WRF - Initialization

Linking the metgrid outputs

上一個步驟(metgrid)中已製作完成包含氣象資訊和地理(下墊面)資訊的合併檔(met_em)，接著會使用real.exe 這支程式進行模式的初始化 (initialization)。

met_em檔案位於WPS下(請留意 namelist.wps 中可以調整 met_em 產出的路徑位址，請依自身情況調整)，需要將檔案移至WRF執行模擬的 run 目錄下，非必要盡量使用軟(象徵性)連結的方式將要使用到的資料在 ${WRF_DIR}/run 建立連結。

[USER@VAPOR ***]$ cd ${WRF_DIR}/run

[USER@VAPOR ***]$ ln -sf ${WPS_DIR}/met_em*nc .

Editing namelist.input

初始化會計算 reference state ，垂直座標內插，擾動場計算，產出邊界條件，地表資料遮罩等等。也就是說，原本 met_em 的變數位於等壓面上，經過 ./real.exe 後，位置會變成 WRF 模式使用的垂直座標系統。這邊要留意的是 WRF version 3 預設的垂直座標是使用地勢追隨座標，而 WRF version 4.0+開始預設使用地勢追隨混和靜壓力座標。如要在WRF version 4.0+ 使用單純的地勢追隨座標，需要在namelist.input 列出以下這些設定： hybrid_opt = 0 以及 force_use_old_data = .true. 。

執行 real.exe 之前，打開 namelist.input 檔案先來修改模式設定，內容跟 namelist.wps 很類似，建議將這時候以執行 ./real.exe 為目的的前提下作設定，執行 ./wrf.exe 模擬前再調整 namelist.input 檔案中模擬所需要的參數。綜合以上， ./real.exe 這一步驟會使用到時間控制 (&time_control) 和 domain 區段(&domains) 的變數。如果只有一個domain， real.exe 跟 wrf.exe 會直接忽略d02/d03....的其他columns 設定，不用特別刪除多餘 domain 的設定。每項參數的說明可以從 README.namelist 中找到，若 README中的參數後方有接著(max_dom)，則表示該變數需要針對每個不同 domain 設定，最後提醒，參數設定時，要養成排列整齊的好習慣喔。

垂直座標差異

WRFV4 開始，預設使用 Hybrid 混和地勢追隨與等壓垂直座標。WRFV3 預設使用地勢追隨座標。

[USER@VAPOR ***]$ vi ${WRF_DIR}/run/README.namelist # manual file for setting namelist

[USER@VAPOR ***]$ vi ${WRF_DIR}/run/namelist.input

&time_control

run_days = 0,

run_hours = 72,

run_minutes = 0,

run_seconds = 0,

start_year = 2015, 2015, 2015,

start_month = 08, 08, 08,

start_day = 06, 06, 06,

start_hour = 12, 12, 12,

end_year = 2015, 2015, 2015,

end_month = 08, 08, 08,

end_day = 09, 09, 09,

end_hour = 00, 00, 00,

interval_seconds = 10800, # 分析場時間間隔

input_from_file = .true.,.true.,.true.,

history_interval = 60, 60, 60,

frames_per_outfile = 1, 1, 1,

restart = .false., # true表示這次進行restart run，false表示不是restart，從初始化時間開始執行的模擬

restart_interval = 3600, # 每間隔多少分鐘生成restart檔

io_form_history = 2

io_form_restart = 2

io_form_input = 2

io_form_boundary = 2

/

&domains # 在WPS設定時有出現過的參數，請填寫設定WPS時一樣的值，由其跟網格設定相關的部分

time_step = 90, # 時間步長除了跟計算穩定度有關也跟邊界條件的製作有關，所以修改時間步長，需要重新做一次real.exe

time_step_fract_num = 0,

time_step_fract_den = 1,

max_dom = 3,

e_we = 150, 223, 451,

e_sn = 130, 214, 601,

e_vert = 45, 45, 45,

dzstretch_s = 1.2,

p_top_requested = 5000,

num_metgrid_levels = 34, # 實際數值請自行查閱met_em的擋頭

num_metgrid_soil_levels = 4, # 實際數值請自行查閱met_em的擋頭

dx = 15000,

dy = 15000,

grid_id = 1, 2, 3,

parent_id = 0, 1, 2,

i_parent_start = 1, 53, 85,

j_parent_start = 1, 25, 65,

parent_grid_ratio = 1, 3, 5,

parent_time_step_ratio = 1, 3, 5,

feedback = 1,

smooth_option = 0,

/

...(略)...

Executing real

設定完 namelist.input 存檔後，執行 real.exe 。

[USER@VAPOR ***]$ ## To run real.exe with serial processor[USER@VAPOR ***]$ ./real.exe[USER@VAPOR ***]$ ## To run real.exe with 4 processors if this code were built in dmpar. [USER@VAPOR ***]$ mpiexec -np 4 ./real.exe # Executing this command with PBS Pro in shell script, rather than executing in command line foreground or background.

Checking IC/BC