随着低空经济的蓬勃发展，无人机、空中出租车等新型交通工具正在重塑我们的城市空间。这场静默的革命不仅带来了经济机遇，更对城市大气环境提出了全新挑战。在距离地面200米以下的城市冠层中，建筑物与大气的复杂相互作用、人类活动产生的热量和污染物，都在塑造着独特的城市微气候。理解和预测这个复杂系统的行为，对于保障低空交通安全、改善城市人居环境具有重要意义。城市气候学正经历着前所未有的发展机遇。从传统的城市热岛效应研究，到新兴的城市边界层动力学探索，科学家们需要更精细的工具来描述城市大气运动的复杂性。

大涡模拟（LES）作为一种先进的数值模拟方法，能够精确捕捉建筑物尾流、热羽流等城市特有的湍流结构，为我们打开了认识城市大气环境的新窗口。然而，掌握大涡模拟技术绝非易事。从WRF-LES到PALM，每一个模式都像一把精密的手术刀，需要操作者深入理解其工作原理，熟练掌握其使用方法。本教程正是为应对这一挑战而生，通过理论学习和实战演练的结合，让学习者能够独立开展从区域尺度到街区尺度的大气环境模拟研究，为城市的可持续发展贡献科技力量。

专题一 基础理论

1、大涡模拟基本原理

①控制方程和湍流闭合

②滤波方法与子网格模式

③边界条件处理方法

专题二 主要模型概述

1、WRF模型概述

①模型的发展历程

②模型的基本框架

2、PALM模型概述

①模型的基本框架

②模型架构与计算网格

③动力学核心

④湍流模块

专题三 Python基础

1、NumPy：用于数值计算和数组操作

2、Pandas：用于数据处理和分析

3、xarray：处理带标签的多维数组数据

4、用于：前处理、后处理及可视化

专题四 Linux基础

1、Linux文件系统结构

①文件类型

②文件查看命令

③文件操作命令

④文件权限管理

⑤文件查找

⑥文件压缩和解压

⑦磁盘空间管理

2、环境变量设置

①环境变量基础概念

②常见的环境变量

③查看环境变量

④设置环境变量的方法

⑤临时设置、永久设置

⑥编辑用户的配置文件

专题五 编译

1、基础编译过程

①单文件编译

②多文件编译

③使用Make工具

④使用CMake构建系统

⑤优化选项

⑥常见问题解决

专题六 环境部署

1、预编译

2、WRF编译

3、PALM编译

4、环境配置

专题七 WRF模拟

1、WPS处理

①namelist.wps配置

②通过 geogrid 程序定义模拟区域并插值地形、土地利用等静态数据

③使用 ungrib 程序解码气象数据,如 GRIB 格式的初始场和边界场

④运行 metgrid 程序将所有数据插值到模式网格上

2、WRF处理

①namelist.input配置

②WRF 模型包含多种物理过程方案的选择:

专题八 ndown模拟

1、ndown模拟

①namelist.wps配置

②namelist.input配置

③ndown执行

专题九 WRF-LES模拟

1、模型配置

①模拟域设置

②网格配置

2、物理参数化

次网格尺度湍流模式

3、数值方法

时间积分

4、初始和边界条件

①初始化选项

②边界处理

专题十 QGIS操作

1、数据读入

①矢量数据读入

②栅格数据读入

2、数据裁剪

①矢量数据裁剪

②栅格数据裁剪

3、坐标转换

①矢量数据投影转换

②栅格数据投影转换

4、矢量数据修复

①几何修复

②拓扑检查与修复

5、矢量字段编辑

①字段计算

②字段管理

③字段计算器

专题十一 PALM模拟

1、主要模块介绍

2、配置文件（p3d）

3、自带简单案例模拟

专题十二 PALM驱动数据制作（WRF4PALM）

1、WRF4PALM基础

①配置文件介绍

②执行步骤

专题十三 PALM静态数据制作（palmpy）

1、PALMPY

①地形数据（SRTM、GDEM）

②土地利用数据（清华2017年、ESA）

③配置文件

④执行步骤

专题十四 城市案例研究

1、真实案例模拟

①不考虑建筑模拟

②考虑建筑模拟

PALMPY多城市预处理文件

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