随着生态文明建设和“碳中和”战略的持续推进，我国及全球气候变化及应对是政府、科学界及商业界关注的焦点。气候是多个领域（生态、水资源、风资源及碳中和等问题）的主要驱动因素，合理认知气候变化有利于解释生态环境变化机理及过程，而了解现在、未来气候变化则是进行生态、环境及能源评估、碳政策规划的先决条件，而气候模拟是获取高精度气候信息的最主要手段，现代生态、水文、新能源及碳中和领域需要亚公里及更高分辨率的气象模拟，WRF模式是国内外应用最为广泛的气象模式，使用该模式进行高精度甚至几百米的模拟应用也越来越多。另一方面，该模式不断扩展模式模块，现在已经可以实现对气溶胶及化学过程（WRF-CHEM）、资料同化（WRF-DA）、水文过程（WRF-HYDRO）、城市化（URBAN）等过程的精细模拟，其应用范围及实际业务及科研应用也越来越多。

模式简介

WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式是由美国环境预报中心(NCEP),美国国家大气研究中心(NCAR)以及多个大学、研究所和业务部门联合研发的一种统一的中尺度天气预报模式。

WRF采纳Fortran90语言编写,它的特点是灵活、易维护、可扩展、有效以及适用计算平台广泛。其主要特色在于先进的数据同化技术、功能强大的嵌套能力和先进的物理过程.特别是在对流和中尺度降水处理能力方面更有优势。

区域气候模式理论知识梳理

WRF模式能干什么？（气温、降水、风、压、能量、水分、植被模拟和预报）

WRF模式适用范围特别广，从中小尺度到全球尺度的数值预报和模拟都有广泛的应用

既能够用于业务数值天气预报,也能够用于天气数值模拟研究领域,包括数据同化物理过程参数化的研究、区域气的研究、候模拟、空气质量模拟、海气合以及理想实验模拟等。

WRF模式框架和流程

WRF使用什么样的计算平台？计算系统？Linux，非windows

Linux操作系统

WRF模式系统

如何安装WRF模式所需要的平台？（vmware,linux）

如何从零开始搭建WRF编译所需的系统？（RockyLinue）

安装软件（OneAPI）

WRF模式结果文件格式？（NetCDF）

WRF如何获取模拟区域的DEM、LUCC、植被、反照率等多种信息

WPS如何定义模拟区域？如何准备地形土地利用等资料（geogrid.exe）

WPS如何准备气象资料？(温度、气压、风场、湿度等等)

WPS如何水平插值？（软件如何匹配不同的空间分辨率资料，如何从百公里到几百米降尺度）

WRF模式如何积分解算气象变量和能量水分传输

WRF如何完成等压层向地形追随坐标系的转变

WRF模式如何精确计算气象和相关过程

在数值模式模拟天气过程时,往由于模式分辨率不足等原因.对次网格尺度的物理过程不能特别好的描述.因此需要诸如辐射、边界层微物理等物理过程参数化来完善模拟的效果

WRF模式的主要物理过程包括

微物理过程

积云对流

辐射

行星边界层(PBL)

陆面过程

案例实践

软件基本运行流程

研究区设置技巧

软件如何进行天气预报

软件模拟月或年尺度气象

如何模拟分析观测气温

如何模拟分析降水

如何模拟分析水汽和湿度

如何模拟分析土地利用变化的影响

如何模拟分析土壤及近地层能量水分通量

如何模拟分析风场

如何模拟分析其他变量，包括土壤、水体、植被等相关气象变量

WRF模拟结果如何分析？（NCL）

WRF结果如何展示？（Vapor）

WRF结果如何展示？（Python）

案例详情