【正文】 方法的類型 1=Cressman 圓形法 2=橢圓形法 3=香蕉形法（推介） 4=復(fù)合二次曲面法 IWIND 1=使用 REGRID 模塊輸出的表面風(fēng)速服務(wù)于第一猜測場 2=使 用 REGRID 模塊輸出的 1000mb 風(fēng)速作為第一猜測場 UNIOBS T/F 是否使用觀測數(shù)據(jù) RWSUBM 與 SUBMIT 作用相同 IUINTVL raob 數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔（ 12 小時(shí)） ISFCS3 T/F 使用 3 hrly 表面數(shù)據(jù)（推介值） ISFCS6 T/F 使用 6 hrly 表面數(shù)據(jù)（推介值） F4D T/F 創(chuàng)建一個(gè)表面四維同化的文件 INTF4D 四維同化輸出的時(shí)間間隔（ 3 或 6 小時(shí)） LAGTEM T：對于四維同化第一猜測場使用 3 小時(shí)滯后 F：對于四維同化第一猜測場使用從 12 小時(shí)表面場插值到第一猜測場的值 NSELIM T/F 是否刪除指定的探空儀數(shù)據(jù) NBOGUS T/F 是否包括 Nbogus 數(shù)據(jù) BUDWGT 巴迪測試的權(quán)重因子 ERRMXW 最大允許誤差法測風(fēng)的最大誤差值 ERRMXT 最大允許誤差法測溫度的最大誤差值 ERRMXP 最大允許誤差法測壓強(qiáng)的最大誤差值 IPLOT T/F 是否繪探空儀觀測圖 ISPRINT T/F 是否打印表面輸入的觀測值 IFPRNT T/F 是否打印分析場和第一猜測場的值 INTERPF 模塊 用途 INTERPF 模塊處理從分析模塊氣壓坐標(biāo)到中尺度模式 Sigma 坐標(biāo)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，主要是垂直插值、診斷計(jì)算、數(shù)據(jù)重定格式。 0 = normal interpolation, 1 = use surface level for lowest sigma layer, n1 use surface level for n sigma layers in interpolation RECORD3 P0 reference sea level pressure (Pa) RECORD3 TLP reference temperature lapse rate (K {ln Pa}1) RECORD3 TS0 reference sea level temperature (K) RECORD3 TISO isothermal temperature (K), if this is left as 0 there is no effect, this is the temperature that the reference profile assumes when the temperature would otherwise be less than TISO 28 RECORD4 and RECORD5. Namelist Record Namelist Variable Description RECORD4 REMOVEDIV T/F flag, remove the integrated mean divergence RECORD4 USESFC T/F flag, use the input surface data in the vertical interpolation RECORD4 WRTH2O T/F flag, saturation is with respect to liquid water RECORD4 PSFC_METHOD INTEGER, 0= (Tslv + Tsfc)/2。 雙向嵌套 復(fù)合區(qū)域在 MM5 模式中能夠同時(shí)運(yùn)行，最多可以達(dá)到 4 層 9 個(gè)區(qū)域嵌套，而且每個(gè)嵌套區(qū)域的網(wǎng)格長度使其母區(qū)域的 1/3。 水平插值后的垂直訂正 溫度訂正 水平風(fēng)速訂正 以上參見我那兒的一篇文章 7 INTERPB 模塊 用途 INTERPB 模塊主要處理叢中尺度模式 Sigma 坐標(biāo)到氣壓坐標(biāo)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，包括垂直插值和一些診斷分析。輸入數(shù)據(jù)是 Sigma 坐標(biāo)的數(shù)據(jù)或是中尺度模式輸出 數(shù)據(jù)或是初始條件文件，結(jié)果仍作為模式的輸入，輸出結(jié)果還是在 Sigma 坐標(biāo)面上。對平流鄉(xiāng)、柯氏加速度采用長時(shí)步，即在一個(gè)長時(shí)間間隔采用若干段時(shí)步來預(yù)報(bào)速度場和氣壓場。 海平面氣壓、 u,v,T,q 在輸入數(shù)據(jù)中已經(jīng)已知，菲靜力模式還要求初始化另兩個(gè)變量，一個(gè)是垂直速度 w,另一個(gè)是擾動(dòng)氣壓 pp。那么對于每個(gè)原文件程序都要掃描其中的數(shù)據(jù)，提取出那些開始結(jié)束時(shí)間段內(nèi)的分析數(shù)據(jù)，這些分析數(shù)據(jù)被寫成一個(gè)初步文件。 大多數(shù)單個(gè) PREGRID程序尤其是處理 GRIB格式數(shù)據(jù)的程序期望找到一些列表，這些列表能夠告訴 PREGRID 程序從輸入文件來的是什么場，這就涉及到Vtables，下面將詳細(xì)討論。 嵌套區(qū)域必須里粗糙區(qū)域邊界有 5 個(gè)格點(diǎn)，這是為了保證在嵌套區(qū)域調(diào)整時(shí)有足夠的數(shù)據(jù)可用。這些變換在模式的前處理中就被計(jì)算出。在一個(gè)位置上的觀測數(shù)據(jù)通過模式將被帶入下一階段，從而可以填充下一時(shí)段數(shù)據(jù)的空缺。在模擬試驗(yàn)中移動(dòng)一個(gè)區(qū)域也是有可能的，條件是沒有母區(qū)域作用嵌套網(wǎng)格和沒有粗糙網(wǎng)格。 INTERB 模塊與 INTERP模塊作用相反，主要是把 MM5 模塊計(jì)算結(jié)果從 sigma 坐標(biāo)插值到氣壓坐標(biāo)中。 MM5 模塊是系統(tǒng)的核心部分，包含氣象過程的主控程序，主要求解大氣運(yùn)動(dòng)基本方程組。在模擬試驗(yàn)中嵌套區(qū)域可能隨時(shí)被轉(zhuǎn)動(dòng)或停止，也就是無論何時(shí)母區(qū)域被停止，所有他的派生嵌套區(qū)域就 被停止。這樣做是優(yōu)于一個(gè)簡單天氣分析初始化過程，因?yàn)橐欢螘r(shí)間內(nèi)的附加數(shù)據(jù)將有效增加數(shù)據(jù)的分辨率。模式的 u,v 在于觀測支隊(duì)比前需要旋轉(zhuǎn)。這就意味著對于雙向嵌套，嵌套區(qū)域的格點(diǎn)數(shù)必須滿足（嵌套區(qū)域的格點(diǎn)數(shù) 1）/3是 整數(shù)。 一個(gè)示意圖 21 PREGRID 模塊的輸入 PREGRID 模塊期望能夠找到格點(diǎn)氣象分 析數(shù)據(jù)，通常 PREGRID 模塊能夠讀許多設(shè)置為 GRIB 格式的數(shù)據(jù)，還有 MM5用戶用到的 GRIB 菲 GRIB 數(shù)據(jù)。 PREGRID 程序的功能 PREGRID 模塊首先是讀數(shù)據(jù)列表中的數(shù)據(jù)來決定預(yù)報(bào)的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，找到想要得到時(shí)間間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)，然后讀 VTable 數(shù)據(jù)來決定哪些變量需 要從原文件提取。這就包括首先計(jì)算菲靜力坐標(biāo)的高度，然后把 u,v,T,q 按高度線性插值到菲靜力坐標(biāo)下。 時(shí)間分裂方案 由于 MM5 考慮的流體是可壓縮的，允許聲波的傳播，為保持計(jì)算穩(wěn)定，必須在控制方程中的某些項(xiàng)采用短時(shí)步，因?yàn)檫@些項(xiàng)與聲波的傳播有關(guān)，如動(dòng)量方程中的壓力鄉(xiāng)、氣壓梯度項(xiàng)，氣壓方程中的速度散度項(xiàng)和參考平流項(xiàng)。通常為了增加垂直分辨率以補(bǔ)足精細(xì)水平網(wǎng)格，修改垂直層數(shù)或是修改空間分布是被允許的。從這個(gè)模塊的輸出數(shù)據(jù)可以作為 REGRIDDER, LITTER_R, INTERPF,和 GRAPH 模塊的輸入。每個(gè)區(qū)域每一時(shí)步從其母區(qū)域接受信息， 在給母區(qū)域反饋信息之前，母區(qū)域每運(yùn)行一步嵌套區(qū)域就運(yùn)行三步。 1= surface pressure from diurnally averaged surface temp RECORD5 IFDATIM INTEGER, number of time periods of initial condition output required (only 1 is necessary if not doing analysis nudging), 1 is the magic value that means output all of the time periods 5 MM5 模塊 用途 ? 這是一個(gè)區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng) ? MM5 能夠被用于廣泛的理論和實(shí)時(shí)研究，包括對季風(fēng)、颶風(fēng)、旋風(fēng)預(yù)測模擬和四維同化應(yīng)用 ? 對于較小的 ??, 尺度（ 2~200 公里）， MM5 能夠被用來研究中尺度對流系統(tǒng)、前向風(fēng)、登陸風(fēng)、山峽谷環(huán)流和城市熱島效應(yīng)。 INTERPF 模塊接收REGRID ,RAWINS ,LITTLE_R,或 INTERPB 的輸出數(shù)據(jù)，作為產(chǎn)生模式初始條件、側(cè)邊界條件、下邊界條件的輸入。 PRIGRID VTable 就是我們所要做這一工作的一些方法。這些任務(wù)主要被分為兩個(gè)部分： 1） 數(shù)據(jù)輸入 2） 數(shù)據(jù)插值到 MM5 格點(diǎn)上 數(shù)據(jù)輸入 的任務(wù)是由模塊 PREGRID 處理，而把數(shù)據(jù) 插值到 MM5 格點(diǎn)上的任務(wù)由模塊 REGRIDDER 完成。 ? 所有原始數(shù)據(jù)文件都是直接路徑 ? 所有數(shù)據(jù)都被假定在格點(diǎn)中央上是有效的，因此有 360*180 個(gè) 1度數(shù)據(jù)點(diǎn)，360*2*180*2 個(gè) 30 分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)， 360*120*180*120 個(gè) 30秒數(shù)據(jù)點(diǎn)。模式每個(gè)格點(diǎn)單元被分派一種地表資料，從而決定了表面特性如反射率、粗糙長度、長波反射率、熱容量和濕度等。雙向嵌套邊界條件與單向是相似的，但每粗糙區(qū)域一個(gè)時(shí)步他就會更新，而且沒有松弛區(qū)域。圖 時(shí)其中的一種配置，對于雙向交互作用的區(qū)域，它們的嵌套比率為 3： 1，所謂的雙向就是嵌套區(qū)域邊界條件的輸入來自于粗糙區(qū)域，而嵌套區(qū)域?qū)Υ植趨^(qū)域又有反饋。 圖 是整個(gè) mm5 模式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，它表現(xiàn)了模式的模塊次序、數(shù)據(jù)流程以及各模塊主要功能的簡短說明。 ?用來定義模式水平層： p 是氣壓， pt 是頂層氣壓， ps 是表面氣壓。 4 4. 側(cè)邊界條件 在運(yùn)行任何區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式中，都要求有側(cè)邊界條件， mm5 模式中所有的四個(gè)邊界條件被指定為水平風(fēng)速、溫度、壓強(qiáng)和濕度場，如果需要可能指定一些微物理場（比如云）作為邊界條件。第二個(gè)應(yīng)用，四維數(shù)據(jù)設(shè)置是一種產(chǎn)生動(dòng)態(tài)平衡分析的方法， 在一個(gè)拓展是段張弛逼近數(shù)據(jù)同化過程中這種方法包含流程中的實(shí)際連續(xù)性和地轉(zhuǎn)風(fēng)與熱量風(fēng)的平衡。如果地表模式 LSM 在 MM5 中應(yīng)用時(shí)，附加資料如土壤類型、植被分布率、每年深層土壤溫度將被產(chǎn)生。 重新設(shè)置嵌套區(qū)域邊界值 插值母區(qū)域的地形高度到嵌套區(qū)域網(wǎng)格點(diǎn)，用單調(diào)插值（比率 =3）用滑動(dòng)拋物線插值（比率 =3） 對于嵌套區(qū)域邊界行與列 1 到 3（雙向） 1 到 4（單向）地形高度值由母區(qū)域值代替 對于行與列 4 到 6（雙向） 5 到 7（單向）嵌套區(qū)域地形高度值與母區(qū)域值混合 反饋 在雙向嵌套應(yīng)用中嵌套區(qū)域會反饋的地形、地表分類和其它地形場的內(nèi)部值將重寫到母區(qū)域上，這些地性值對于所有區(qū) 域都是一致的，從高級別的嵌套區(qū)域到粗糙區(qū)域這一工作一直被作。一種方法就是運(yùn)行 REGRIDDER模塊看看有什么錯(cuò)誤信息。最后的中間文件被寫。再不選擇 LSM 模式這個(gè)場被作為不變的深層土壤溫度。這些資料作為模式的下邊界條件。兩者唯一的不同在地形高度上，如果垂直嵌套被要求，那么新 Sigma 坐標(biāo)下的基本狀態(tài)量的分布也要被計(jì)算，但僅僅是對于細(xì)網(wǎng)格。 horizontal interpolation choice: 1 = overlapping parabolic, BINT (fast), 2 = positive definite, SINT (slow) RECORD6 USE_MM5_LOWBDY T/F flag, use the information inside the input file to build the LOWBDY file。參見 NESTDOWN 模塊。具有高分辨率地表分類資料的用戶能夠發(fā)現(xiàn)在夏天有熱湖效應(yīng)。作為第一 猜測場輸入到 RAWINS 模塊的分析數(shù)據(jù)通常是來源于 REGRID 模塊的低精度輸出數(shù)據(jù)。 REGRIDDER 模塊的輸出 REGRIDDER 模塊產(chǎn)生了一個(gè)文件稱為“ REGRID_DOMAIN“這個(gè)文件包括單個(gè)區(qū)域每一時(shí)間段的數(shù)據(jù)，這個(gè)文件是 MM5V3 格式， PREGRID 模塊的 VTABLE 22 PREGRID 模塊旨在讀不同數(shù)據(jù)格式的文件，既然許多數(shù)據(jù)設(shè)置是存檔的并以 GRIB 格式分布，那么我們讀的非 GRIB 格式的數(shù)據(jù)同樣可以用到這些方法來描述給定的場。 REGRID 模塊處理等壓面和水平分析場數(shù)據(jù)。這一模塊仍然計(jì)算一些模式需要的常數(shù)：經(jīng)緯度、地圖比例因子、柯里奧利參數(shù)。考慮模式網(wǎng)格分析場的形成，在一個(gè)給定時(shí)間間隔格點(diǎn)數(shù)據(jù)將用來張弛逼近模式點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)，對于一個(gè)大尺度信息這是非常有用的。 邊界值來源于對未來時(shí)刻的分析或是前粗糙區(qū)域的模擬值（單向嵌套），或是來源于其他母區(qū)域的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)值。 水平格點(diǎn)采用 ArakawaLamb B 型跳點(diǎn)網(wǎng)格，如圖 ，從圖中可以看出 T,q等量被定義在格點(diǎn)平面的中央，而向東風(fēng)速 u,向北風(fēng)速 v 被配置到兩邊。 Mm5 在以往的模式基礎(chǔ)上作了許多變化，主要有以下幾點(diǎn)： 1）復(fù)合區(qū)域嵌套功能， 2）菲靜力部分?jǐn)U展 3）四位數(shù)據(jù)同化功能以及較多的物理過程參數(shù)化，能夠方便、廣泛地應(yīng)用于各種計(jì)算平臺