单柱模式

单柱模式(GRIST_SCM)运行与三维全球模拟相同的物理过程。GRIST_SCM使用适度计算机资源,提供对物理参数化更改的快速反馈,大多数错误可以通过单柱模式快速检测和诊断。它通常用于物理参数化开发和参数调优测试。它也是一种计算效率高的工具,用于评估不同的方案/模型所刻画的物理过程和相互作用,如热带对流、云反馈和降水日变化等。GRIST_SCM可以分别运行气候物理包(physC)和天气物理包(PhysW)。

数据可从以下链接获取:

https://pan.baidu.com/s/17cPfqL6mr6ZnS1T4D_UpLw?pwd=ffqs

编译和运行单柱模式

代码版本: GRIST-A23.6.26

编译GRIST主程序

用户需根据计算机运行环境在编译目录中修改Makefile文件中NETCDF、PNETCDF、LAPACK和METIS _ LIB路径,修改后执行make.sh命令完成编译。

GRIST包含2套物理包(PhysC和PhysW)。编译选项分别为:

PhysC:-O1 -fp-model precise -traceback -r8 -convert big_endian -DSCM_PHYSICS -DAMIPC_PHYSICS

PhysW:-O1 -fp-model precise -traceback -r8 -convert big_endian -DSCM_PHYSICS -DAMIPW_PHYSICS -DRRTMG_V381 -DUSE_LEAP_YEAR -DSCALE_TBCU

# 进入编译目录
$ cd /path/to/bld #bld文件路径

# 修改Makefile中NETCDF、PNETCDF、LAPACK和METIS_LIB路径
# 编译
$ sh make.sh

# 如果编译成功,执行目录中会出现可执行文件: par-grist.exe

运行GRIST_SCM

以上步骤完成后,即可运行GRIST_SCM。需要指出,所有前处理文件都可以生成后重复使用,如服务器中已存在所需前处理文件,则可以直接进入模式运行阶段

# 进入运行目录
$ cd /path/to/run #run文件路径

# 根据用户需求设置grist.nml,并修改gridFilePath对应路径
# 根据物理包来选择对应grist_amipc_phys.nml或#grist_amipw_phys.nml文件

# 提交任务
$ sh run_scm.sh

二进程并行执行文件,运行完成后会生成多个nc文件,即为GRIST_SCM模式运行结果。

参考样例1:热带暖池云系统解析模拟

热带暖池云系统实验(The Tropical WarmPool International Cloud Experiment,TWP-ICE)于2006年1月20日至2月13日在澳大利亚北部达尔文附近(12◦ S, 131◦ E)开展,其数据产品为描述热带云系统及其环境背景和影响的综合数据集,被广泛用于研究与热带对流有关的降雨和云。

namelist配置参考

1. grist.nml

day_duration             = 14 #持续时间
model_timestep           = 1200 #时间步长
h1_history_freq          = 9 #控制输出文件的时间间隔
#若采用PhysC,则
Ntracer                  = 5
physpkg                  = ‘AMIPC_PHYSICS’
physics_coupling         = ‘P3’
#若采用PhysW,则
Ntracer                  = 6
physpkg                  = ‘AMIPW_PHYSICS’
physics_coupling         = ‘P2’

2. grist_scm.nml

start_ymd                = 20060119 #开始时间
start_tod                = 0 #开始时间
scm_lat                  = -11 #纬度
scm_lon                  = 130 #经度
scm_test_name            = 'twp06' #试验名称
scm_relaxation           = .false. #是否打开relaxation

结果示意

_images/GRIST_SCM_GMD_Fig3.png

参考样例2:海洋非降水层积云解析模拟

海洋层积云动力学和化学野外研究项目(Dynamics of Marine Stratocumulus Experiment, DYCOMS)于2001年7月在南加州海岸进行。

namelist配置参考

1. grist.nml

day_duration             = 1 #持续时间
model_timestep           = 1200 #时间步长
h1_history_freq          = 3 #控制输出文件的时间间隔
#若采用PhysC,则
Ntracer                  = 5
physpkg                  = ‘AMIPC_PHYSICS’
physics_coupling         = ‘P3’
#若采用PhysW,则
Ntracer                  = 6
physpkg                  = ‘AMIPW_PHYSICS’
physics_coupling         = ‘P2’

2. grist_scm.nml

start_ymd                = 19990710 #开始时间
start_tod                = 0 #开始时间
scm_lat                  = 31.5 #纬度
scm_lon                  = 238.5 #经度
scm_test_name            = 'dycoms' #试验名称
scm_relaxation           = .false. #是否打开relaxation

参考样例3:亚热带云解析模拟

云反馈模式比较项目(the Cloud Feedback Model Intercomparison Project;CFMIP)和全球大气系统研究(Global Atmospheric System Studies;GASS)发起的联合项目——CGILS(the CFMIP-GASS Intercomparison of Large Eddy Models (LESs) and single column models (SCMs))。CGILS数据集来源于15个SCMs模式和8个LES模式的模拟结果,包含三个地点,分别为S6、S11和S12,对应的经纬度位置分别为(17◦ N, 149◦ W)、(32◦ N, 129◦ W)和(35◦ N, 125◦ W),对应的云类型分别为浅积云、层积云和层云,简称CGILS-S6、CGILS-S11、CGILS-S12。

namelist配置参考

1. grist.nml

day_duration             = 150 #持续时间
model_timestep           = 1200 #时间步长
h1_history_freq          = 72 #控制输出文件的时间间隔
#若采用PhysC,则
Ntracer                  = 5
physpkg                  = ‘AMIPC_PHYSICS’
physics_coupling         = ‘P3’
#若采用PhysW,则
Ntracer                  = 6
physpkg                  = ‘AMIPW_PHYSICS’
physics_coupling         = ‘P2’

2. grist_scm.nml(CGILS-S6试验)

start_ymd                = 20030715 #开始时间
start_tod                = 0 #开始时间
scm_lat                  = 17 #纬度
scm_lon                  = 211 #经度
scm_test_name            = 'cgilsS6' #试验名称
scm_relaxation           = .false. #是否打开relaxation

3. grist_scm.nml(CGILS-S11试验)

start_ymd                = 20030715 #开始时间
start_tod                = 0 #开始时间
scm_lat                  = 32 #纬度
scm_lon                  = 231 #经度
scm_test_name            = 'cgilsS11' #试验名称
scm_relaxation           = .false. #是否打开relaxation

4. grist_scm.nml(CGILS-S12试验)

start_ymd                = 20030715 #开始时间
start_tod                = 0 #开始时间
scm_lat                  = 35 #纬度
scm_lon                  = 235 #经度
scm_test_name            = 'cgilsS12' #试验名称
scm_relaxation           = .false. #是否打开relaxation