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CESM、CLM陆面过程模式——安装 运行 移植 编译 结果处理 可视化;单点与区域模拟、碳氮循环

已有 165 次阅读 2026-4-2 09:43 |系统分类:科研笔记

CESM(Community Earth System Model,通用地球系统模式) 是一个完全耦合的全球地球系统模型,通过整合大气、海洋、陆地、海冰、陆冰等多个独立的气候子模块,模拟地球气候系统的物理、化学和生物地球化学过程,广泛应用于研究地球过去、现在和未来的气候状况。

CLM(Community Land Model,通用陆面模式) 则是CESM的陆地模块,专门负责模拟陆地表面的各种过程。它描述陆地的生物地球物理过程、水文循环、生物地球化学过程、人类影响和生态系统动力过程,是CESM中不可或缺的组成部分。

如果你开展陆地生态系统、水文循环、碳氮循环、冻土、林火、城市冠层等与陆地表面相关的研究,需要重点关注CLM;而如果你想研究全球气候演变、海-陆-气相互作用、古气候模拟等,则需要掌握完整的CESM框架。

CLM模式完善的生物地球物理过程、水文过程、生物地球化学过程和动态植被过程使得模式不仅可以模拟植被覆盖相关的物理过程和与土壤水热传导相关的物理过程,可以模拟地表径流、基流、植被冠层蒸发、植被蒸腾、土壤蒸发等水文循环变量,可以通过嵌套次网格实现动态植被的碳氮循环模拟研究,更是可以用于冻土、林火、城市冠层以及陆气相互作用等有关陆面过程的各种研究。

第一章 CESM、CLM运行条件及Linux编译基础

运行CESM、CLM所必须的软硬件要求及环境搭建(Linux或者Unix环境)

Linux的基本概念和基本操作

Linux编译的基本概念及基本流程

第二章 CESM基本结构 CLM基础知识

CESM的几大功能模块

CLM的基础知识

第三章 CESM、CLM程序代码,CLM文件夹结构及各自功能

获取最新或特定版本的CESM及CLM代码

CLM个文件夹结构作用

第四章 CLM运行环境的准备,编译、安装及运行

检查并完善CLM运行所需环境及软件

针对特定服务器环境的CLM Machine File修改

创建一个简单的case,并编译运行这个case

第五章 CLM运行的配置文件,运行所需数据文件制备

创建CLM case时各选项及其意义

运行配置文件namelist,常用选项选择及其意义

运行CLM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CLM case并运行CLM

第六章 CLM单点及区域运行的case创建、文件制备及运行

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

第七章 CLM输出结果文件结构、变量意义、变量选择以及结果分析

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

第八章 CLM代码的结构、主要模块的组成、Fortran程序的修改

CLM主要的代码结构

CLM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

推荐:地球系统模式(CESM)实践技术应用及进阶

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。

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