INTERPF程序处理分析场和中尺度模式之间的数据转换

1、7: FILENAME INTERPF7: FILENAME INTERPF7- PAGE 16 MM5用户手册MM5用户手册7- PAGE 17 7INTEERPF7.1目目的INTERRPF程序序处理分析析场和中尺尺度模式之之间的数据据转换，。它包括垂垂直插值，诊诊断分析并并重新指定定数据的格格式。INNTERPPF获取REGGRID，RRAWINNS或LITTTLE_R的输出出数据作为为其输入来来产生模式式的初始和和侧边界条条件以及下下边界条件件。INTERRPF的程程序可以运运行在以下下几个平台台上：Coompaqq/Alppha，Crayy，DEC，Fujiitsu，HP，IBM，S

2、GI，Sun和运运行与PCC上的Linnux。INTEERPF代代码是用FFORTRRAN 90写成的的。7.2IINTERRPF程序序输入LITTTLE_R，RAAWINSS或REGRRID的数数据把各变量从从气压层插插值到siigma层层上u,v,RRH：关于于气压(PP)是线性性的thetaa：关于气气压的对数数(lnP)是线性的的去处整层平平均辐散计算基态计算w对u,v,t,Qvv进行重新新插值计算扰动气气压为下边界文文件保存日日平均的TTSFC和SSST把当前的数数据输出到到边界文件件中把经过插值值的数据输输出到初始始文件中把数据输出出到下边界文件件中 图7.1 与INTTERPFF

3、相关的MMM5模式系系统流程图图 7.3 地地面气压的的计算 请注意在下下面的计算算中所使用用的“X”表示算术术上的乘法法，而不是是一个向量量叉积。1地面上上100hhPa处（与与地面的气气压差为1100hPPa），T的第一猜猜值场2外推TTslv 3.修正TTsfc 4使用地地面以下的的平均温度度来估计地地面气压7.4静静力垂直内内插从气压层到到sigmma层的过过程仅要求求有严格的界界限内插。由于siigma坐坐标被定义义在最大和和最小的气气压之间，所所以无须外外推。通过过nameelistt中的编码码选项，IINTERRPF程序序可以产生生一个有效效的地面场场。垂直内内插只使用用线性技术

4、术，通常是是按气压或或气压对数数线性。静力气压被被定义为：这里是1维维的垂直坐坐标，=11表示在地地面，=00表示在模模式顶；pp*是2维地地面气压场场和一个常常值（Pttop）的的算术差。Ptopp是模式顶顶处的常值值气压。图7.2 一个面的垂垂直廓线，它它与几个气气压层相交交。在面的的粗圆点上上需要进行行垂直内插插。箭头（标标号从1到到3）代表表了3个连连续的格点点，它们使使用沿面的的3个独立立的气压层层。7.5去去处整层平平均辐散去处整层平平均辐散可可以使模式式在开始运行行时分析数数据包含更更少的初始始条件噪音音。在给定定了高空站点点的平均间隔和和合理的高高频率下，整层平平均的垂直直运动

5、具有有最大的虚假性性。下面都是数数量计算，“X”表示数量乘法。每个层上的的气压权重重u，v垂直平均pp*u，p*v经垂直平均均和气压权权重处理的的风的散度度m为用于圆点点（D）和交叉叉点（X）的的地图尺度度系数在假定了边边界条件的的情况下，求求取速度势势平均辐散风风分量垂直权重经修正的风风分量7.6基基态的计算算MM5模式式的的基态态由几个常常数构成。它们指定定了地面气气压和温度度，一条温温度廓线（可可能包含对对流层顶上上部的一个个等温层），用用于参考态态气压的和和非静力面面高度的分析表达达式。除了了地形高度度外，这些些常数仅作作为模式系系统的用户户输入被用用来定义完完整的基态态。常数P00参

6、考考海平面气气压（在IINTERRPF的nnamellist中中）Ts0参考考海平面温温度（在IINTERRPF的nnamellist中中）A参考温度度递减率（在在INTEERPF的的nameelistt中）PTOP模模式顶层的的参考气压压（在REEGRIDDDER和和INTEERPF的的nameelistt中）PISO（可可选）温度度，在该温温度上参考考温度变为为常数（可可能用于模模拟同温层层）（在IINTERRPF的nnamellist中中）标准（reefrennce）P标准3维气气压标准3维温温度标准高度它为每个层层提供了一一个不随时时间变化的的固定高度度，为每个个i,j,k位置是是固定

7、值和和地形高度度的函数。如果用户要要求使用nnamellist中中的等温层层温度选项项，则必须须改变温度度和高度的的计算。首首先，允许许的最小温温度必须如如同等温层层温度那样样地被定义义。为了转转换为等温温层温度，需需要计算该该位置上的的气压。根根据该气压压（PISO），可可以得到等等温层的高高度，而后后得到经调整整的标准高度度。7.7非非静力模式式的初始化化INTERRPF首先先在静力siggma层上上产生一个个静力输入入文件。该该sigmma层是基基于实气压而非非参考态气气压。为了在非静力模模式下初始化数数据，需要要通过进一步步的垂直内内插将数据据转移到非非静力siigma层层上。首先先需

8、要计算静静力层的高高度，然后后使用按高高度线性的的内插法把把u，v，T和q插到非静静力层上。除了可以从从数据集中中获取的海平面气气压（SLLP），uu，v，T和q外，非静力力模式还需要两个用用于初始化化的变量。静力siggma层上的垂直速速度（w）可以简简单地由气气压速度（）计算得到。该气压速度可以通过垂直积分水平风速散度得到。辐散的移除可以取确保该积分不会在模式区域顶产生垂直运动。而后该被插值到非静力层上并被转换为w（w=）。在实际中，无论w是按此种方法被初始化还是等于0，都不会影响结果。为了给出一一个静力平平衡，必须须初始化气气压扰动（）。一旦知道了非静力模式层上的虚温后，以有限差分形式表

9、示的模式垂直风速的方程和加速项与平流项（被设为0）一起被使用。从而使得TV（z）与之间产生某种联系。如果给定了海平面气压，则最低sigma层上的就可以被估计。如果再给出虚温的廓线，这样通过垂直积分就可以计算出其他层上的。该平衡保证了每个模式积分柱中的初始加速度为0。7.8下下表层温度度和LOWWBDY_DOMAAINn文文件INTEERPF程程序产生三三个主要的的二进制文文件：MMMINPUUT_DOOMAINNn，BDYOOUT_DDOMAIINn和LOWBBDY_DDOMAIINn。MMMINPPUT_DDOMAIINn文件件包含与时时间有关的的3维和2维场，比比如风，温温度，湿度度和气压

10、。BDYOOUT_DDOMAIINn文件件包含3维维场的侧边边界，通常常是4行（列）。LOWBBDY_DDOMAIINn包含含表面温度度场的日平平均或随时时间改变的的的表面温度场场（地面层层上的空气气温度和海海平面的温温度），也也可以选择择海冰或雪雪盖场。地面上的的空气温度度通常是定定义在输入入的气压层数数据集中的的地面层上上的温度，也也可以是最最低siggma层上上的温度（如如果nammelisst的选项项被设置为为在垂直插插值中不使使用地面层层上的数据据）。如果果不选择地地表模式（LSM），则此变量被作为恒定的深土温度来使用。REGRID中作为海平面温度（SST）来使用的变量没有很好的被定

11、义。依据用户的选择，海平面温度可能是水体温度，表层温度或是1000hPa处的温度。拥有高分辨率地表类型数据的用户会发现夏季有一些非常“热”的湖。如果用户选择了PREGRID Vtable表中的表层温度（SKT），则会计算地面层上空气的日平均温度和海平面上的日平均温度，并且把它们都输出到LOWBDY_DOMAINn文件中。进行日平均的目的是减少“常”温的日扰动同时也提供更符合实际情况的内陆湖温度。这就是为何我们建议用户通常要准备至少是完整一天的分析数据或预报。如果用户选择了PREGRID Vtable表中的海平面温度（SST），那么INTERPF程序会自动提供随时间变化的SST和地面层上的空气温

12、度。如果有疑问的话，用户应该假定地面上的温度是表层温度(SKT)，它不适合作为一个随时间变化的SST来使用。7.9 参参数说明哈！没有任任何参数说说明。7.10 FORTTRAN的的nameelistt输入文件件大多数针针对INTTERPFF程序的选选项通过nnamellist文文件来处理理。因为该该文件是一一个FORRTRANN的nameelistt文件（FOORTRAAN 900标准），所所以它的语语法也比较较特殊。这这里有六个个nameelistt的记录（从从recoord0到到recoord5）。通常，所所有的naameliist记录录必须被填填充为用户户对数据的的描述。 表77.1:

13、INTEERPF的的nameelistt值：记录录0和记录录1。NamellistRecorrdNamellistVariaableDescrriptiion（描描述）RECORRD0INPUTT_FILLE来自于REEGRIDD,RAWIINS或LITTTLE_RR的输入文文件，包含含目录结构构 RECOORD1STARTT_YEAAR4位整数的的起始年份份 RECOORD1STARTT_MONTTH2位整数的的起始月份份 RECOORD1STARTT_DAYY2位整数的的起始日 RECOORD1STARTT_HOUUR2位整数的的起始时RECORRD1END_YYEAR4位整数的的结束年份

14、份 RECOORD1END_MMONTHH2位整数的的结束月份份 RECOORD1END_DDAY2位整数的的结束日 RECOORD1END_HHOUR2位整数的的结束时 RECOORD1INTERRVAL分析时次间间的时间间间隔（秒） RECOORD1LESS_THANN_24HH是否（T/F）执行行少于244小时的分析（默默认是FAALSE）表7.2:INTEERPF的的nameelistt值：记录录2和记录3。NamellistRecorrdNamellistVariaableDescrriptiion（描描述）RECORRD2SIGMAA_F_BBU输入siggma层，完完整层，从从下

15、至上（11.0-00.0）RECORRD2PTOP模式顶气压压值（Paa）RECORRD2ISFC在使用最低低层的分析数据据进行垂直直插值时要包括的的sigmma层的层层数；0=普通插值值，1=使使用地面层层作为最低低的siggma层，n11在插值中中地面层使使用于n层sigmma层RECORRD3P0参考海平面面气压（PPa）RECORRD3TLP参考温度递递减率（KK）RECORRD3TS0参考海平面面温度（KK）RECORRD3TISO等温（K）。如果此项项设为零，则则没有任何何的作用。当由参考考廓线算得的的温度小于于该值时，修修订为该值值。表7.33:INTEERPF的的nameeli

16、stt值：记录录4和记录录5。NamellistRecorrdNamellistVariaableDescrriptiion（描描述）RECORRD4REMOVVEDIVV是否（T/F）去处处整层积分分散度RECORRD4USESFFC是否（T/F）在垂垂直插值中中使用输入入的地面数数据RECORRD4WRTH22O饱和度是否否（T/FF）与含水水量相关RECORRD5IFDATTIM整数，所要要输出的初初始条件的的时次数（如如果不做分分析同化，仅仅使用1就就可以了）。“-1”表示输出出所有的时时次7.11怎样运行行INTEERPF键入 “mmake” 为你的的平台创建建一个可执执行文件。编辑

17、nammelisst.innput文文件。通常把输出出内容放到到一个文件件中是一个个值得实践践的好习惯惯。这样的的话，当你你的程序出出错时，你你就可以检检查此日志志文件。比比如，在一一台工作站站上，可以以直接运行行可执行文文件（innterppf &intterpff.logg）。INNTERPPF需要任任意一个下下面列出得得文件：RREGRIID_DOOMAINNn，RAWIINS_DDOMAIINn，LITTTLE_RR_DOMMAINnn（这里n是区域标标号）。输输入数据的的位置，包包括目录结结构，都被被定义在了了nameelistt文件中。INTEERPF的的输出文件件（作为MMM5的

18、输输入）包括括：MMIINPUTT_DOMMAINnn，BDYOOUT_DDOMAIINn，LLOWBDDY_DOOMAINNn。这些些文件在当当前的工作作目录中被被产生。用用户不能控控制这些文文件的命名名规则。7.12 INTEERPF不不能工作！出了什么么问题？大多数来自自INTEERPF的的错误，只只要不是以以 “seegmenntatiion ffaultt”， “coore ddump”或 “flloatiing ppointt errror”结结束的话，都都会有一个个相应的打打印语句。虽然消息息本身包含含的内容不不足以改正正这个问题题，但是它它将会把你你引导到运运行失败的的源代码部

19、部分，它应应该能提供供你更多的的诊断信息息。在一次次失败的运运行中，IINTERRPF打印印的最后的的语句是关关于诊断错错误的。为了明确IINTERRPF是否否成功结束束，首先查查看是否有有 “STTOP 9999999”语句。还要查看看INTEERPF是是否处理了了所要求的的各个时次次。在每次次分析后，都都要把数据据输出到初初始条件文文件中，直到完完成了naameliist中指指定的时段段数为止。同样地，在在每次分析析后，也要要把数据输输出到边界界条件文件件中，但是输输出时次从从第二个时时间段开始始。下边界界边界文件件仅输出一一次。当INTEERPF通通知你 “Relaaxatiion dd

20、id nnot cconveerge in 2200000 iteeratiions”时，你可可能正在使使用无辐散散风做理想想化的运行行。设置RREMOVVEDIVV=.FAALSE.，这样你你就不会移移除平均辐辐散了。记住要产生生一个单独独的边界条条件文件，你你至少要准准备两个时时次。这样样才能计算算一个侧边边界条件的的倾向变化化。即使你你不打算做做一个长时时间的预报报，为地面面层边界条条件文件提提供完整的的一天时间间也是有益益的。这是是因为该文文件包含了了地面空气气温度的日日平均值和和SST的的日平均值值。当INTEERPF运运行时，如如果出现了了一个它没没有预料到到的插值错错误（比如如被强迫执执行一次外外推），IINTERRPF将会会停止并打打印出有错错误的（II,J,KK）和气压压值。如果果通过修改改所提供的的面或气压压层不能解解决该问题题，通常问问题就会变变得比较地地复杂，这这意味着分分析数据可可能有错误误。7.13文文件I/OO该插