GEOS-Chem中MERRA2气象数据读取错误分析与解决方案

GEOS-Chem中MERRA2气象数据读取错误分析与解决方案

geos-chem GEOS-Chem "Science Codebase" repository. Contains GEOS-Chem science routines, run directory generation scripts, and interface code. This repository is used as a submodule within the GCClassic and GCHP wrappers, as well as in other modeling contexts (external ESMs). 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ge/geos-chem

问题背景

在使用GEOS-Chem 14.1.1版本进行大气化学模拟时，研究人员遇到了一个与气象数据读取相关的运行时错误。具体表现为模型在2023年8月1日的模拟过程中崩溃，错误信息指向无法在MERRA2.20230731.A1.2x25.nc4文件中找到有效时间戳的ALBEDO字段。

错误现象分析

从日志文件中可以看到，HEMCO组件在尝试读取2023年7月31日的MERRA2气象数据时失败，具体报错信息为"HEMCO ERROR: Cannot find field with valid time stamp"。值得注意的是，同样的模拟在GEOS-Chem 12.3.0版本中能够正常运行，这表明问题可能与版本更新有关。

可能原因排查

1. 数据文件完整性：首先需要确认MERRA2数据文件是否完整无损。通过ncdump工具检查文件的时间变量和ALBEDO字段是否存在异常。

2. 编译器兼容性：用户使用的是GCC 4.8.5编译器，这个版本可能较旧，不完全支持GEOS-Chem 14.x版本的新特性。

3. 时间戳处理逻辑：新版本HEMCO组件对气象数据时间戳的验证可能更加严格，导致某些边缘情况下的时间戳被拒绝。

4. 配置文件设置：气象数据读取配置可能需要进行调整以适应新版本的HEMCO组件。

解决方案

1. 更换编译器版本：建议升级到较新的GCC版本（如GCC 9或更高），以确保编译器对新特性的完整支持。

2. 调整气象数据配置：将气象数据读取模式从"instantaneous"改为"EFY"（每个文件一个时间步）模式，这可以避免时间戳验证带来的问题。

3. 验证数据文件：使用ncdump工具检查数据文件的时间变量和ALBEDO字段，确认文件完整性。

4. 版本升级：考虑升级到GEOS-Chem 14.5.1或更高版本，其中包含了对类似问题的修复。

卫星诊断输出问题的补充说明

在问题讨论中还提到了卫星诊断输出中NO2浓度值异常变化的问题。这是由于早期版本中SatDiagn诊断模块的一个已知bug导致的，该问题已在14.5.1版本中修复。建议需要卫星诊断功能的用户升级到该版本或更高版本。

总结

GEOS-Chem新版本对气象数据处理的严格性提高可能导致一些边缘情况下的读取失败。通过调整配置、升级编译器或版本可以有效解决这类问题。同时，对于特定诊断模块的问题，保持软件版本更新是确保模拟结果准确性的重要手段。

geos-chem GEOS-Chem "Science Codebase" repository. Contains GEOS-Chem science routines, run directory generation scripts, and interface code. This repository is used as a submodule within the GCClassic and GCHP wrappers, as well as in other modeling contexts (external ESMs). 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ge/geos-chem