GEOS-Chem嵌套网格模拟中的湿沉降错误分析与解决方案
项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ge/geos-chem 问题背景
在GEOS-Chem 14.1.1版本的嵌套网格模拟中，研究人员在运行2022年1月的模拟时遇到了两个关键问题：首先是在1月20日出现了NaN错误，随后在1月21日出现了"WETDEP: ERROR at 80 6 44 for species 2 in area RESUSPENSION in middle levels"的湿沉积错误。尽管尝试了多种解决方案，包括修改HEMCO离线文件和时间步长设置，问题仍然存在。
错误原因分析
经过深入分析，湿沉积错误实际上是化学求解器不收敛的副产品。具体表现为：
- KPP Rosenbrock求解器在某些网格框中无法完成化学机制的向前积分
- 这种不收敛通常发生在嵌套网格模拟中，当边界条件包含非物理值时
- 这些非物理值会被复制到进行化学计算的区域，导致计算失败
解决方案
针对这一问题，我们推荐以下解决方案：
- 增加缓冲区大小：将嵌套网格的缓冲区从默认的3增加到6，这可以防止边界条件中的异常值影响计算区域
- 检查边界条件数据：确保输入的边界条件数据没有异常值或非物理值
- 调整时间步长：虽然提问者已经设置了300/600的时间步长，但在极端情况下可能需要进一步减小
- 化学机制验证：检查模拟中使用的化学机制是否适合研究区域和条件
实施建议
- 在HISTORY.rc文件中增加输出频率，以便更精确地定位问题发生的时间和位置
- 使用调试工具逐步执行代码，观察变量在错误发生前的演变过程
- 考虑分段运行模拟，先运行成功的时间段，再逐步扩展到问题时间段
结论
GEOS-Chem嵌套网格模拟中的湿沉积错误通常与化学求解器的收敛性问题相关，特别是在边界条件处理方面。通过适当增加缓冲区大小和仔细检查输入数据，大多数情况下可以解决这类问题。对于持续出现的问题，建议详细记录错误发生的具体条件和环境，以便进行更深入的分析和调试。
创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
