WRF高分辨数值模拟龙卷个例，积分溢出问题

东方未明

    最近在做高精度的数值模拟，用WRF4.1模拟一次龙卷个例，最内层分辨率50m，采用的ndown，最外层4km，一共5层单向嵌套，前四层的模拟都没有问题，就是50m的模拟，总是算到一定时间就跳出，也不报错，很疑惑这个问题。
    针对该问题做出的尝试：（1）单独拿出50m做一次单层的模拟，也是一样的问题，不报错，到一定时间任务就跳出。（2）尝试换过微物理方案8和10，长短波方案1和4，问题没有变化（3）继续减少积分步长，0.1s试过，还是同样的问题，不过模式跳出的时间不一样，但都是基本第一个小时没转完就跳出了，没有报错
    跟老师讨论说是积分溢出，想知道怎么解决这个问题，各位老师同学有遇到过类似的问题吗？

附上namelist.input和rsl报错文件
##########################################
&time_control
run_days                              = 0,
run_hours                             = 6,
run_minutes                         = 0,
run_seconds                         = 0,
start_year                             = 2016, 2016, 2000,
start_month                         = 06, 06,   01,
start_day                             = 23, 23,   24,
start_hour                           = 00,  00,   12,
start_minute                        = 00,   00,   00,
start_second                        = 00,   00,   00,
end_year                             = 2016, 2016, 2000,
end_month                           = 06, 06,   01,
end_day                              = 23, 23,   25,
end_hour                            = 06, 06,   12,
end_minute                          = 00,   00,   00,
end_second                          = 00,   00,   00,
interval_seconds                    = 21600,
input_from_file                     = .true.,.true.,.false.,
history_interval                    = 60,  60,   60,
frames_per_outfile                  = 1, 1, 1000,
restart                                  = .false.,
restart_interval                    = 7200,
io_form_history                     = 2
io_form_restart                      = 2
io_form_input                         = 2
io_form_boundary                    = 2
debug_level                           = 0
/
&domains
time_step                                  = 0,
time_step_fract_num                 = 3,
time_step_fract_den                 = 10,
max_dom                                = 1,
e_we                                      = 361,   361,   94,
e_sn                                       = 361,   361,   91,
e_vert                                     = 51, 51,   28,
num_metgrid_levels                  = 34,
num_metgrid_soil_levels             = 4,
dx                                            = 50, 50,  3333.33,
dy                                           = 50, 50,  3333.33,
grid_id                                     = 1,     2,     3,
parent_id                                 = 1,     1,     2,
i_parent_start                           = 1,   142,    30,
j_parent_start                           = 1,   129,    30,
parent_grid_ratio                      = 1,     3,     3,
parent_time_step_ratio              = 1,     3,     3,
feedback                                  = 1,
smooth_option                          = 1
/
&physics
physics_suite                       = 'CONUS',
radt                                    = 30,  30,
mp_physics                          =  10,   10,
ra_lw_physics                       =  4,   4,
ra_sw_physics                       =  4,   4,
cudt                                    =  0,   0,
cu_physics                           =  0,   0,
sf_sfclay_physics                   =  1,   1,
bl_pbl_physics                      =  1,   1,
sf_surface_physics                  =  4,   4,
icloud                                    =  1,
num_soil_layers                     =  4,
num_land_cat                        = 21,
sf_urban_physics                    =  0,
/

&fdda
/
&dynamics
w_damping                           = 0,
diff_opt                            = 1,
km_opt                              = 4,
diff_6th_opt                        = 0,
diff_6th_factor                     = 0.12,
base_temp                           = 290.,
damp_opt                            = 0,
zdamp                               = 5000.,
dampcoef                            = 0.2,
khdif                               = 0,
kvdif                               = 0,
non_hydrostatic                     = .true.,
moist_adv_opt                       = 1,
scalar_adv_opt                      = 1,
gwd_opt                             = 1,
use_theta_m                         = 0,
/
&bdy_control
spec_bdy_width                      = 5,
spec_zone                           = 1,
relax_zone                          = 4,
specified                           = .true.,
nested                              = .false.,
/
&grib2
/
&namelist_quilt
nio_tasks_per_group = 0,
nio_groups = 1,
/
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rsl.error.0000的最后几行，没有报错，转到这就停了
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:57 on domain   1:    0.13593 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:57 on domain   1:    0.13568 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:57 on domain   1:    0.13804 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:58 on domain   1:    0.13499 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:58 on domain   1:    0.13386 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:58 on domain   1:    0.13548 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:58 on domain   1:    0.13465 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:58 on domain   1:    0.09646 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:58 on domain   1:    0.12988 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:58 on domain   1:    0.13444 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:58 on domain   1:    0.13531 elapsed seconds
Timing for main: time 2016-06-23_00:01:58 on domain   1:    0.13397 elapsed seconds
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东方未明

积分不稳定的问题确实无法完全解决，很多情况因为边界上有复杂的地形和很强的对流就会引起积分不稳定，这里给出的建议是选择区域的时候边界位置尽量选择地形平整一些的地区，调小积分步长，然后动态积分步长有利于减少积分不稳定的出现，这里要感谢大气所一位很厉害的老师的指导，此贴完结，希望会帮助到有需要的同学

随缘

50米的分辨率{:5_196:}{:5_196:}

东方未明

随缘 发表于 2020-5-22 15:55
50米的分辨率

嗯，国内外的大佬已经有做到15m的分辨率了...

随缘

东方未明 发表于 2020-5-22 15:58
嗯，国内外的大佬已经有做到15m的分辨率了...

关键是wrf模式也只是属于中尺度模式吧，对于这种微尺度的东西也可以吗？参数化方案适不适用这么小的尺度啊

落木萧骁

我遇到过你一样的问题,但是我是在用理想模型的时候遇到的,当时是我的初始条件设置得不对,修正过来就好了.你这个应该是real run吧,初值场有没有确认过有问题呢?

东方未明

落木萧骁 发表于 2020-5-23 03:41
我遇到过你一样的问题,但是我是在用理想模型的时候遇到的,当时是我的初始条件设置得不对,修正过来就好了.你 ...

是real run ,初始场用的GFS 0.5°的数据，怎么确定初始场有没有问题呢

astiny

有同事以前跑过100m的，也是一样，duang的一下就跳出去了。。。

东方未明

本贴子持续更新，直到问题解决！

东方未明

找到问题所在了
WRF NUMBER OF TILES =   1
d01 2020-02-08_00:00:12+03/10            1  points exceeded cfl=2 in domain d01 at time 2020-02-08_00:00:12+03/10 hours
d01 2020-02-08_00:00:12+03/10  MAX AT i,j,k:          269         285           3  vert_cfl,w,d(eta)=   2.037067      -66.86700      9.9363923E-03
d01 2020-02-08_00:00:12+03/10            4  points exceeded cfl=2 in domain d01 at time 2020-02-08_00:00:12+03/10 hours
d01 2020-02-08_00:00:12+03/10  MAX AT i,j,k:          269         285           3  vert_cfl,w,d(eta)=   2.156312     -0.1518630      9.9363923E-03
d01 2020-02-08_00:00:12+03/10           51  points exceeded cfl=2 in domain d01 at time 2020-02-08_00:00:12+03/10 hours
d01 2020-02-08_00:00:12+03/10  MAX AT i,j,k:          269         285           3  vert_cfl,w,d(eta)=   22.97143      -189.3954      9.9363923E-03
forrtl: severe (174): SIGSEGV, segmentation fault occurred
Image              PC                Routine            Line        Source            
wrf.exe            0000000002FAE846  for__signal_handl     Unknown  Unknown
libpthread-2.12.s  00000039C9E0F500  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            0000000002B4614E  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            0000000002B43428  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            0000000002B416AB  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            000000000245FB71  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            0000000001B671BE  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            00000000014CD05E  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            000000000131003F  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            00000000005B96D5  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            00000000004ADA27  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            00000000004AD643  Unknown               Unknown  Unknown
wrf.exe            00000000004AD5DE  Unknown               Unknown  Unknown
libc-2.12.so       00000039C9A1ECDD  __libc_start_main     Unknown  Unknown
wrf.exe            00000000004AD4E9  Unknown               Unknown  Unknown

东方未明

这个cfl出现，代表积分不稳定，从WRF手册里查出来了！
If the model did not run to completion, one possibility is that the model may have become numerically unstatble, which means the time step used for advancing the model in time is too large for a stable solution. Even if one observes the standard rule for setting the model time step (to be ~ 6*DX in kilometers in physical space), other configurations of the model domain may affect the outcome. For example, if one has thin model layers, or if one uses a very large domain and the corners of the domain may have a very large map-scale factor that reduces the equivalent earth distance to be a lot smaller than the model grid size. One can find out whether this is the case by searching for CFL prints in the standard output/error files (e.g. the rsl files):
grep cfl rsl.error.* or grep cfl wrf.out you might see something like these:
5 points exceeded cfl=2 in domain            1 at time   4.200000     MAX AT i,j,k:          123          48          3 cfl,w,d(eta)= 4.165821  21 points exceeded cfl=2 in domain            1 at time   4.200000     MAX AT i,j,k:          123          49          4 cfl,w,d(eta)= 10.66290   
When this happens, consider using the namelist option w_damping, and/or reducing the time step.

解决办法，减少积分步长，或者设置w_damping为1