使用ECMWF资料作为WRF的初始场，以ERA-Interim资料为例

夏朗的芒果

通过论坛各位的帮助，我总结了一些关于如何使用ECMWF资料运行WRF的经验，肯定有不足之处，还望各位批评指正。

首先需要获得正确的数据

论坛里很多帖子讲如何下载ERA-Interim数据的步骤：

有直接在网页下载的，http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=13288

也有基于脚本下载的，http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=24435

一般情况下，需要分别下载地表变量和高空变量。高空变量又可以分为气压层和模式层。由于ECMWF数据分辨率较高，如果下载全部变量的话，文件一般较大，增加下载时间。如果只下载WRF运行所必需的变量，将大大缩减下载时间。

根据WRF官网教程翻译，http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=30940，WRF需要一些必要的变量才能运行起来。我根据Table 128加入了相应ECMWF所对应的Grib code。

以下部分摘自翻译。

-----------------------------------------------------------------------------------------------

三维数据（例如，气压层的数据）

· 温度(130.128)

· 风场u,v分量(131.128, 132.128)

· 位势高度(129.128对应位势)

· 相对湿度（157.128）/比湿 (133.128)

二维数据

· 地面气压 (134.128)

· 平均海平面气压(151.128)

· 地表温度(235.128)

· 2米温度 (167.128, 2m 露点温度168.128)

· 2米相对湿度或比湿

· 10风场u,v分量(165.128, 166.128)  

       如果需要用到masked，建议提供LANDSEA场。  

      如果在进行物理过程参数化时需要用到Noah LSM陆面模式，需要提供两层Soil Temperature (139,170,183,236.128)和Soil       Moisture(39,40,41,42.128)。

      如果模式运行时需要更新SST，需要提供SST(34.128)。

      建议提供Soil Height（可选），这样就可以调整土壤温度达到与WRF模式地形高度向适应。

      建议提供SNOW（141.128）场。

      建议对高纬度冬季个例，提供SEAICE (31.128) 场。

-------------------------------------------------------------------------------------------------

根据WRF输入变量的要求，我改写了批量下载气压层pl和地面层sfc的python脚本，大家下载后只需修改相应的时间即可。

lupit_pl_14_20.py (1.16 KB, 下载次数: 1198)

2014-12-2 19:49 上传

点击文件名下载附件 lupit_sfc_23_30.py (1.13 KB, 下载次数: 903)

2014-12-2 19:49 上传

点击文件名下载附件

下载完高空和地面数据后，还需要到http://apps.ecmwf.int/datasets/data/interim_full_invariant/，下载两个时间无关物理场（可选），分别是land sea mask 和 Geopotential。
Geopotential.grib (1.98 MB, 下载次数: 720)

2014-12-2 20:05 上传

点击文件名下载附件 Land-sea mask.grib (1.98 MB, 下载次数: 646)

2014-12-2 20:05 上传

点击文件名下载附件

第二步，WRF前处理

geogrid部分与FNL资料相同
ungrib与metgrib部分，摘自http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=29997
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

以1992年5月份的资料为例——ERA-Int_pl_19920501_19920531.grb和ERA-Int_sfc_19920501_19920531.grb：

链接Vtable:                     ln -sf ungrib/Variable_Tables/Vtable.ECMWF Vtable

链接高空数据：               ./link_grib.csh ./DATA/ERA-Interim/ERA-Int_pl_19920501_19920531.grb

编辑namelist.wps:            prefix = '3D',

运行ungrib:                    ./ungrib.exe

链接地面数据：              ./link_grib.csh ./DATA/ERA-Interim/ERA-Int_sfc_19920501_19920531.grb

编辑namelist.wps:           prefix = 'SFC',

运行ungrib:                   ./ungrib.exe

metgrib部分

编辑namelist.wps里metgrid部分： fg_name = '3D','SFC',  

运行                              ./metgrid.exe

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

经过上述两步，就完成了利用ERA-Interim资料驱动WRF的过程。


更新：关于两个与时间无关项的处理


这两个与时间无关的物理量是可选的，geopotential.grib 别被它名字误导了，其实就是地形高度，这个在进行插值土壤温度有一点用。land-sea mask 就不用我说了吧？

1.下载
http://apps.ecmwf.int/datasets/data/interim_full_invariant/

2.前处理（ungrib 部分）
首先修改namelist.input里面的时间项，因为其与时间无关，所以需要将起止时间修改为 1989-01-01_12。（没仔细看官网的说明，这两个测量数据应该产生与 1989-01-01_12）。
然后修改 prefix 参数，对于 geopotential.grib，修改为 prefix = Z ; 对于后，修改为 prefix =LSM 。
之后同样选择 vtable.ecmwfvtable，对两个文件分别执行 ungrib.exe
到这个部分就有 3D、SFC、Z、LSM 这四类解压后的文件了。

3.前处理（metgrid 部分）
修改 namelist.wps 为
constants_name = 'LSM:1989-01-01_12', 'Z:1989-01-01_12'
fg_name = '3D','SFC',
执行 metgrid.exe

OK, 大功告成！

mofangbao

看了下楼主之前问过这个问题，看来是解决了来分享给大家，很值得支持！

微微一笑

Traceback (most recent call last):
  File "D:\tools\Python27\lupit_pl_14_20.py", line 33, in <module>
    'target'  : "ERA-Int_pl_19890531-19891001.grib"
  File "D:\tools\Python27\ecmwfapi\api.py", line 414, in retrieve
    c.execute(req, target)
  File "D:\tools\Python27\ecmwfapi\api.py", line 377, in execute
    size = self._transfer(result["href"], target, result["size"])
  File "D:\tools\Python27\ecmwfapi\api.py", line 76, in wrapped
    return func(*args,**kwargs)
  File "D:\tools\Python27\ecmwfapi\api.py", line 340, in _transfer
    assert total == size
AssertionError
我用版主的脚本下载interim资料，刚运行一会就会有这个报错…是什么原因呢？求破！

下雪啦

If any masked field is ingested, then a LANDSEA field is recommended

If the WRF model is going to be run with the Noah LSM model, then at least 2 levels of Soil Temperature and Soil Moisture are required.

SST is needed if you plan on updating SST during the model run (often done for very long simulations).

Soil Height is recommended but not required. If Soil Height is supplied, then SOIL Temperatures and TSK can be adjusted to the WRF model terrain height.

Water equivalent snow depth (SNOW) is a nice field to have, but not required.

SEAICE is good to have for a high latitude winter case, but it is not required.

1591

楼住，数据下载下来是grib格式，但是你的教程里 链接的时候链接的是grb格式，我按照教程，会提示 no match，改成grib后缀，./ungrib.exe会提示错误
Start_date =  1979-07-22_00:00:00 ,      End_date = 1979-07-24_18:00:00
output format is WPS
Path to intermediate files is ./
ERROR: Grib2 file or date problem, stopping in edition_num.
求解答

夏朗的芒果

微微一笑 发表于 2015-1-22 16:21
Traceback (most recent call last):
  File "D:\tools\Python27\lupit_pl_14_20.py", line 33, in
     ...

时隔半年，我也出现了这个问题。解决方法是运行脚本成功下载时，会提供一个下载地址，利用这个地址用迅雷下载，可以避免这个问题。

微微一笑

我也一直有这个疑问，楼主好人啊！！！太感谢了~

一颗永恒的流星

,感谢楼主，100个

D.B.L

楼主，这个绝对不错啊

夏朗的芒果

hxyj 发表于 2014-12-2 22:25
能否麻烦楼主简单介绍一下如何运行*.py脚本文件？谢谢了

这个是python的脚本文件，运行详情见http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=24435

夏朗的芒果

陈颖 发表于 2014-12-17 21:31
非常感谢分享！很有帮助！
请问楼主 那两个时间无关的文件  Geopotential.grib 和 Land-sea mask.grib    ...

这两个是可选的，geopotential.grib 别被它名字误导了，其实就是地形高度，这个在进行插值土壤温度有一点用。land-sea mask 就不用我说了吧？
这两者下载下来后和之前的没多大区别。
先修改namelist.input里面的时间项，起止时间都是1989-01-01_12
前者的prefix = z ,后者的prefix =lsm
然后选择 vtable.ecmwfvtable。对两个文件分别进行 ungrib.exe
这样就有 sfc、pl、z、lsm 这四类解压后的文件了。
在进行metgrid 前，修改
constants_name = 'LSM:1989-01-01_12', 'Z:1989-01-01_12'
fg_name = 'sfc'，‘pl’
最后进行 metgrid.exe 就可以了。

hxyj

感谢楼主的分享。

hxyj

能否麻烦楼主简单介绍一下如何运行*.py脚本文件？谢谢了

zhouling

32个赞~

暮雪千山

感谢分享~~~