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1、7: 1b2a9ea9768fe7edf8db5ae85bf1eda3.docx7INTERRPF7.1目的INTERPFF程序处理分析析场和中尺度度模式之间的的数据转换，。它它包括垂直插插值，诊断分分析并重新指指定数据的格格式。INTTERPF获获取REGRRID，RAAWINS或或LITTLLE_R的输出数数据作为其输输入来产生模模式的初始和和侧边界条件件以及下边界条件。INTERPFF的程序可以以运行在以下下几个平台上上：Comppaq/Allpha，Cray，DEC，Fujittsu，HP，IBM，SGI，Sun和运行行与PC上的Linuux。INTERRPF代码是是用FORTTRAN
2、 90写成的。7.2INTTERPF程程序l 输入LITTLLE_R，RAWWINS或REGRIID的数据l 把各变量从气压压层插值到ssigma层层上l u,v,RH：关于气压(P)是线性的的l theta：关关于气压的对对数(lnP)是线性的l 去处整层平均辐辐散l 计算基态l 计算wl 对u,v,t,Qv进行重重新插值l 计算扰动气压l 为下边界文件保保存日平均的的TSFC和SSSTl 把当前的数据输输出到边界文文件中l 把经过插值的数数据输出到初初始文件中l 把数据输出到下下边界文件中中 图77.1 与INTEERPF相关关的MM5模式系系统流程图 7.3 地面气气压的计算 请注意在下
3、面的的计算中所使使用的“X”表示算术上上的乘法，而而不是一个向向量叉积。1地面上1000hPa处（与与地面的气压压差为1000hPa），T的第一猜值值场2外推Tsllv 3.修正Tsffc 4使用地面以以下的平均温温度来估计地地面气压7.4静力垂垂直内插从气压层到siigma层的的过程仅要求求有严格的界限限内插。由于于sigmaa坐标被定义义在最大和最最小的气压之之间，所以无无须外推。通通过nameelist中中的编码选项项，INTEERPF程序序可以产生一一个有效的地地面场。垂直直内插只使用用线性技术，通通常是按气压压或气压对数数线性。静力气压被定义义为：这里是1维的垂垂直坐标，=1表示在地
4、地面，=0表表示在模式顶顶；p*是2维地面面气压场和一一个常值（PPtop）的的算术差。PPtop是模模式顶处的常常值气压。图7.2 一个个面的垂直廓廓线，它与几几个气压层相相交。在面的的粗圆点上需需要进行垂直直内插。箭头头（标号从11到3）代表表了3个连续续的格点，它它们使用沿面面的3个独立立的气压层。7.5去处整整层平均辐散散去处整层平均辐辐散可以使模模式在开始运行时时分析数据包包含更少的初始条条件噪音。在在给定了高空站点的的平均间隔和合合理的高频率率下，整层平均均的垂直运动动具有最大的虚假性。下面都是数量量计算，“X”表示数量乘乘法。1 每个层上的气压压权重u，v2 垂直平均p*uu，p
5、*v3 经垂直平均和气气压权重处理理的风的散度度m为用于圆点（DD）和交叉点点（X）的地地图尺度系数数4 在假定了边界条条件的情况下下，求取速度度势5 平均辐散风分量量6 垂直权重7 经修正的风分量量7.6基态的的计算MM5模式的的的基态由几个个常数构成。它它们指定了地地面气压和温温度，一条温温度廓线（可可能包含对流流层顶上部的的一个等温层层），用于参参考态气压的的和非静力面高高度的分析表达式式。除了地形形高度外，这这些常数仅作作为模式系统统的用户输入入被用来定义义完整的基态态。1 常数l P00参考海平平面气压（在在INTERRPF的naamelisst中）l Ts0参考海平平面温度（在在I
6、NTERRPF的naamelisst中）l A参考温度递减减率（在INNTERPFF的nameelist中中）l PTOP模式顶顶层的参考气气压（在REEGRIDDDER和INNTERPFF的nameelist中中）l PISO（可选选）温度，在在该温度上参参考温度变为为常数（可能能用于模拟同同温层）（在在INTERRPF的naamelisst中）2 标准（refrrence）P3 标准3维气压4 标准3维温度5 标准高度它为每个层提供供了一个不随随时间变化的的固定高度，为每个i,j,k位置是固定值和地形高度的函数。如果用户要求使使用nameelist中中的等温层温温度选项，则则必须改变温温度
7、和高度的的计算。首先先，允许的最最小温度必须须如同等温层层温度那样地地被定义。为为了转换为等等温层温度，需需要计算该位位置上的气压压。根据该气气压（PISO），可可以得到等温温层的高度，而而后得到经调整的标准高度。7.7非静力力模式的初始始化INTERPFF首先在静力sigmma层上产生生一个静力输输入文件。该该sigmaa层是基于实气压而非参考考态气压。为了在非静力模式式下初始化数据据，需要通过过进一步的垂直直内插将数据据转移到非静静力sigmma层上。首首先需要计算静力力层的高度，然然后使用按高高度线性的内插法把u，v，T和q插到非静力力层上。除了可以从数据据集中获取的海平面气压压（SLP
8、），u，v，T和q外，非静力模式还需要两个用于初初始化的变量。l 静力sigmaa层上的垂直速度度（w）可以简单单地由气压速速度（）计算算得到。该气压速度可可以通过垂直直积分水平风风速散度得到到。辐散的移移除可以取确保该积分不不会在模式区区域顶产生垂直运动动。而后该被被插值到非静静力层上并被被转换为w（w=）。在实实际中，无论论w是按此种方方法被初始化化还是等于00，都不会影影响结果。l 为了给出一个静静力平衡，必必须初始化气气压扰动（）。一一旦知道了非非静力模式层层上的虚温后后，以有限差差分形式表示示的模式垂直直风速的方程程和加速项与与平流项（被被设为0）一一起被使用。从从而使得TV（z）与
9、之间产生某种联系系。如果给定定了海平面气气压，则最低低sigmaa层上的就可以以被估计。如如果再给出虚虚温的廓线，这这样通过垂直直积分就可以以计算出其他他层上的。该该平衡保证了了每个模式积积分柱中的初初始加速度为为0。7.8下表层层温度和LOOWBDY_DOMAIINn文件INTERPPF程序产生生三个主要的的二进制文件件：MMINNPUT_DDOMAINNn，BDYOUUT_DOMMAINn和和LOWBDDY_DOMMAINn。MMMINPUUT_DOMMAINn文文件包含与时时间有关的33维和2维场，比如如风，温度，湿湿度和气压。BDYOUT_DOMAINn文件包含3维场的侧边界，通常是4
10、行（列）。LOWBDY_DOMAINn包含表面温度场的日平均或随时间改变的的表面温度场（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盖场。地面上的空气气温度通常是是定义在输入入的气压层数据据集中的地面面层上的温度度，也可以是是最低siggma层上的的温度（如果果namellist的选选项被设置为为在垂直插值值中不使用地地面层上的数数据）。如果果不选择地表表模式（LSSM），则此此变量被作为为恒定的深土土温度来使用用。REGRRID中作为为海平面温度度（SST）来使使用的变量没没有很好的被被定义。依据据用户的选择，海海平面温度可可能是水体温温度，表层温温度或是10000hPaa处的温度
11、。拥拥有高分辨率率地表类型数数据的用户会会发现夏季有有一些非常“热”的湖。如果果用户选择了了PREGRRID Vttable表表中的表层温温度（SKTT），则会计计算地面层上上空气的日平平均温度和海海平面上的日日平均温度，并并且把它们都都输出到LOOWBDY_DOMAIINn文件中。进进行日平均的的目的是减少少“常”温的日扰动动同时也提供供更符合实际际情况的内陆陆湖温度。这这就是为何我我们建议用户户通常要准备备至少是完整整一天的分析析数据或预报报。如果用户户选择了PRREGRIDD Vtabble表中的的海平面温度度（SST），那那么INTEERPF程序序会自动提供供随时间变化化的SST和地面
12、面层上的空气气温度。如果果有疑问的话话，用户应该该假定地面上上的温度是表表层温度(SKT)，它不适合合作为一个随随时间变化的的SST来使用用。7.9 参数说说明哈！没有任何参参数说明。7.10 FOORTRANN的namellist输入入文件大多数针对IINTERPPF程序的选选项通过naamelisst文件来处处理。因为该该文件是一个个FORTRRAN的namellist文件件（FORTTRAN 990标准），所所以它的语法法也比较特殊殊。这里有六六个nameelist的的记录（从rrecordd0到recorrd5）。通常，所所有的nammelistt记录必须被被填充为用户户对数据的描描述
13、。 表7.11:INTERRPF的namellist值：记录0和记记录1。NamelisstRecordNamelisstVariablleDescripption（描描述）RECORD00INPUT_FFILE来自于REGRRID,RAWINNS或LITTLLE_R的输入文文件，包含目目录结构 RECORDD1START_YYEAR4位整数的起始始年份 RECORDD1START_MMONTH2位整数的起始始月份 RECORDD1START_DDAY2位整数的起始始日 RECORDD1START_HHOUR2位整数的起始始时RECORD11END_YEAAR4位整数的结束束年份 RECORD
14、D1END_MONNTH2位整数的结束束月份 RECORDD1END_DAYY2位整数的结束束日 RECORDD1END_HOUUR2位整数的结束束时 RECORDD1INTERVAAL分析时次间的时时间间隔（秒秒） RECORDD1LESS_THHAN_244H是否（T/F）执行少于24小时的分析（默认是FALSE）表7.2:IINTERPPF的namellist值：记录2和记录3。NamelisstRecordNamelisstVariablleDescripption（描描述）RECORD22SIGMA_FF_BU输入sigmaa层，完整层层，从下至上上（1.0-0.0）RECORD22
15、PTOP模式顶气压值（Pa）RECORD22ISFC在使用最低层的的分析数据进进行垂直插值值时要包括的siigma层的的层数；0=普通插值，11=使用地面面层作为最低低的sigmma层，n1在插值值中地面层使使用于n层sigmaa层RECORD33P0参考海平面气压压（Pa）RECORD33TLP参考温度递减率率（K）RECORD33TS0参考海平面温度度（K）RECORD33TISO等温（K）。如如果此项设为为零，则没有有任何的作用用。当由参考考廓线算得的温温度小于该值值时，修订为为该值。表7.3:INTERRPF的namellist值：记录4和记记录5。NamelisstRecordNam
16、elisstVariablleDescripption（描描述）RECORD44REMOVEDDIV是否（T/F）去去处整层积分分散度RECORD44USESFC是否（T/F）在在垂直插值中中使用输入的的地面数据RECORD44WRTH2O饱和度是否（TT/F）与含含水量相关RECORD55IFDATIMM整数，所要输出出的初始条件件的时次数（如如果不做分析析同化，仅使使用1就可以以了）。“-1”表示输出所所有的时次7.11怎样样运行INTTERPF1 键入 “makke” 为你你的平台创建建一个可执行行文件。2 编辑namellist.iinput文文件。3 通常把输出内容容放到一个文文件中
17、是一个个值得实践的的好习惯。这这样的话，当当你的程序出出错时，你就就可以检查此此日志文件。比比如，在一台台工作站上，可可以直接运行行可执行文件件（inteerpf &intterpf.log）。IINTERPPF需要任意意一个下面列列出得文件：REGRIID_DOMMAINn，RAWINNS_DOMMAINn，LITTLLE_R_DDOMAINNn（这里n是区域标号号）。输入数数据的位置，包包括目录结构构，都被定义义在了nammelistt文件中。IINTERPPF的输出文文件（作为MMM5的输入入）包括：MMMINPUUT_DOMMAINn，BDYOUUT_DOMMAINn，LLOWBDYY
18、_DOMAAINn。这这些文件在当当前的工作目目录中被产生生。用户不能能控制这些文文件的命名规规则。7.12 INNTERPFF不能工作！出了什么问问题？l 大多数来自INNTERPFF的错误，只只要不是以 “segmmentattion ffault”， “core dump”或 “floating point error”结束的话，都会有一个相应的打印语句。虽然消息本身包含的内容不足以改正这个问题，但是它将会把你引导到运行失败的源代码部分，它应该能提供你更多的诊断信息。在一次失败的运行中，INTERPF打印的最后的语句是关于诊断错误的。l 为了明确INTTERPF是是否成功结束束，首先查看
19、看是否有 “SSTOP 999999”语句。还要查看INTERPF是否处理了所要求的各个时次。在每次分析后，都要把数据输出到初始条件文件中，直到完成了namelist中指定的时段数为止。同样地，在每次分析后，也要把数据输出到边界条件文件中，但是输出时次从第二个时间段开始。下边界边界文件仅输出一次。l 当INTERPPF通知你 “Relaaxatioon didd not conveerge iin 200000 itteratiions”时时，你可能正正在使用无辐辐散风做理想想化的运行。设设置REMOOVEDIVV=.FALLSE.，这这样你就不会会移除平均辐辐散了。l 记住要产生一个个单独的
20、边界界条件文件，你你至少要准备备两个时次。这这样才能计算算一个侧边界界条件的倾向向变化。即使使你不打算做做一个长时间间的预报，为为地面层边界界条件文件提提供完整的一一天时间也是是有益的。这这是因为该文文件包含了地地面空气温度度的日平均值值和SST的的日平均值。l 当INTERPPF运行时，如如果出现了一一个它没有预预料到的插值值错误（比如如被强迫执行行一次外推），IINTERPPF将会停止止并打印出有有错误的（II,J,K）和和气压值。如如果通过修改改所提供的面面或气压层不不能解决该问问题，通常问问题就会变得得比较地复杂杂，这意味着着分析数据可可能有错误。7.13文件II/O该插值程序在运运行
21、过程中会会读取输入文文件并产生输输出文件。二二进制的输入入文件和所有有的输出文件件都是无格式式的FORTTRAN记录录（二进制，顺顺序存取）。NNameliist文件是是一个用户可可读的输入文文件。下面的表是关于于输入和输出出文件的：表77.4INTERRPF程序的的输入文件文件名描述namelisst.inpput包含运行时选项项的nameelist文文件LITTLE_R_DOMMAIN1，RAWINS_DOMAIIN1，REGRID_DOMAIIN1(在namellist文件件中被指定)MM5系统，气气压层上的气气象数据，输输入到INTTERPF中中表77.5INTERRPF程序的的输出文
22、件文件名描述MMINPUTT_DOMAAIN1用于MM5的初初始条件BDYOUT_DOMAIIN1用于MM5的侧侧边界条件LOWBDY_DOMAIIN1下边界条件（水水库温度和平平均SST）7.14 IINTERPPF的tarr文件interpff.tar文文件包含下列列文件和目录录：CHANGESSINTERRPF程序的的变化Doc包含几个RREADMEE文件Makefille用于创建IINTERPPF可执行程程序的MakkefileeREADME关于INTTERPF目目录的一般信信息interpff.deckk.crayy在NCARR Crayy上使用的ddecknamelisst.inpput用来选择运运行时选项的的namellist文件件src/INTERRPF源代码码MM5用户手册7- 19