WRF (Weather Research and Forecasting Model)是以美国国家大气研究中心(NCAR)等科研机构开发的一种中尺度数值天气预报和天气研究。常用于我们环境影响评价气象模拟数据的计算,其模拟结果提取的高空数据,经常用于AERMOD、CALPUFF等模型,CMAQ和CAMx等光化学网格模型也用其模拟的结果作为气象场。
WRF模型提供了十几km到几千km的应用范围,能够模拟真实数据(观测数据、再分析数据)或理想化的大气案例。WRF分为WRF-NMM和WRF-ARW两种,其中WRF-ARW用来做天气气象的数值模拟,主要模块和模拟流程见下图
WRF-ARW 包括2个模块:WPS预处理模块和ARW模块。WPS是由三个单独的程序—GEOGRID、UNGRIB和METGRID组成。GEOGRID模块的主要功能是确定模拟区域、各层网格分辨率,并各种地形数据集插值到模型格点上。UNGRIB模块的功能是读取FNL数据,提取里面的数据,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。METGRID程序的功能是把UNGRIB程序提取出的气象要素场水平插值到METGRID确定的模拟区域上。
ARW模块是WRF的主模块,包括2个程序:REAL程序和WRF主程序。REAL程序的基本功能是将UNGRIB程序生成的中间格式气象数据垂直方向插值到模型的网格点上。WRF主程序读取REAL程序生成的边界场、初值场条件,依据选择的微物理过程方案、长波辐射方案、短波辐射方案、积云对流方案、边界层方案及陆面方案,设定积分步长,进行数值计算,模拟区域气象场。
WRF运行的操作系统要求为Linux系统,在安装运行前需要安装netCDF库、C和Fortran编译器,如果要用GIRB2的数据,还需要安装zlib、libpng和jasper库。
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