原文链接:基于CALMET诊断模型的高时空分辨率精细化风场模拟https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUzNTczMDMxMg==&mid=2247610033&idx=7&sn=999fb0fa3a0e57acebdfe209587ce7f3&chksm=fa826f56cdf5e640f7dba429a9213a38d1222415eccd8660f4cf9fb46fa1a5ab3c5e0ae1a012&token=91118244&lang=zh_CN#rd
前言
在研究流场时,常用观测、模型风洞测试和数值模拟方法进行研究。但时常遇到研究区气象站点分布稀疏,不能代表周边复杂地形的风场。风洞模拟需要对地形进行实景的微缩,但实际过程中可能更关心近地表边界层的风场。风洞模拟一方面费用较高,另一方面风洞模拟近地表风场难度较大。因此,数值模式成为缺资料地区风场模拟的最佳手段。中尺度模式WRF模式,可以利用大涡模拟方法进行高分辨率的模拟,但是在地形复杂的研究区,WRF模式的Sigma地形追踪坐标系会导致数值模式的崩溃。这样地形复杂的研究区,对数值模式有较高的要求:1、能够进行高分辨率的模拟;2、能够稳定运行不受较大地形落差影响。作为诊断模式的CALMET模式能够不受复杂网格缺陷影响,进行过高分辨率模拟。在CALMET运行过程中,有大量的中间步骤(如图1)。这些步骤过于繁琐,可以直接使用计算机语言直接生成所需文件。对于气象数据,站点数据一般较难获得,尤其在偏远地区。在研究中可以使用中尺度数值模式提供CALMET的大气驱动数据。
1、WRF模式结果
2、Linux GCC/Intel/PGI
3、anaconda3 5.0以上
4、netCDF3.6.3及以上
5、Jupyter notebook或lab
6、Python库需求:
Xarray==0.13.0、netCDF4==1.4.3、pandas、numpy、proj、utm、windrose、rasterio或gdal.
一:静态数据制备
使用30m分辨率的遥感数据制作高分辨模拟所需的静态数据
二:calwrf和calmet编译
并利用WRF的模拟结果生成calmet的大气驱动数据三:运行配置文件编写针对calwrf和calmet运行配置文件进行编写四:运行五:后处理及可视化
5.1处理fortran结果转化为netCDF
l 读取fortran二进制文件
l 提取风场变量
l 添加投影和时间信息
l 生成netCDF文件
5.2插值
使用临近点插值方法插值格点数据
5.3绘制风玫瑰
将插值的数据利用windrose绘制风玫瑰图
5.4风场绘制
利用模拟的U和V矢量风绘绘制特定高度风场