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在 WRF 模型中,“单位质量的摩擦力”通常对应于**行星边界层(PBL)方案产生的风速倾向(Tendency)**,即单位时间内由于摩擦和边界层过程引起的风速变化(加速度,单位为 \\(m/s^2\\))。
要输出这些变量,可以通过以下两种主要方式实现:
### 1. 使用物理倾向积累输出选项(推荐)
WRF 提供了一个专门的 namelist 选项,用于输出物理过程(包括 PBL 过程)产生的积累倾向。
* **操作方法**:在 `namelist.input` 的 `&physics` 部分添加以下参数:
```fortran
&physics
acc_phy_tend = 1, ! 开启物理倾向积累输出
/
```
* **输出变量**:设置此项后,模型会输出由于不同物理过程引起的积累倾向。对于摩擦力(PBL 过程产生的风速变化),对应的输出变量通常为:
* **`AUBLTEN`**:由于 PBL 方案产生的 **U 分量**积累倾向。
* **`AVBLTEN`**:由于 PBL 方案产生的 **V 分量**积累倾向。
* **原理**:这些变量是 `RUBLTEN` 和 `RVBLTEN` 在输出时间步长内的积累值。单位质量的力即加速度,其单位在模型内部处理后体现为 \\(m/s^2\\)。
### 2. 使用 `iofields` 功能输出瞬时倾向
如果你需要物理方案在每个时间步长产生的**瞬时**加速度(倾向),而不是积累值,可以使用 WRF 的 `iofields` 功能手动将这些内部变量加入输出列表。
* **操作方法**:
1. 创建一个名为 `my_io_fields.txt` 的文本文件,内容如下:
```text
+:h:0:RUBLTEN,RVBLTEN
```
2. 在 `namelist.input` 的 `&time_control` 部分引用该文件:
```fortran
&time_control
iofields_filename = "my_io_fields.txt",
ignore_iofields_warning = .true.,
/
```
* **输出变量定义**:
* **`RUBLTEN`**:U 分量的 PBL 倾向(\\(m/s^2\\))。
* **`RVBLTEN`**:V 分量的 PBL 倾向(\\(m/s^2\\))。
### 3. 相关诊断变量
如果你的研究关注的是地表摩擦,还可以参考以下标准输出变量:
* **`UST` (\\(u_*\\))**:摩擦速度(Friction Velocity),单位为 \\(m/s\\)。它是计算地表摩擦应力的核心参数。
* **`G_UST`**:在某些诊断包(如 AFWA)中输出的相似理论下的 \\(u_*\\)。
**总结**:若要获取单位质量的摩擦力(即边界层摩擦加速度),最直接的方法是在 `&physics` 中设置 `acc_phy_tend = 1` 并查看输出文件中的 **`AUBLTEN`** 和 **`AVBLTEN`** 字段。 |
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