INTERPF程序处理分析场和中尺度模式之间的数据转换.docx
INTERPF7.1 目的IVrERP卜.程序处理分析场和中尺度模式之间的数据转换，。它包括垂直插值,诊断分析并重新指定数据的格式。INTERPF获取REGR1.D,RAWIYS或1.ITT1.ER的输出数裾作为其输入来产生模式的初始和侧边界条件以及下边界条件。INTERPF的程序可以运行在以下几个平台上:COmPaq/A1.pha,Cray.DEC.Iuji1.su,HP,IBM,SGI,Sn和运行与PC上的1.inux.INTERPF代码是用FORTRAN90写成的。7.2 INTERPF程序 输入IJTT1.ERRAW1.NS或REGRID的数据 把各变量从气压层插值到SiRnIa层上 u.v.RH：关于气压(P)是线性的 theta：关于气压的对数(InP)是线性的 去处整层平均辐散 计算若态 计算W 财u,YJ,Qv进行重新特值 计算扰动气压 为下边界文件保存日平均的TK和SST 把当前的数据输出到边界文件中 把经过插值的数据输出到初始文件中 把数据输出到下边界文件中RI-GR1.D图7.1与IVrERPF相关的MM5模式系统流程图7.3地面气压的计算请注意在下面的计算中所使用的“丁表示算术上的乘法，而不是一个向量叉积。1 .地面上100hPa欠（与地面的气压差为100hPa）,T的第一猜值场TER/Hwi(7.1)2 .外推TSIV(P小100-p/>'Soo-"(7.2),850'F.850M700,if700P100-1,p850(7.3)(7.4)3.修正Tsfc77*TJTER4.使用地面以下的平均温度来估计地面气压psfcpsp与M；×(37MI(7.5)7.4A力垂直内插从气压层到sigma层的过程仅要求有严格的界限内插。由于Sigraa坐标被定义在最大和政小的气压之间，所以无须外推。通过name1.is中的编码选项,INTERPF程序可以产生一个有效的地面场。垂直内指只使用线性技术,通常是按气压或气压对数线性。静力气压被定义为：PUk-A×Pu+ptop（7.6）这里。是1维的垂直坐标，=1.表示在地面，C=O表示在模式顶：p是2维地面气压场和一个常值（Ptop）的算术差。PtOP是模式顶货的常值气压。图7.2一个。面的垂直航线，它与几个气压层相交。在。面的粗圆点上需要进行垂直内插。箭头（标号从1到3）代表了3个连蝮的格点，它们使用沿。面的3个独立的气压层.7.5去处要屋平均儡做去处整层平均辐散可以使模式在开始运行时分析数据包含更少的初始条件噪音。在给定了高空站点的平均间隔和合理的高教率下，整层平均的垂直运动具有最大的虚假性.下面都是数量计算,t4表示数量乘法。1 .每个B层上的气压权重U,VuIJk'ijk",IjxvIjk(7.8)2 .垂直平均p'u.p,v(7.10)(7.11)(7.12)(7.13)(7.14)UgJ%*XA",vi?/A%（7.9）*k3 .经垂直平均和气压权重处理的风的散度Gn为用于圆点）和交叉点（X）的地图尺度系数）2A”切/6.1i1.UZnx?Ar*4 .在假定了边界条件的情况下，求取速度势V2D1.VzG.三0a,/Uijboun<hry5 .平均辐散风分量"S包,.n,DTIDIj-1.V1.,av6 .垂直权重require:'MZ×Aar，present1.y:ma2(1.-)7 .经修正的风分量cCorrec1.ed1.Jt'1.ijk1.DIV1.jxwk''corrected,vIJk1.D1.V1.jxwk(715)8 .6基态的计算MM5模式的的基态由几个常数构成。它们指定了地面气压和温度，一条温度廓线（可能包含对流层顶上梯的一个等温层），用手参考态气压的和非静力。面高度的分析表达式。除了地形高度外,这些常数仅作为模式系统的用户输入祓用来定义完整的基杰。1.1 数 PIH畚考海平面气压（在INTERPF的name1.ist中） 以参考海平面温度（在INTERPF的name1.ist） A参考温度遍减率（在INTERPF的name1.1st中） PTW模式顶层的叁考气压（在REGRIDDER和INTERPF的nameIist中） Pw（可选）温度，在该温度上参考温度变为常数（可能用于模拟同温层）（在IvrERPF的name1.ist中）1.2 准（refronce）P'。z(fpTOP(716)1.3 准3维气压(7.17)(7.18)(7.19)它为每个。层提供了一个不随时间变化的固定高度，为每个i.j,k位置是固定，值和地形高度的函数。(7.19)(7.20)如果用户要求使用name1.ist中的等温层温度选项，则必须改变温度和高度的计算。首先，允许的般小温度必须如同等温层温度那样地祓定义。为了转摸为等温层温度，霜要计算该位置上的气压。根揖该气压(RG,可以得到等温层的高度,而后得到经调整的标准高度。7.7 非伸力模式的初始化INTERPF先在静力SiKnIa层上产生一个静力输入文件。该sigma层是基于实气压而非参考杰气压。为了在非静力模式下初始化数据，需要通过进一步的垂直内插将数据转移到非静力Siaa层上。首先需要计算够力层的高度，然后使用按高度线性的内插法把u,V,T和q插到非静力层上。除了可以从数据集中荻取的海平面气压(S1.P),u,V.T和q外，非静力模式还需要两个用于初始化的变量。伸力sigma层上的垂宜速度(w)可以简单地由气压速度)计算得到。该气压速度可以通过垂直积分水平风速散度得到。辐散的移除可以取确保该积分不会在模式区域顶产生垂直运动。而后该被插值到非施力层上并被转换为W(X-/RT)。在实际中，无论W是按此种方法被初始化还是等于0,都不会影响结果。为了给出一个他力平衡，必须初始化气压扰动(p').一旦知道了非伸力模式层上的虚温后，以有限差分形式表示的模式垂直风速的方程和加速项与平流项(被设为0)一起被使用。从而使得TV（三）与“之间产生某种联系。如果绐定了海平面气压，则最低Sigma层上的“就可以被估计。如果再给出虚温的廓线，这样通过垂直积分就可以计算出其他层上的该平衡保证了每个模式积分柱中的初始加速度为0.7.8 下表层温度和1.OfBDYJDOMAINn文件INTERPF程序产生三个主要的二进制文件：MM1.NPUT_D0MAINn,BDYOU1.DoMA1.Nn和1.OWBDYDOMAINn0MMINPUTDOMA1.Nn文件包含与时间有关的3维向2维场，比方风，温度，混度和气压。BDYO1.TDoVAIV）文择包含3维场的侧边界,通常是4行（列）。1.OWBDYDoMAINn包含外表温度扬的日平均最随时间改变的的外表温度场（地面层上的空气温度和海平面的温度），也可以选择海冰或雪近场。地面上的空气温度通常是定义在输入的气压层数据集中的地面层上的温度，也可以是最低Sigma层上的温度（如果name1.is1.的选项祓设置为在垂直括值中不使用她面层上的数据）。如果不选择地表模式（1.SM）,则此变量祓作为恒定的深土谓度来使用。REGRID中作为海平面温度（SST）来使用的变量没有很好的被定义。依据用户的选择，海平面温度可能是水体温度，表层温度或是100OhPa处的温度。拥有高分辨率地表类型数据的用户会发现夏季有一些非常“热"的湖.如果用户选择了PREGR1.DV1.ab1.e表中的表层温度（SKT）,则会计算地面层上空气的日平均温度和海平面上的日平均温度,并且把它们都输出到1.oWBDYDOMA1.Yn文件中。进行日平均的目的是减少"常"温的日扰动同时也提供更符合实际情况的内陆湖温度。这就是为何我11度议用户需要准备至少是先整一天的分析数据或9（报.如果用户选择了PREGRIDVtab1.e表中的海平面温度（SST）,那么INTERPF程序会自动提供随时间变化的5ST和地面层上的空气温度。如果有疑问的话,用户应该假定地面上的温度是表层层度（SKT）,它不适合作为一个随时间变化的SST来使用。7.9 分数说明哈！没有任何敷说明.7.10FORTRAN的na>e1.ist输入文件大多数针对INTERPF程序的选项通过na三1.is1.文件来处理。因为该文件是一个R）RTRA1.的name1.ist文件（FORTRAN90标准），所以它的语法也比较特殊。这里有六个name1.ist的记录（从record0三!record5）通常，所有的nane1.ist记录必须被填充为用户对数据的描述。表7.1：INTERPF的na三e1.ist值：记录0和记录1Name1.istRecordName1.istVariab1.eDescription（描述）RECORDOINPUT_FI1.E来自于RegridiRAWINS或1.itt1.er的统入文件，包含目录结构REC0RD1START_YEAR4位整数的起始年份REC0RD1START,IONTH2位整数的起始月份REC0RD1START_DAY2位整数的起始日REC0RD1STARTHOUR2位整数的起始时RECORDiEND_YEAR4位整数的结束年份RECORDiENDJ1.ONTH2位整数的结束月份REC0RD1ENDDAY2位整数的结束日REC0RD1ENDjOUR2位整数的结束时RECORDiINTERVA1.分析时次间的时间间隔（秒）RECORDi1.ESS_THAN_24H是否（T/F）执行少于24小时的分析（默认是FA1.SE）表7.2：INTERPF的nam1.ist值：记录2和记录3.Name1.istRecordNameIistVariab1.eDescription（描述）REC0RD2S1.GMA_F_BU输入Sigma层，完整层，从下至上（1.0-0.0）REC0RD2PTOP模式顶气压值（Pa）RECoRD2ISEC在使用最低层的分析数据进行垂直播值时要包括的Sigma层的层数；O=普通插值，I=使用地面层作为最低的Sig1.na层，n>1.在插值中地面层使用于n层sigma层REC0RD3PO参考海平面气压（Pa）REC0RD3T1.P参考温度递:成率（K1.nP0T）REC0RD3TSO叁考海平面温度（K）REC0RD3TISO等温（K）e如果此项设为零，则没有任何的作用。当由参考扉线算得的温度小于该值时，修订为该值。表7,3:IfTTERPF的nam1.ist1记录4和记录6.Name1.istRecordName1.istVariab1.eDescription（描述）REC0RD1REMOVEDIV是否（T/F）去处整层积分敌度RECORD1USESFC是否（T/F）在垂直插值中使用输入的地面数据REC0RD1WRTH20饱和度是否（T/F）与含水量相关REC0RD5IFDATIM赘数，所要输出的初始条件的时次数（如果不做分析同化，仅使用1就可以了）J'T”表示输出所有
