典型应用: 风暴解析模拟
代码版本:GRIST-A23.6.26
本模块所使用的数据均可从以下链接获取:https://pan.baidu.com/s/14KORa2Y-udMgaHSaXzb6EA?pwd=2l3n
编译和运行
编译GRIST_lib库
首先进入grist_lib库的编译目录:
$ cd ${GRIST_HOME}/src/grist_lib/bld
然后修改Makefile文件中的编译选项:修改 FC、 CC 和 CXX选项来指定 Fortran、 C 和 CXX的编译器(对于 Intel2018版本编译器,示例配置为: FC = mpiifort,CC = mpiicc,CXX = mpiicpc)。然后修改 METIS_LIB 指定 METIS lib 目录。 以上步骤完成后,输入:
$ make lib
等待编译完成。
编译GRIST_AMIPW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。编译选项为:mpifort -fp-model precise -DRRTMG_V381 -DSPIO -DUSE_HALO2 -DUSE_LEAP_YEAR -convert big_endian -r8 -DAMIPW_PHYSICS -DAMIPW_CLIMATE -DUSE_NOAHMP -DCDATE
#进入编译目录
$ cd ${GRIST_HOME}/bld/build_amipw
#设置编译选项,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${EXEDIR}中会出现可执行文件ParGRIST-amipw.exe
模式运行
以上步骤完成后,即可运行GRIST_AMIPW。模式所需前处理文件请参考 模式输入文件: 初值数据 、 模式输入文件: 强迫数据 和 模式输入文件: 网格数据 这几部分生成或获取,如已制作过前处理文件,则可以直接进入模式运行阶段。
#进入运行目录
$ cd ${GRIST_HOME}/run/${EXENAME}
#根据用户需求设置grist.nml与grist_amipw_phys.nml
#提交任务
$ sh run_amipw.sh
运行完成后会生成多个nc文件,即为GRIST_AMIPW模式运行结果。
grist.nml的部分设置参考:
#设置积分时长、步长等各类参数
&ctl_para
day_duration = 10 #积分总时间
model_timestep = 60 #积分步长
h1_history_freq = 60 #历史文件输出间隔
working_mode = 'amipw' #工作模式
start_ymd = 20000526 #起始日期
grid_info = "G9B3UR" #网格信息
/
&dycore_para
nh_dynamics = .true. #静力/非静力开关,k-scale一般采用静力动力内核
smooth_topo =.true. #地形平滑开关,k-scale一般开启改选项
nsmooth_topo = 12 #平滑系数
smooth_type = 'cellAvg' #平滑选项
topo_type = 'static' #平滑类型
smg_coef = 0.005
ko4_coef = 1e10
ref_leng = 3500
/
&tracer_para
ntracer = 6 #示踪物种类
tracer_timestep = 30 #示踪物时间步长
tracer_hori_timestep = 30 #水平时间步长
tracer_vert_timestep = 30 #垂直时间步长
/
&physics_para
physpkg = 'AMIPW_PHYSICS' #物理包
ptend_wind_rk_on = .true.
ptend_heat_rk_on = .true.
use_som = .false. #平板海洋模式开关
ptendSubDiabPhys = .true.
#设置初始场、强迫数据以及模态等参数
&data_para
outdir = ${Path_for_outdir} #输出目录
gridFilePath = ${Path_for_gridFile} #网格文件路径
gridFileNameHead = 'grist.grid_file.g9.ccvt' #网格文件前缀
staticFilePath = ${Path_for_staticFile} #静态数据文件路径
large_atm_file_on = .true. #大初始文件开关
initialAtmUFilePath = ${Path_for_AtmUFile} #U文件路径
initialAtmVFilePath = ${Path_for_AtmVFile} #V文件路径
initialAtmTFilePath = ${Path_for_AtmTFile} #T文件路径
initialAtmQFilePath = ${Path_for_AtmQFile} #Q文件路径
initialAtmFilePath = ${Path_for_Atm_single_level_File} #大气单层变量文件路径
initialLndFilePath = ${Path_for_LndFile} #陆面数据路径
sstFilePath = ${Path_for_sstFile} #海洋强迫文件路径
initialDataSorc = 'ERAIP' #初始文件类型
numMonSST = 1 #海温长度
sstFile_year_beg = 2021 #初始海温年份
real_sst_style = 'DAILY' #海温文件类型
sstFileNameHead = 'realNoMissGFSSstSic20210630.' #海温文件前缀
sstFileNameTail = '.GRIST.2621442.nc' #海温文件后缀
pardir = 'Path/to/partitionfile' #分区文件
read_partition = .true. #分区文件开关
设置完grist.nml之后,再根据具体需求设置grist_amipw_phys.nml,这里以GRIST_AMIPW使用的默认物理包配置为例:
&wrfphys_para
wrfphys_cu_scheme = 'NTDKV381' #Convection
wrfphys_cf_scheme = 'RANDALL' #Cloud fraction
wrfphys_ra_scheme = 'RRTMGV381' #Radiation
wrfphys_rasw_scheme = 'RRTMGV381'
wrfphys_ralw_scheme = 'RRTMGV381'
wrfphys_mp_scheme = 'WSM6V381' #Microphysics
wrfphys_bl_scheme = 'YSUV381' #Boundary layer
wrfphys_sf_scheme = 'SFCLAYV381' #Surface layer
wrfphys_lm_scheme = 'noahmp' #Land model
unuse_cu = .true. #对流包开关,在k-scale中可以认为对流是可解析的,因此可以关闭对流包
step_cu = 2 #对流时间步长
step_ra = 15 #辐射时间不长
use_gwdo = .false. #gwdo开关
结果示意
图1. (a)5km和(b)3.75km模式模拟的12天(从2020年1月20日0000 UTC到2020年2月1日0000 UTC)平均降水(单位:mm/day)
参考文献
Zhang, Y., X. Li, Z. Liu, X. Rong, J. Li, Y. Zhou, and S. Chen, (2022), Resolution Sensitivity of the GRIST Nonhydrostatic Model From 120 to 5 km (3.75 km) During the DYAMOND Winter. Earth and Space Science, 9(9), e2022EA002401.doi:https://doi.org/10.1029/2022EA002401.