【WRF实操第一期】嵌套网格设计-以粤港澳大湾区GBA为例

准备:研究区介绍

以粤港澳大湾区GBA为例,研究区地图如下:
在这里插入图片描述

  • 行政区划:香港特别行政区、澳门特别行政区、广东省内广州、深圳、珠海、佛山、惠州、东莞、中山、江门、肇庆9个直辖市
  • 总面积:5.6万平方公里
  • 总人口:超过7千万人
  • 气候条件:属亚热带季风气候区,雨量丰沛,易受热浪影响
  • 年均降水量:1929.8 mm
  • 地形条件:地势北高南低,北、东、西以丘陵和山脉为主,中部为珠江三角洲平原,南部临海

下面介绍嵌套网格设计,采用降尺度1:3:3。
1、Domain 1(D01):东亚/西太平洋
水平网格距离:27 km
2、Domain 2(D02):中国南部
水平网格距离:9 km
3、Domain 3(D03):GBA
水平网格距离:3 km
在这里插入图片描述

### WRF模型中嵌套网格设计与配置 WRF(Weather Research and Forecasting Model)是一种广泛应用于大气科学研究中的数值天气预报工具。其嵌套网格功能允许在一个较大的父域内定义多个子域,从而现不同分辨率下的精细化模拟[^1]。 #### 设计嵌套网格的关键要素 在设计嵌套网格时,需考虑以下几个方面: - **空间范围**:确定父域和各子域的空间覆盖范围。通常情况下,父域应完全包含所有子域。 - **水平分辨率**:设置每个域的格点间距。一般而言,子域的分辨率高于父域,以便捕捉局部现象的更多细节[^2]。 - **时间步长比**:由于计算效率的原因,子域的时间步长通常是父域的一个整数倍关系。 - **边界条件更新频率**:指定子域从父域获取最新边界的间隔时间。 #### 使用QGIS设计嵌套网格 一种直观便捷的方式是借助地理信息系统软件QGIS来规划嵌套网格布局。通过加载地图底图并叠加目标域轮廓线,能够精确调整各个域的位置及其相互之间的相对位置。 #### 应用Panoply处理NetCDF文件 对于已经完成初步设定但仍需微调的情况,可运用NCAR开发的数据可视化工具Panoply打开由geogrid程序生成的geo_em.d*类型的NetCDF格式输入数据集,在图形界面下查看际效果并对某些参数做最后修正。 #### 配置脚本编写指南 当上述准备工作完成后,就需要编辑namelist.input文件以正式确立整个模式体系架构的各项具体属性值了。这部分工作涉及到众多选项开关的选择以及初始猜测场、侧向强迫等资料源路径的确立等问题[^3]。 ```bash &share wrf_core = 'ARW', max_dom = 2, start_date = '2023-01-01_00:00:00','2023-01-01_00:00:00', interval_seconds = 21600 / &domains e_we = 80, 120, e_sn = 80, 120, dx = 9000, 3000, dy = 9000, 3000, grid_id = 1, 2, parent_id = 0, 1, i_parent_start = 1, 25, j_parent_start = 1, 25, parent_grid_ratio = 1, 3, time_step = 120, 40, time_step_fract_num = 0, 0, time_step_fract_den = 0, 0 / ``` 此段代码片段展示了如何为双层嵌套结构制定基本框架参数表项。 #### 结合其他模型增强表现能力 值得注意的是,除了单独使用外,还可以探索与其他专门领域内的高级物理过程描述模块相结合的可能性,比如城市冠层模式(PALM),这样可以获得更加全面深入的认识视角[^4]。
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