 August 2010
Version 3.3: May 2011 Version 3.4: April 6, 2012
Version 3.4.1: August 16, 2012
post processing tools (ARWpost, NCL, RIP...) WRF-Var (separate tutorial given at NCAR)
) WRF-Chem (separate tutorial given at NCAR
Email: wrfhelp@
Namelist.input
模拟总时长
起止时间 （年，月，日，分，秒） 每一列代表一层网格
输入的met资料的时间间隔， 生成的边界场的时间间隔（秒） 输出数据的时间间隔（分钟） 每个wrfout里面记录多少个时 次的数据 各种数据的IO格式 ：2表示netcdf 运行WRF时输出运行记录的级别，数 值越大，输出的信息越详细
Version 3.5: April 18, 2013
Version 3.5.1: September 23, 2013
What can WRF be used for?
ARW and NMM – 大气中的物理过程和参数化的研究 – 个例研究 – 实时数值天气预报 – 资料同化 – 动力过程和组织天气预报教学
隔（分钟），表示每多少分钟生成一个断 点文件。
Namelist.input
分子 分母
积分步长，≤6*dx（最外层网格） 如果积分步长有小数部分（分子/分母）
总网格数
东西方向的格点数 南北方向的格点数 垂直层数
对流层顶高度（Pa） WPS得到的met数据的垂直层数 和土壤层数
每一层网格的水平分辨率（米）
是否反馈：0 or 1 最外层网格是否平滑：0 or 1 or 2
0 ：no smoothing 1 ：1-2-1 平滑，只用于feedback=1 2 (缺省)： smoothing-desmoothing，只用于feedback=1
Namelist.input 自动移动网格（用来模拟台风）
每隔多长时间计算一次涡旋的中心位置 (分钟) 台风的最大风速（m/s），用于计算扫 描半径 移动网格到粗网格边界的最小格点数
4. ./compile 编译
./compile em_real 编译信息在屏幕上直 接显示
./compilie em_real >& compile.log 编
5. 编译成功： WRFV3/test/em_real目录下生成： real.exe, wrf.exe, tc.exe, ndown.exe,
追踪台风中心的层次（Pa） 移动网格开始移动的时间（分钟）
Namelist.input
微物理过方案
长波和短波辐射方案
调用辐射方案的时间（分钟） 近地面层方案 陆面过程方案
边界层方案 调用边界层方案的时间（分钟） 积云参数化方案 调用积云参数化方案的时间（分钟） 是否考虑热量和水汽通量（1 or 0） 是否考虑雪盖效应（1 or 0） 是否考虑辐射光学厚度中的云效应（1 or 0）
固定边界的宽度 固定区的格点数，不能修改 缓冲区的格点数 是否使用固定边界（最外层网格有效） 是否是嵌套网格
spec_bdy_width = spec_zone + relax_zone.
固定边界（海绵边界）：真实模拟
周期边界 对称边界
理想模拟
开放边界
Namelist.input &tc：台风初始化
(“static” fields静态场) 解码GRIB文件，得到气象数据 (u, v, T, q, surface
pressure, soil data, snow data, sea-surface temperature, etc.) 将气象数据差值到水平网格格点和垂直模式层
User Web pages:
ARW:/wrf/users/ NMM:/wrf-
nmm/users/ – Latest update for the modeling system – WRF software download – Various documentation
• Users’ Guide • Technical Note (ARW Description)
User Support
从这里开始：
/wrf/OnLineTu torial/index.htm
安装 WRF-ARW
前处理：WPS 主模块：WRFV 后处理：ARWpost
2个步骤：1）./real.exe 2) ./wrf.exe
met_em*文件
wrfinput* wrfbdy*
wrfout*文件
安装WRFV3
1. 解压 tar -zvxf WRFV3.5.1.TAR.gz 得到WRFV3文件夹
2. bedug，替换更新程序
3. ./configure 配置文件 选择平台 :19
WRF模式的安装与运行
宋耀明 大气科学学院
WRF Modeling System Overview
What is WRF?
WRF: Weather Research and Forecasting Model
– 用途：研究 and 预报 – ARW（the Advanced Research WRF） – NMM（the Nonhydrostatic Mesoscale
< 5km; 粗网格用95 真实的高分辨率模拟
真实的高分辨率模拟
真实的高分辨率模拟
Namelist.input
Namelist.input
Namelist.input
Namelist.input
Namelist.input
ห้องสมุดไป่ตู้
Namelist.input
Namelist.input
Namelist.input
需要的软件环境
编译语言 Fortran 90/95 compiler C compiler
脚本语言 Perl
库 netCDF library
Public domain mpich for MPI 通过客户端登录（ssh）
环境变量需要在根目录下的.bashrc中添加 module list查看已经加载的库
（一）安装WRFV3
WRFV 功能
REAL真实个例
– 为real-data 个例创建初始条件和边界条件 – 控制动力平衡 – 选择不同的物理过程 – 移动网格，双向嵌套网格，单项嵌套网格 – 断点启动restart – 输出数据wrfout
real case的模拟
运行目录：WRFV3/test/em_real
Model），
– 由许多美国研究部门及大学的科学家公共参 与进行开发研究的新一代中尺度预报模式和 同化系统。
WRF ：联合模式
Version 1.0 WRF was released December 2000 Version 2.0: May 2004 (NMM added, EM nesting released) Version 2.1: August 2005 (EM becomes ARW) Version 2.2: December 2006 (WPS released) Version 3.0: April 2008 (includes global ARW version) Version 3.1: April 2009