【STILT模型第4.1期】WRF ARL 转换器配置文件 WRFDATA.CFG详解

目录1. arw2arl 转换程序简介2. 如何运行转换程序3. -c 标志与 WRFDATA.CFG 配置文件4. WRF-ARW 到 HYSPLIT (ARL) 变量转换对照表5. 合并多个 ARL 文件参考本博客结合Note-arw2arl.pdf文档内容对arw2arl数据转换程序以及其配置文件WRFDATA.CFG进行详细说明。1.arw2arl转换程序简介arw2arl是一个专门开发的数据转换程序用于将 WRF 模型的 NetCDF 格式输出文件转换为 HYSPLIT及 STILT兼容的格式即ARL 格式。2. 如何运行转换程序对于 PC (Windows) 用户可以通过 HYSPLIT 的图形用户界面 (GUI) 运行。在菜单栏中选择Meteorology-Convert to ARL-WRF-ARW然后选择对应的 WRF-ARW 文件即可执行转换。对于 UNIX/Linux 用户需要在命令行中运行。源代码通常位于~/trunk/data2arl/arw2arl目录可执行文件位于~/trunk/exec。注意编译和运行该转换器需要安装 NetCDF 库并在Makefile中设置正确的 NetCDF 路径。命令行语法[exec目录]/arw2arl -i[WRF文件路径/WRF文件名]-o[ARL格式输出文件名]-c1[或2或3]3.-c标志与WRFDATA.CFG配置文件命令中的-c标志用于指示程序创建不同的 WRF 变量名称列表配置文件即WRFDATA.CFG-c1(默认)生成瞬时风(instantaneous wind) 配置文件。-c2生成平均风通量(averaged wind flux) 配置文件。-c3生成包含湍流动能 (TKE)的配置文件。自定义配置用户可以手动编辑WRFDATA.CFG文件以向 ARL 格式的输出中添加其他变量例如 TKE 或时间平均风场。WRFDATA.CFG文件结构示例SETUP num3dv 9, ! 3D变量的数量 arw3dv P,T,U,V,W,X,QVAPOR,TKE_PBL,X, ! WRF中的3D变量名 cnv3dv 0.01, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, ! 转换系数 arl3dv PRES,TEMP,UWND,VWND,WWND,DIFW,SPHU,TKEN,DIFT, ! 对应的ARL 3D变量名 num2dv 12, ! 2D变量的数量 arw2dv HGT,PSFC,RAIN,X,PBLH,UST,SWDOWN,HFX,LH,T2,U10,V10, ! WRF中的2D变量名 cnv2dv 1.0, 0.01, 0.001, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, ! 转换系数 arl2dv SHGT,PRSS,TPP1,DIFR,PBLH,USTR ,DSWF,SHTF,LHTF,T02M,U10M,V10M, ! 对应的ARL 2D变量名 /4. WRF-ARW 到 HYSPLIT (ARL) 变量转换对照表以下是转换过程中涉及的变量对应关系及说明WRF-ARW 中的变量名HYSPLIT (ARL) 中的变量名备注说明 (Note)P(即 PPB)PRES总气压 (Total pressure)T(即 T300.0)TEMP将 WRF 的位温 (potential temperature) 转换为环境温度U(或 AVGFLX_RUM)UWND风的 U 分量 (或时间平均质量耦合 u 风)V(或 AVGFLX_RVM)VWND风的 V 分量 (或时间平均质量耦合 v 风)W(或 AVGFLX_WWM)WWND将垂直速度 (m/s) 转换为 omega (hPa/s) (或时间平均质量耦合 eta-dot单位 Pa/s不转换)XDIFW写入差值场以提高垂直速度的精度QVAPORSPHU水汽混合比 (Water vapor mixing ratio)TKE_PBLTKEN来自 PBL 方案的湍流动能 (Turbulent Kinetic Energy)XDIFT写入差值场以提高 TKE 的精度HGTSHGT地形高程 (Terrain elevation)PSFCPRSS表面气压 (Surface pressure)RAIN(即 RAINCRAINNC)TPP1总降水量 (Total precipitation)XDIFR写入差值场以提高降水量的精度PBLHPBLH边界层高度 (Boundary layer height)USTUSTR摩擦速度 (Friction velocity)SWDOWNDSWF向下短波辐射通量 (Downward shortwave flux)HFXSHTF感热通量 (Sensible heat flux)LHLHTF潜热通量 (Latent heat flux)T2T02M2米高度温度 (Temperature at 2 m)U10U10M10米高度风的 U 分量 (U component of wind at 10 m)V10V10M10米高度风的 V 分量 (V component of wind at 10 m)注意表格中的X并不是 WRF 中真实存在的变量而是在WRFDATA.CFG配置文件中使用的占位符专门用于处理差值场 (difference field) 以获得更高的数值精度。5. 合并多个 ARL 文件如果输入的 WRF 文件只包含单个时间段的数据每次执行转换都会生成一个单独的 ARL 文件。在 UNIX 系统下用户可以使用cat命令将这些分散的文件合并为一个连续的 ARL 文件供后续使用cat[ARLDATA_01.BIN ARLDATA_02.BIN ARLDATA_03.BIN...]ARLDATA_out.BIN参考