CESM程序获取、结构及其功能丨CESM移植、安装及快速运行丨CESM配置选项及数据文件制备丨CESM单模块运行、部分耦合运行、全耦合运行丨CESM结果处理、分析及可视化丨CESM代码修改、发展及改进_cesm快速入门指南

目录

一、运行前的准备

二、Linux系统及编译

三、CESM原理、结构

四、CESM程序获取、结构及其功能

五、CESM移植、安装及快速运行

六、CESM配置选项及数据文件制备

七、CESM单模块运行——以CLM为例

八、CESM的部分耦合运行——CAM-chem + CLM

九、CESM的全耦合运行

十、CESM结果处理、分析及可视化-以CLM为例

十一、CESM 代码修改、发展及改进

更多应用

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目前通用地球系统模式（Community Earth System Model，CESM）在研究地球的过去、现在和未来的气候状况中具有越来越普遍的应用。CESM由美国NCAR于2010年07月推出以来，一直受到气候学界的密切关注。近年升级的CESM2.0在大气、陆地、海洋、海冰、陆冰、径流等几大模块以及一个中央耦合器（CIME）中都有较大更新，可以在不同的硬件平台上移植使用，尤其可以用于CMIP6的研究。

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。

一、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

二、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

三、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

四、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

五、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

六、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

七、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

八、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

九、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

十、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

 

十一、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

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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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CLM 陆面过程模式_陆面模型原理-CSDN博客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。......_陆面模型原理https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/125366082?spm=1001.2014.3001.5502Biome-BGC生态系统模型与Python融合_WangYan2022的博客-CSDN博客在Biome-BGC模型中，对于碳的生物量积累，采用光合酶促反应机理模型计算出每天的初级生产力(GPP)，将生长呼吸和维持呼吸减去后的产物分配给叶、枝条、干和根。生物体的碳每天都按一定比例以凋落方式进入凋落物碳库；对于水份输运过程，该模型模拟的水循环过程包括降雨、降雪、冠层截留、穿透降水、树干径流、 冠层蒸发、融雪、雪升华、冠层蒸腾、土壤蒸发、蒸散、地表径流和土壤水分变化以及植物对水分的利用；对于土壤过程，模型考虑了凋落物分解进入土壤有机碳库过程、土壤有机物矿化过程和基于木桶模型的水在土层间的输送关系...https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/132854357?spm=1001.2014.3001.5502让GPT成为您的科研加速器丨GPT引领前沿与应用突破之GPT4科研实践技术与AI绘图-CSDN博客GPT对于每个科研人员已经成为不可或缺的辅助工具，不同的研究领域和项目具有不同的需求。如在科研编程、绘图领域。让大量科研学者融合学科应用，积累技术经验，让学习不盲从，让GPT成为您真正的科研助手。您准备开始学习了吗？https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/132685671?spm=1001.2014.3001.5502