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MPAS跨尺度、可变分辨率模式应用及典型案例分析

已有 1152 次阅读 2023-7-26 11:09 |系统分类:科研笔记

跨尺度预测模式(The Model for Prediction Across Scales - MPAS)是由洛斯阿拉莫斯实验室和美国国家大气研究中心(NCAR)共同开发,其由3个部分组成,分别称为 MPAS-A(大气模型)、MPAS-O(海洋模型)和 MPAS-LI(陆冰模型)。MPAS构建之初的目的是构建一个新的地球系统模型,可用于全球或区域的天气及气候研究,本次教程主要关注大气模式MPAS-A。MPAS-A模式的大气动力内核求解的是完全可压的非静力学运动方程,其最显著的特点是非结构化的质心 Voronoi 网格。SCVT 网格为全球框架内的区域降尺度提供了机会(下图),因为它允许网格从更粗的分辨率平滑地转换到更高分辨率,而不是使用嵌套来转换网格的传统区域气候模型 RCM(如 WRF)。

MPAS-A模式正在不断的优化,由于其先进的模式结构和可变分辨率的网格特性,将是未来高分辨率模拟的主要趋势之一。

【学习目标】:
1.掌握MPAS-A原理及陆面模式基本概念;
2.熟练进行MPAS-A的移植、编译和运行方法;
3.掌握MPAS-A运行所需输入数据文件的特点、格式及制备;
4.掌握MPAS-A全球运行及区域运行的方法及其数据制备;
5.通过典型案例分析与实战模拟操作相结合提高运行及应用能力;
6.解答学员在实际工作中遇到的有关技术问题。

专题一 MPAS模式基本信息讲解
初识MPAS模式及其意义

专题二 MPAS代码获取及结构
MPAS的结构,MPAS代码的结构
MPAS的几大功能模块
MPAS代码的获取及其结构

专题三 MPAS移植、编译及运行实践
MPAS运行环境的准备,编译、安装及运行
Linux系统及程序的准备
编译器及库文件(hdf5、netcdf、pnetcdf)的准备
WPS(ungrib)的编译和准备

专题四 MPAS全球均匀网格的运行
MPAS的运行流程,及全球均匀网格的运行
MPAS 运行的步骤:数据准备、初始化、运行
全球均匀网格的运行:初、边界场文件的准备

专题五 MPAS全球非均匀网格的运行
MPAS的运行流程,及全球非均匀网格的运行
MPAS运行的步骤:数据准备、初始化、运行
全球非均匀网格的运行:高分辨率网格中心的旋转;初、边界场文件的准备

专题六 MPAS区域网格的运行
MPAS区域网格运行所需数据文件制备
区域网格的制作
边界场文件的制作
区域MPAS 的运行

专题七 MPAS运行中的配置
MPAS运行中的配置和选项
MPAS运行时的选项
MPAS输出结果的定制

专题八 MPAS结果处理、分析及可视化
熟练掌握MPAS输出结果文件结构、变量意义、变量选择以及结果分析
MPAS结果文件的结构
MPAS结果文件变量
结果分析及绘图

专题九 MPAS代码修改、发展及改进
了解MPAS代码的结构、主要模块的组成、Fortran程序的修改
了解MPAS主要的代码结构
了解MPAS几大模块的组成及相应的程序位置
根据需要修改代码,编译运行

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