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wrf-chem怎样提高模拟臭氧的效果

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新浪微博达人勋

发表于 2017-8-8 14:28:38 | 显示全部楼层 |阅读模式

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摸索wrf-chem也有一段时间了,模拟珠江入海口地区的臭氧浓度分布,效果一直不理想,尤其是下午的峰值模拟不出来。之前在论坛里搜了一下方法例如打开城市冠层,增加domain等方法,确实有一些改进,但是峰值依然不理想,真诚请各位帮忙指点一下
prep_chem_sources.inp:
$RP_INPUT
!#################################################################
!  CCATT-BRAMS/MCGA-CPTEC/WRF-Chem/FIM-Chem emission models CPTEC/INPE
!  version 1.5: Mar 2015
!  contact: gmai@cptec.inpe.br   - http://meioambiente.cptec.inpe.br
!#################################################################




!---------------- grid_type of the grid output
   grid_type= 'lambert',
   rams_anal_prefix = '../ANL/OPQUE',
!---------------- date of emission
    ihour=00,
    iday=26,
    imon=09,
    iyear=2016,


!---------------- select the sources datasets to be used
   use_retro=1,  ! 1 = yes, 0 = not
   retro_data_dir='/home/Yang/wrf_chem/emissions/source_data/RETRO/anthro',


   use_edgar =3,  ! 0 - not,
                  ! 1 - Version 3,
                  ! 2 - Version 4 for some species
                  ! 3 - Version HTAP


   edgar_data_dir='/home/Yang/wrf_chem/emissions/source_data/EDGAR-HTAP',


   use_gocart=1,
   gocart_data_dir='/home/Yang/wrf_chem/emissions/source_data/GOCART/emissions',


   use_streets =1,
   streets_data_dir='/home/Yang/wrf_chem/emissions/source_data/STREETS',


   use_seac4rs =1,
   seac4rs_data_dir='/home/Yang/wrf_chem/emissions/source_data/SEAC4RS',




   use_fwbawb =1,
fwbawb_data_dir ='/home/Yang/wrf_chem/emissions/source_data/Emissions_Yevich_Logan',

   use_bioge =2, ! 1 - geia, 2 - megan
   ! ######
   ! # BIOGENIC = 0
   bioge_data_dir ='/home/Yang/wrf_chem/emissions/source_data/MEGAN/2000',
   ! # MEGAN = 1
   ! ######
   !bioge_data_dir='/home/Yang/wrf_chem/emissions/source_data/MEGAN/2000',
   ! ######

   use_gfedv2=1,
   gfedv2_data_dir='/home/Yang/wrf_chem/emissions/source_data/GFEDv2-8days',

   use_bbem=0,
   use_bbem_plumerise=0,

!--------------------------------------------------------------------------------------------------

!---------------- if  the merging of gfedv2 with bbem is desired (=1, yes, 0 = no)
   merge_GFEDv2_bbem =0,

!---------------- Fire product for BBBEM/BBBEM-plumerise emission models
   bbem_wfabba_data_dir   ='./datain/Emission_data/fires_data/GOES/f',
   bbem_modis_data_dir    ='./datain/Emission_data/fires_data/MODIS/Fires',
   bbem_inpe_data_dir     ='./datain/Emission_data/fires_data/DSA/Focos',
   bbem_extra_data_dir    ='NONE',

!---------------- veg type data set (dir + prefix)
   veg_type_data_dir      ='./datain/surface_data/GL_IGBP_MODIS_INPE/MODIS',


!---------------- vcf type data set (dir + prefix)
  use_vcf = 0,
  vcf_type_data_dir      ='./datain/surface_data/VCF/data_out/2005/VCF',
!---------------- olson data set (dir + prefix)
  olson_data_dir      ='./datain/Emission_data/OLSON2/OLSON',


!---------------- carbon density data set (dir + prefix)

   carbon_density_data_dir='./datain/surface_data/GL_OGE_INPE/OGE',

   fuel_data_dir      ='./datain/Emission_data/Carbon_density_Saatchi/amazon_biomass_final.gra',


!---------------- gocart background
   use_gocart_bg=1,
   gocart_bg_data_dir='/home/Yang/wrf_chem/emissions/source_data/GOCART',

!---------------- volcanoes emissions
   use_volcanoes =0,
   volcano_index =1143, !REDOUBT

   use_these_values='NONE',
! define a text file for using external values for INJ_HEIGHT, DURATION,
! MASS ASH (units are meters - seconds - kilograms) and the format for
   begin_eruption='201303280000',  !begin time UTC of eruption YYYYMMDDhhmm

!---------------- degassing volcanoes emissions
   use_degass_volcanoes =0,
   degass_volc_data_dir ='./datain/Emission_data/VOLC_SO2',

!---------------- user specific  emissions directory
!---------------- Update for South America megacities
   user_data_dir='NONE',


!--------------------------------------------------------------------------------------------------
   pond=1,   ! mad/mfa  0 -> molar mass weighted
             !          1 -> Reactivity weighted
!---------------- for grid type 'll' or 'gg' only
   grid_resolucao_lon=1.0,
   grid_resolucao_lat=1.0,

   nlat=320,          ! if gg (only global grid)
   lon_beg   = -180., ! (-180.:+180.) long-begin of the output file
   lat_beg   =  -90., ! ( -90.:+90. ) lat -begin of the output file
   delta_lon =  360, ! total long extension of the domain (360 for global)
   delta_lat =  180, ! total lat  extension of the domain (180 for global)

!---------------- For regional grids (polar or lambert)

   NGRIDS   = 3,            ! Number of grids to run

   NNXP     = 155,130,172,46,        ! Number of x gridpoints
   NNYP     = 140,121,148,46,        ! Number of y gridpoints
   NXTNEST  = 0,1,2,1,          ! Grid number which is the next coarser grid
   DELTAX   = 30000.,
   DELTAY   = 30000.,         ! X and Y grid spacing

   ! Nest ratios between this grid and the next coarser grid.
   NSTRATX  = 1,3,3,4,           ! x-direction
   NSTRATY  = 1,3,3,4,           ! y-direction

   NINEST = 1,59,31,0,        ! Grid point on the next coarser
   NJNEST = 1,47,33,0,        !  nest where the lower southwest
                             !  corner of this nest will start.
                             !  If NINEST or NJNEST = 0, use CENTLAT/LON
   POLELAT  =  24.051, !-89.99,          ! If polar, latitude/longitude of pole point
   POLELON  =  114.371,         ! If lambert, lat/lon of grid origin (x=y=0.)

   STDLAT1  = 30.,           ! If polar for BRAMS, use 90.0 in STDLAT2
   STDLAT2  = 60.,         ! If lambert, standard latitudes of projection
                            !(truelat2/truelat1 from namelist.wps, STDLAT1 < STDLAT2)
                            ! If mercator STDLAT1 = 1st true latitude
   CENTLAT  = 24.051,!-89.99,  -23., 27.5,  27.5,
   CENTLON  = 114.371,  -46.,-80.5, -80.5,



namelist.input:
&time_control
run_days                            = 0,
run_hours                           = 24,
run_minutes                         = 0,
run_seconds                         = 0,
start_year                          = 2016, 2016, 2016,
start_month                         = 09,   09,   09,
start_day                           = 26,   26,   26,
start_hour                          = 00,   00,   00,
start_minute                        = 00,   00,   00,
start_second                        = 00,   00,   00,
end_year                            = 2016, 2016, 2016,
end_month                           = 09,   09,   09,
end_day                             = 27,   27,   27,
end_hour                            = 00,   00,   00,
end_minute                          = 00,   00,   00,
end_second                          = 00,   00,   00,
interval_seconds                    = 21600,
input_from_file                     = .true.,.true.,.true.,
history_interval                    = 180,   60,   60,
frames_per_outfile                  = 24,   24,   24,
restart                             = .false.,
restart_interval                    =    0,
io_form_history                     = 2,
io_form_restart                     = 2,
io_form_input                       = 2,
io_form_boundary                    = 2,
auxinput7_inname                    = 'wrffirechemi_d<domain>',
auxinput8_inname                    = 'wrfchemi_gocart_bg_d<domain>',
auxinput12_inname                   = 'wrf_chem_input',
auxinput13_inname                   = 'wrfchemv_d<domain>',
auxinput5_interval_m                = 1440, 1440, 1440,
auxinput7_interval_m                = 1440, 1440, 1440,
auxinput8_interval_m                = 1440, 1440, 1440,
auxinput13_interval_m               = 1440, 1440, 60,
io_form_auxinput5                   = 2,
io_form_auxinput7                   = 2,
io_form_auxinput8                   = 2,
io_form_auxinput12                  = 2,
io_form_auxinput13                  = 0,
debug_level                         = 0,
auxinput1_inname                    = "met_em.d<domain>.<date>",
/

&dfi_control
/

&domains
time_step                           = 90,
time_step_fract_num                 = 0,
time_step_fract_den                 = 1,
max_dom                             = 3,
e_we                                = 155,   130,   172,
e_sn                                = 140,   121,   148,
e_vert                              = 30,    30,    30,
num_metgrid_levels                  = 32,
num_metgrid_soil_levels             = 0,
dx                                  = 30000,  10000,  3333.333,
dy                                  = 30000,  10000,  3333.333,
grid_id                             = 1,     2,     3,
parent_id                           = 1,     1,     2,
i_parent_start                      = 1,     59,    31,
j_parent_start                      = 1,     47,    33,
parent_grid_ratio                   = 1,     3,     3,
parent_time_step_ratio              = 1,     3,     3,
p_top_requested                     = 5000,
feedback                            = 1,
smooth_option                       = 0
p_top_requested                     = 5000
zap_close_levels                    = 50
interp_type                         = 1
t_extrap_type                       = 2
force_sfc_in_vinterp                = 0
use_levels_below_ground             = .true.
use_surface                         = .true.
lagrange_order                      = 1
/
sfcp_to_sfcp                        = .true.

&physics
mp_physics                          = 4,     4,     4,
progn                               = 0,
ra_lw_physics                       = 1,     1,     1,
ra_sw_physics                       = 5,     5,     5,
radt                                = 30,    30,    30,
sf_sfclay_physics                   = 1,     1,     1,
sf_surface_physics                  = 1,     1,     1,
bl_pbl_physics                      = 7,     7,     7,
bldt                                = 0,     0,     0,
cu_physics                          = 3,     3,     3,
cu_diag                             = 1,     1,     1,
cudt                                = 5,     5,     5,
ishallow                            = 0,
isfflx                              = 1,
ifsnow                              = 0,
icloud                              = 1,
surface_input_source                = 1,
num_soil_layers                     = 4,
sf_urban_physics                    = 1,     1,     1,
mp_zero_out                         = 2,
mp_zero_out_thresh                  = 1.e-12
maxiens                             = 1,
maxens                              = 3,
maxens2                             = 3,
maxens3                             = 16,
ensdim                              = 144,
cu_rad_feedback                     = .true.,
/

&fdda
/

&dynamics
rk_ord                              = 3,
w_damping                           = 0,
diff_opt                            = 1,
km_opt                              = 4,
diff_6th_opt                        = 0,      0,      0,
diff_6th_factor                     = 0.12,   0.12,   0.12,
base_temp                           = 290.,
damp_opt                            = 0,
zdamp                               = 5000.,  5000.,  5000.,
dampcoef                            = 0.01,   0.01,   0.01
khdif                               = 0,      0,      0,
kvdif                               = 0,      0,      0,
non_hydrostatic                     = .true., .true., .true.,
moist_adv_opt                       = 2,      2,      2,
scalar_adv_opt                      = 2,      2,      2,
chem_adv_opt                        = 2,      2,      2,
tke_adv_opt                         = 2,      2,      2,
time_step_sound                     = 4,      4,      4,
h_mom_adv_order                     = 5,      5,      5,
v_mom_adv_order                     = 3,      3,      3,
h_sca_adv_order                     = 5,      5,      5,
v_sca_adv_order                     = 3,      3,      3,
/

&bdy_control
spec_bdy_width                      = 5,
spec_zone                           = 1,
relax_zone                          = 4,
specified                           = .true., .false., .false.,
nested                              = .false., .true., .true.,
/

&grib2
/

&namelist_quilt
nio_tasks_per_group = 0,
nio_groups = 1,
/
&chem
kemit                               = 1,
chem_opt                            = 303,  303,  303,
bioemdt                             = 30,   30,   30,
photdt                              = 30,   30,   30,
chemdt                              = 1,    1,    1,
io_style_emissions                  = 1,
emiss_inpt_opt                      = 1,    1,    1,
emiss_opt                           = 5,    5,    5,
emiss_opt_vol                       = 0,    0,    0,
emiss_ash_hgt                       = 20000.,
chem_in_opt                         = 0,    0,    0,
phot_opt                            = 1,    1,    1,
gas_drydep_opt                      = 1,    1,    1,
aer_drydep_opt                      = 1,    1,    1,
bio_emiss_opt                       = 3,    3,    3,
ne_area                             = 104,
depo_fact                           = 0.25,
dust_opt                            = 0,
dmsemis_opt                         = 1,
seas_opt                            = 0,
gas_bc_opt                          = 1,    1,      1,
gas_ic_opt                          = 1,    1,      1,
aer_bc_opt                          = 1,    1,      1,
aer_ic_opt                          = 1,    1,      1,
gaschem_onoff                       = 1,    1,      1,
aerchem_onoff                       = 1,    1,      1,
wetscav_onoff                       = 0,    0,      0,
cldchem_onoff                       = 0,    0,      0,
vertmix_onoff                       = 1,    1,      1,
chem_conv_tr                        = 1,    1,      1,
conv_tr_wetscav                     = 0,    0,      0,
conv_tr_aqchem                      = 0,    0,      0,
biomass_burn_opt                    = 1,    1,      1,
plumerisefire_frq                   = 120,  120,    120,
have_bcs_chem                       = .false., .false., .false.,
aer_ra_feedback                     = 1,
aer_op_opt                          = 1,
opt_pars_out                        = 1,
diagnostic_chem                     = 0,
/









2016-09-26-15:00

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 楼主| 发表于 2017-8-8 14:31:04 | 显示全部楼层
图是2016-09-26 15:00的臭氧浓度分布(单位:ppb),那天香港东涌实况值超过200ppb,但我的模拟值和实况峰值差别太大了!
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 楼主| 发表于 2017-8-8 14:31:11 | 显示全部楼层
图是2016-09-26 15:00的臭氧浓度分布(单位:ppb),那天香港东涌实况值超过200ppb,但我的模拟值和实况峰值差别太大了!
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发表于 2017-8-8 17:40:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 dqjmorpheus 于 2017-8-8 17:41 编辑

和楼主同问,我也遇到过这个问题,会不会是因为当地的排放源里NOX和VOC和实际相比偏差较大?
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 楼主| 发表于 2017-8-9 10:51:03 | 显示全部楼层
dqjmorpheus 发表于 2017-8-8 17:40
和楼主同问,我也遇到过这个问题,会不会是因为当地的排放源里NOX和VOC和实际相比偏差较大?

你分析的有道理!但我暂时还没考虑清单的问题,还在纠结模式里各种scheme的配置和优化
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发表于 2017-8-13 14:47:28 | 显示全部楼层
使用 Carbon Bond 机制,一般可取得对臭氧的较好模拟。
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发表于 2017-8-16 02:31:36 | 显示全部楼层
版主  想请教您的是关于您WRF-Chem的排放源数据是如何取得或者是自己生成的呢????能否跟您交流呢?
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发表于 2017-8-21 15:44:34 | 显示全部楼层
请问坐标轴为经纬度的1.png这个图是怎么画的?
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发表于 2017-8-22 09:18:59 | 显示全部楼层
我也想问下,WRF-Chem的排放源数据是如何取得或者是自己生成的呢
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发表于 2017-8-22 15:29:35 | 显示全部楼层
自带的排放源太差了,你要更新本地排放源,最好是做好组分清单,并且本地NO的人为排放也很重要,臭氧模拟本来是很容易的(针对排放清单做的很好的情况),但是我们VOC清单水平有限,基础工作太薄弱
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