WRF模型运行教程（ububtu系统）-- IV-1.模型相关文件参数说明【namelist.wps文件、namelist.input文件】

一、namelist.wps文件

       文件位置：Build_WRF/WPS

      WPS模块有主要的三大程序geogrid.exe、ungrib.exe、metgrid.exe，namelist.wps文件是输入到这三大程序的配置文件。

      namelist.wps文件一共包括四个部分：share, geogrid, ungrib和metgrid。

      每个主要程序都有一个独立的配置模块（分别命名为“&geogrid”、“&ungrib”、“&metgrid”，这些模块以“/”分隔），并且三个程序配置模块共有一个共享模块（名为“&share”）供每个程序读取。

      &share

• share 部分为一些基础信息。

&share
 wrf_core = 'ARW',                                           # WRF核心
 max_dom = 2,                                                # 嵌套层数
 start_date = '2020-07-27_00:00:00','2020-07-27_00:00:00',   # 模拟事件的开始时间
 end_date   = '2020-07-27_18:00:00','2020-07-27_18:00:00',   # 模拟事件的结束时间
 interval_seconds = 21600                                    # 初始场数据的间隔时间(单位为s)
 io_form_geogrid = 2,                                        # geogrid输出文件格式（默认为2，表示netcdf）
/

      &geogrid

• geogrid部分是嵌套地理信息，包括经纬度、格点数、投影方式等，其中有些数据是需要根据嵌套层数来进行修改和添加的。

关于这部分的理解，可以参照下图：

d02:e_we=(d01:e_we - d02:i_parent_start - d02:i_parent_end)*d02:parent_grid_ratio +1

d01: ，d02:表示模拟域对应的值。i_parent_end可根据需要进行设置，即图中？所表示的宽度。

eg：想设置 D02 和 D01 左侧的距离为 50， 右侧的距离为 50，那么 d02:e_we = (241 - 50 - 50)*3 + 1 = 424，当然也可以设置左侧距离为30，右侧距离为 20， 那么 d02:e_we = (241 - 30 - 20)*3 + 1 = 574。

Tips：每个模拟域之间的网格数不要小于5

&geogrid
 parent_id         =   1,   1,               # 母区域ID，如第一层的母区域是它自己，即为1，第二层母区域为第一层，则也为1，第三层母区域为第二层，则为2
 parent_grid_ratio =   1,   3,               # 每一层区域之间的格距比例
 i_parent_start    =   1,  31,               # 每一层在上一层中x方向的起始格点
 j_parent_start    =   1,  17,               # 每一层在上一层中y方向的起始格点
 e_we              =  74, 112,               # 每一层x方向的总格点数
 e_sn              =  61,  97,               # 每一层y方向的总格点数
 !
 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANT NOTE !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 ! The default datasets used to produce the MAXSNOALB and ALBEDO12M
 ! fields have changed in WPS v4.0. These fields are now interpolated
 ! from MODIS-based datasets.
# 用于生成MAXSNOALB和ALBEDO12M的默认数据集字段在WPS v4.0中发生了变化。这些字段现在是从基于modis的数据集中插值出来的。
 !
 ! To match the output given by the default namelist.wps in WPS v3.9.1,
 ! the following setting for geog_data_res may be used:
# 为了匹配默认名称列表给出的输出。wps v3.9.1中的wps，geog_data_res可以使用以下设置:
 !
 ! geog_data_res = 'maxsnowalb_ncep+albedo_ncep+default', 
 'maxsnowalb_ncep+albedo_ncep+default', 
 !
 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANT NOTE !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 !
 geog_data_res = 'default','default',        # 地形数据精度
 dx = 30000,                                 # 最外层X方向网格格距，单位 KM
 dy = 30000,                                 # 最外层Y方向网格格距，单位 KM
 map_proj = 'lambert',                       # 投影方式
 ref_lat   =  34.83,                         # 最外层模拟域中心纬度
 ref_lon   = -81.03,                         # 最外层模拟域中心经度
 truelat1  =  30.0,                          # lambert 投影的第一个真实纬度
 truelat2  =  60.0,                          # lambert 投影的第二个真实纬度
 stand_lon = -98.0,                          # lambert 投影和Y轴平行的经度
 geog_data_path = '/home/ubuntu/Build_WRF/WPS_GEOG/'
/

      &ungrib

• ungrib部分是从grib文件中提取模式所需气象场数据，并写入中间格式文件，该部分为中间文件的格式和文件路径和前缀，可不修改。

&ungrib
 out_format = 'WPS',  # 输出格式
 prefix = 'FILE',     # 前缀
/

      &metgrid

• metgrid是将ungrib提取的气象场数据水平插值到geogrid定义的模拟域中。io_form_metgrid与io_form_geogrid一样，但是metgrid输出文件格式，默认为2，表示netcdf。metgrid部分一般不需要修改。

&metgrid
 fg_name = 'FILE'
 io_form_metgrid = 2, 
/

二、namelist.input文件

      文件位置：/Build_WRF/WRF/run

      namelist.input包括三个部分：&time_control，&domain，&physics

      &time_control

 &time_control
 run_days                            = 0,
 run_hours                           = 12,
 run_minutes                         = 0,
 run_seconds                         = 0,
 start_year                          = 2000, 2000, 2000,
 start_month                         = 01,   01,   01,
 start_day                           = 24,   24,   24,
 start_hour                          = 12,   12,   12,
 end_year                            = 2000, 2000, 2000,
 end_month                           = 01,   01,   01,
 end_day                             = 25,   25,   25,
 end_hour                            = 12,   12,   12,
 
 
 interval_seconds                    = 21600                 #同 namelist.wps中的interval——second
 input_from_file                     = .true.,.true.,.true.,
 history_interval                    = 180,  60,   60,       #结果文件输出频率,每个区域一列，单位为min
 frames_per_outfile                  = 1000, 1000, 1000,     #每个结果文件中保存多少时次的数据
 restart                             = .false.,              #是否重启运行
 restart_interval                    = 7200,                 #输出重启文件的间隔 
 io_form_history                     = 2
 io_form_restart                     = 2
 io_form_input                       = 2
 io_form_boundary                    = 2
 /

      &domains，与namelist.wps中设置要一致

 
 &domains
 time_step                           = 180,                       #模型集成的时间步长，以秒为单位
 time_step_fract_num                 = 0,
 time_step_fract_den                 = 1,
 max_dom                             = 1,
 e_we                                = 74,    112,   94,
 e_sn                                = 61,    97,    91,
 e_vert                              = 33,    33,    33,
 p_top_requested                     = 5000,
 num_metgrid_levels                  = 32,
 num_metgrid_soil_levels             = 4,
 dx                                  = 30000, 10000,  3333.33,
 dy                                  = 30000, 10000,  3333.33,
 grid_id                             = 1,     2,     3,
 parent_id                           = 0,     1,     2,
 i_parent_start                      = 1,     31,    30,
 j_parent_start                      = 1,     17,    30,
 parent_grid_ratio                   = 1,     3,     3,
 parent_time_step_ratio              = 1,     3,     3,
 feedback                            = 1,
 smooth_option                       = 0
 /
 

      &physics

• Microphysics (mp) scheme每个区域必须一致，但cumulus (cu) schemes各个区域可以不同；不同的组合结果可能不同，但也可能一些组合模式无法运行，需要多多尝试；

&physics
 physics_suite                       = 'CONUS'
 mp_physics                          = -1,    -1,    -1,      # [微物理]
 cu_physics                          = -1,    -1,     0,      # [积云方案]
 ra_lw_physics                       = -1,    -1,    -1,      # [长波辐射]
 ra_sw_physics                       = -1,    -1,    -1,      # [短波辐射]
 bl_pbl_physics                      = -1,    -1,    -1,      # [边界层]
 sf_sfclay_physics                   = -1,    -1,    -1,      # [Surface layer]
 sf_surface_physics                  = -1,    -1,    -1,      # [Surface]
 radt                                = 30,    30,    30,      # [辐射时间步长; min]
 bldt                                = 0,     0,     0,       # [边界层时间步长; min]
 cudt                                = 5,     5,     5,       # [c积云时间步长; min]
 icloud                              = 1,
 num_land_cat                        = 21,
 sf_urban_physics                    = 0,     0,     0,
 /

        &other

 &fdda
 /
 
 &dynamics
 hybrid_opt                          = 2, 
 w_damping                           = 0,
 diff_opt                            = 1,      1,      1,
 km_opt                              = 4,      4,      4,
 diff_6th_opt                        = 0,      0,      0,
 diff_6th_factor                     = 0.12,   0.12,   0.12,
 base_temp                           = 290.
 damp_opt                            = 3,
 zdamp                               = 5000.,  5000.,  5000.,
 dampcoef                            = 0.2,    0.2,    0.2
 khdif                               = 0,      0,      0,
 kvdif                               = 0,      0,      0,
 non_hydrostatic                     = .true., .true., .true.,
 moist_adv_opt                       = 1,      1,      1,     
 scalar_adv_opt                      = 1,      1,      1,     
 gwd_opt                             = 1,
 /
 
 &bdy_control
 spec_bdy_width                      = 5,
 specified                           = .true.
 /
 
 &grib2
 /
 
 &namelist_quilt
 nio_tasks_per_group = 0,
 nio_groups = 1,
 /

参考资料

1.WRF 模式模拟流程_wrf模拟-CSDN博客WRF模式模拟流程包括WPS前处理、geogrid.exe确定模拟区域、wrf.exe执行模拟和后处理。模拟域确定和数据预处理是前处理的关键步骤。wrf.exe执行模拟并生成结果文件，时间取决于模拟区域大小和模拟时长。最后根据结果进行后处理和画图。https://blog.csdn.net/weixin_52841591/article/details/129634004