WRF-CMAQ耦合模型两次运行结果不一致

Fortuna

耦合模型版本是WRFv4.5-CMAQv5.4，使用28cpu运行相同模拟时段、namelist、排放文件的case两次，发现在开启气溶胶反馈的情况下(wrf_cmaq_option=2)，模拟结果会在某一时刻出现偏差，并且这个偏差会随时间增加，偏差高值出现在云量大的区域。而在只使用耦合模型的WRF部分时(wrf_cmaq_option=0)，偏差仍会出现。我想尝试使用单核运行试图消除偏差，但模拟时长难以接受，想问问大家关于偏差产生的原因和解决方法。

&time_control
run_hours                           = 24,                          
run_minutes                         = 0,
run_seconds                         = 0,
start_year                          = 2019,
start_month                         = 09,
start_day                           = 21,
start_hour                          = 00,
start_minute                        = 00,  
start_second                        = 00,  
interval_seconds                    = 10800,
input_from_file                     = .true.,
HISTORY_INTERVAL                    = 60,
FRAMES_PER_OUTFILE                  = 24,
restart                             = .TRUE.,
restart_interval                    = 1440,
write_hist_at_0h_rst                = .true.,
io_form_history                     = 2,
io_form_restart                     = 2,
io_form_input                       = 2,
io_form_boundary                    = 2,
io_form_auxinput2                   = 2,
io_form_auxinput4                   = 2,
debug_level                         = 0,
auxinput4_inname                    = "wrflowinp_d01",
auxinput4_interval                  = 360,
auxinput4_end_h                     = 1000000,
auxinput11_interval                 = 1,
auxinput11_end_h                    = 2160,
auxinput1_inname                    = "metoa_em.d<domain>.<date>"
reset_simulation_start              = .false.,
/

&wrf_cmaq
wrf_cmaq_option                     = 2,
wrf_cmaq_freq                       = 5,
met_file_tstep                      = 10000,
direct_sw_feedback                  = .true.,
feedback_restart                    = .false.,
/

&domains
time_step                           = 60,
time_step_fract_num                 = 0,
time_step_fract_den                 = 1,
max_dom                             = 1,
s_we                                = 1,   
e_we                                = 283,   
s_sn                                = 1,  
e_sn                                = 184,
s_vert                              = 1,
e_vert                              = 39,
p_top_requested                     = 5000,
eta_levels                          = 1.0000, 0.9979, 0.9956, 0.9931,
                                       0.9904, 0.9875, 0.9844, 0.9807,
                                       0.9763, 0.9711, 0.9649, 0.9575,
                                       0.9488, 0.9385, 0.9263, 0.9120,
                                       0.8951, 0.8753, 0.8521, 0.8251,
                                       0.7937, 0.7597, 0.7229, 0.6833,
                                       0.6410, 0.5960, 0.5484, 0.4985,
                                       0.4467, 0.3934, 0.3393, 0.2850,
                                       0.2316, 0.1801, 0.1324, 0.0903,
                                       0.0542, 0.0241, 0.0000
num_metgrid_levels                  = 32,
dx                                  = 27000,
dy                                  = 27000,
grid_id                             = 1,
parent_id                           = 0,  
i_parent_start                      = 1,   
j_parent_start                      = 1,     
parent_grid_ratio                   = 1,   
parent_time_step_ratio              = 1,   
feedback                            = 1,
smooth_option                       = 0,
/

&physics
mp_physics                          = 10,!3,
mp_zero_out                         = 2,!0,
mp_zero_out_thresh                  = 1.0e-8,
ra_lw_physics                       = 4,
ra_sw_physics                       = 4,
radt                                = 20,
co2tf                               = 1,  
sf_sfclay_physics                   = 7,
num_soil_layers                     = 2,
pxlsm_smois_init                    = 0,
pxlsm_modis_veg                     = 1,
sf_surface_physics                  = 7,
sf_urban_physics                    = 0,
bl_pbl_physics                      = 7,
bldt                                = 0,
cu_physics                          = 1,
kfeta_trigger                       = 2,
cudt                                = 0,
ishallow                            = 0,
shcu_physics                        = 0,
prec_acc_dt                         = 60,
isfflx                              = 1,
ifsnow                              = 0,
icloud                              = 1,
cu_rad_feedback                     = .true.,
surface_input_source                = 1,
num_land_cat                        = 20,
num_soil_cat                        = 16,
sst_update                          = 1,
!sst_skin                            = 1,
seaice_threshold                    = 100,
slope_rad                           = 1,
topo_shading                        = 1,
shadlen                             = 25000.,
do_radar_ref                        = 1,
grav_settling                       = 0,
/

&fdda
grid_fdda                           = 1,   
grid_sfdda                          = 0,
gfdda_inname                        = "wrffdda_d01",
sgfdda_inname                       = "wrfsfdda_d01",
pxlsm_soil_nudge                    = 0,
sgfdda_end_h                        = 1000000,
sgfdda_interval_m                   = 180,
GFDDA_END_H                         = 2160,
gfdda_interval_m                    = 180,  
fgdt                                = 0,   
if_no_pbl_nudging_uv                = 1,   
if_no_pbl_nudging_t                 = 1,     
if_no_pbl_nudging_q                 = 1,     
if_zfac_uv                          = 0,     
  k_zfac_uv                          = 10,   
if_zfac_t                           = 0,   
  k_zfac_t                           = 10,   
if_zfac_q                           = 0,     
  k_zfac_q                           = 10,   
guv                                 = 0.0001, !0.0003,     
gt                                  = 0.0001, !0.0003,   
gq                                  = 0.00001,!0.0001, !0.0003,
guv_sfc                             = 0.0000,
gt_sfc                              = 0.0000,
gq_sfc                              = 0.0000,
if_ramping                          = 1,
dtramp_min                          = 60.0,
io_form_gfdda                       = 2,
rinblw                              = 250.0
/

&dynamics
hybrid_opt                          = 0,
w_damping                           = 0,
diff_opt                            = 1,
km_opt                              = 4,
diff_6th_opt                        = 2,!0,
diff_6th_factor                     = 0.12,
damp_opt                            = 3,!0,
base_temp                           = 290.
zdamp                               = 5000.,
dampcoef                            = 0.05,!0.01,  
khdif                               = 0,!3000,     
kvdif                               = 0,   
non_hydrostatic                     = .true.,
moist_adv_opt                       = 2,!1,
tke_adv_opt                         = 2,!1,
scalar_adv_opt                      = 2,!1,
use_theta_m                         = 1,
/

&bdy_control
spec_bdy_width                      = 5,
spec_zone                           = 1,
relax_zone                          = 4,
specified                           = .true.,
spec_exp                            = 0.0,
nested                              = .false.,
/

&grib2
/

&namelist_quilt
nio_tasks_per_group = 0,
nio_groups = 1,
/

931404656

估计都没spin up好吧

Fortuna

931404656 发表于 2025-5-20 08:15
估计都没spin up好吧

模拟2weeks的case一般需要多久的spinup？气象部分我是用跑了10days的wrfrst文件来restart的，化学部分倒是冷启动。昨晚按官方guidance运行了一下benchmark case，发现也有偏差。

931404656

估计得半个月吧，另外你第1张图空间分布不太对？

Fortuna

931404656 发表于 2025-5-20 10:04
估计得半个月吧，另外你第1张图空间分布不太对？

谢谢。这两张图其实是一样的，区别是我把图2的colorbar改的合理了一些，图1是想表明在红色区域出现了偏差，图2是想表明偏差高值区。运行时间再拉长会发现高值区和云量高的区域比较吻合，像是洋面上的气旋。

931404656

你在把cctm那个脚本贴出来看看

931404656

另外偏差是有无开启aerosol radiation interaction的风速对比吗

Fortuna

931404656 发表于 2025-5-20 10:18
另外偏差是有无开启aerosol radiation interaction的风速对比吗

谢谢，偏差是在开启aerosol radiation interaction后的两次模拟之间产生的，我先按照你的建议对化学场做一下spinup看看有没有改善。cctm runscript我上传在1楼了。

才仔

您好，这个问题我之前运行wrf-chem的时候遇到过，但是把编译器从GNU(gfortran)换成intel(ifort)就解决了。
我刚刚尝试运行了24小时的wrf-cmaq（使用intel编译器），没有出现你说的两次运行有误差的问题。
不知道您编译wrf-cmaq的时候用的是gfortran还是ifort？

Fortuna

才仔 发表于 2025-5-24 21:46
您好，这个问题我之前运行wrf-chem的时候遇到过，但是把编译器从GNU(gfortran)换成intel(ifort)就解决了。
...

您好，请问您是用多少核来运行的耦合模型？runscript中有添加额外关于运行稳定性的设置吗？我使用的是PGI编译器，选择dmpar。我把编译器换成INTEL试试看。CMAS论坛上有人提到这个问题可能与核之间的通讯顺序有关。
我做了10day的spinup，问题没有改善，所以spinup应该不是问题的关键。