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地球系统模式CESM应用及进阶

已有 1700 次阅读 2023-9-25 12:53 |系统分类:科研笔记

CESM中CIME (Common Infrastructure for Modeling the Earth)为模式配置、编译和运行提供个例控制器。CAM大气模块加入CLUBB (Cloud Layers Unified by Binormals)计算边界层湍流活动、浅对流、云微物理,CLUBB是一个诊断湿湍流方案,它能计算联合高阶次网格垂直速度,水含量、液态水和位温,也可以计算次网格垂直通量;引入提高的二阶诊断云微物理方案(MG2),可以诊断计算降水包括雨、雪和凝结云。CAM化学模块(CAM6-chem)包括对流化学方案MOZART-T1;计算二次有机气溶胶(SOA)的VBS(volatility basis set)方案中耦合了对流化学方案,并一直在持续改进,到目前的CESM2.2.0中,实现了区域加密的MUSICA-V0,并增加了能直接配置运行MOZART-TS2 化学模块以及进行nudging等的compset(配置)。WACCM6与CAM6所有的物理参数化方案都相符,并且在中层和上层大气中增加了显著的新功能。为了从火山和非火山源气体中提供平流层气溶胶的代表,WACCM6延展了Modal Aerosol Module (MAM4)功能。CLM5.0版本主要改进了土壤和植被水文过程、积雪融雪动力过程、碳氮循环和耦合模拟以及植被模拟等主要动力过程,另外,模式引进了MOSART径流模型替换了 RTM,同时引进FATES生态演替模型以改进经典的动态植被模型(DGVM)。地下层数由CLM4.5中的15层增加到了CLM5中的25层,考虑了土壤厚度的空间变量。它从0.4到8.5m之间变化。此外,在海冰、陆冰等模块中都有较大的更新。新的CLM强迫资料为全球土壤湿度计划的第三阶段(GSPW3)开发。它也是仅限于陆面模拟的LS3MIP和LUMIP默认的资料。

【专家】:汪老师【副研究员】,主讲专家来自中国重点科学院所及高校,长期从事CESM模式研究与教学。具有丰富科研教学经验,已发表多篇论文及相关专著。

第一部分 运行前的准备
CESM运行的系统和软件环境
CESM需要什么运行环境
CESM2.0\2.1\2.2运行环境的搭建
第二部分 Linux系统及编译
CESM 运行需要掌握的Linux及编译知识
Linux的基础知识及操作
Linux编译的基础及操作示例
基于Make和CMake的编译体系
第三部分 CESM原理、结构
CESM的基本结构
CESM的几大功能模块
CESM的基础知识
第四部分 CESM程序获取、结构及其功能
获取 CESM程序代码,CESM文件夹结构及各自功能
获取最新或特定版本的CESM代码
讲解 CESM文件夹结构作用
第五部分 CESM移植、安装及快速运行
CESM运行环境的准备,编译、安装及运行
检查并完善CESM运行所需环境及软件
针对特定服务器环境的CESM Machine File修改
创建一个简单的case,并编译运行这个 case
第六部分 CESM 配置选项及数据文件制备
CESM 运行的配置文件详解,运行所需数据文件制备
创建CESM case时各选项及其意义
运行配置文件namelist的详解,常用选项选择及其意义
运行CESM所需数据文件结构及数据文件制备方法及程序
根据研究内容熟练创建CESM case并运行CESM
第七部分 CESM单模块运行——以CLM为例
熟练掌握CESM单模块运行的case创建、文件准备及运行-以CLM为例
创建CLM单点或区域模式的方法
单点及区域运行所需文件的制备
单点及区域模式的运行
第八部分 CESM的部分耦合运行——CAM-chem + CLM
熟练掌握CESM部分模块耦合运行的case创建、文件准备及运行 
部分耦合的原则
CAM+CLM实例的创建及运行
CAM的拓展——CAM-chem、WACCM
第九部分 CESM的全耦合运行
熟练掌握CESM全耦合运行的case创建、文件准备及运行 
全耦合运行的注意事项
全耦合实例的创建及运行
第十部分 CESM结果处理、分析及可视化-以CLM为例
熟练掌握CESM输出结果文件结构、变量意义、变量选择以及结果分析-以CLM为例
创建单点或区域模式的方法
单点及区域运行所需文件的制备
单点及区域模式的运行
第十一部分 CESM代码修改、发展及改进
了解CESM代码的结构、主要模块的组成、Fortran程序的修改
了解CESM主要的代码结构
了解CESM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
注:请提前自备电脑及安装所需软件
更多应用:包含InVEST模型、PLUS模型、DNDC模型、APSIM模型、DSSAT模型、MAXENT模型、CENTURY模型、CASA模型、BGC模型、CLM模式、CESM模式、CLUE模型、FLUS模型、PROSAIL模型、Meta分析、BIOMOD2模型、物种气候生态位、物候提取、Python地球科学、Noah-MP陆面过程模型、CLUE模型、Fragstats景观格局分析、GEE遥感云大数据、Matlab/Python高光谱遥感、DICE模型、LEAP模型、双碳、ArcGIS、ArcGIS Pro等...
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