SISTEMA DE PREPROCESSAMENTO :

DESCRIÇÃO DAS FUNÇÕES GERAIS

Semana Acadêmica Met/UFPel – 2010

Y. Yamasaki

PROPÓSITO

Objetivos

1) Compreender o propósito do WPS

2) Aprender o que cada faz cada componente do WPS

- Detalhes sobre como processar o WPS será apresentado na segunda parte da apresentação

- Uso Avançado do WPS será eventualmente coberto na terceira parte da apresentação

PROPÓSITO DO WPS

Preparar dados de entrada para o WRF para simulações com dados reais

1. Define os domínios da simulação e os domínios aninhados

2. Computo das latitude, longitude, fatores de escala dos mapas, parâmetros de Coriolis em cada ponto de grade

3. Interpolar dados terrestres invariantes em tempo para as grades das simulações (p.ex., alturas topográficas, tipos de solo, vegetação)

4. Interpolar campos de dados meteorológicos que variam em tempo a partir de dados de outros modelos para os domínios da simulação

Diagrama de Bloco - Sistema WRF

Diagrama de Bloco do WPS

Programa Geogrid

Programa Geogrid

# Geogrid define - para os domínios do modelo WRF:

− Projeção do Map (todos domínios devem usar a mesma) − Área de cobertura dos domínios − Dimensões dos domínios

# Geogrid provê os valores estáticos dos campos (invariante em tempo) em cada ponto de grade

# Computa a latitude, longitude, fator de escala de mapa e parametro de Coriolis – em cada ponto de grade do modelo

# Interpola horizontalmente os dados estáticos terrestres ( por ex. Topografia, categoria do uso do solo, tipo de solo, fração de cobertura vegetal, albedo médio mensal da superfície)

Geogrid : Definindo domínios do modelo

# Por que escolhemos em primeiro lugar, o tipo de projeção de mapa a ser usado ? A terra real é aproximadamente um elipsóide Mas os domínios computacionais do WRF são definidos

por retângulos em um plano

NMM usa o sistema de projeção rotacionado da latitude-longitude

ARW pode usar uma das seguintes projeções : 1. Lambert conformal 2. Mercator 3. Polar stereographic 4. Latitude-longitude (para o domínio global – deve ser escolhido

este !)

Projeções ARW

Geogrid: Defining Model Domains

# Define projeções dos domínios usando um sub-conjunto dos seguintes parâmetros :

− MAP_PROJ: ‘lambert’, ‘mercator’, ‘polar’, ‘lat-lon’, ou‘rotated_ll’−* TRUELAT1: Primeira latitude verdadeira−* TRUELAT2: Segunda latitude verdadeira (apenas para Lambert conformal)− * POLE_LAT, POLE_LON: Localização da grade computacional - Polo Norte no WRF (somente para ‘lat-lon’)− *STAND_LON: Meridiano paralelo ao eixo y

# Todos parametros apresentados no arquivo - namelist.wps

Nota : (*) (apenas no ARW)

Geogrid: Definindo Domínios do Modelo

# Define a área de cobertura (dimensões e localização) do domínio com maior resolução usando o seguinte:

− REF_LAT, REF_LON: A (lat,lon) de um local conhecido no domínio ( por default, o ponto central do domínio)

− DX, DY: distância entre pontos de grade com fator de mapa 1 ( map factor = 1) : para Lambert, Mercator, e estereográfica polar: em

metros para (rotacionado) latitude-longitude: graus

− E_WE: número de pontos de velocidade na direção oeste-leste (para o ARW) ; e numero de pontos de massa em linhas ímpares para o NMM

− E_SN: Numero de pontos de velocidade na direção sul-norte para o ARW; numero de linhas para o NMM

Geogrid: Definindo Domínios ARW

Geogrid: Aninhamentos

Domínio Aninhado : domínio que está totalmente contido dentro do domínio Mãe ou Pai, e que recebe informações deles, e que pode tambem alimentá-los com informações próprias para eles

− Um domínios aninhado tem exatamente um domínio Mãe (ou Pai)

− Um domínio pode ter um ou mais domínios filhos - No mesmo nível de aninhamento (2-way nests)

não pode haver superposição de áreas de cobertura!

Geogrid : Exemplos de Aninhamentos

Geogrid: Definindo Domínios ARWDefine as dimensões e localização dos domínios aninhados usando:

− PARENT_ID: Qual domínio é o domínio Mãe/(Pai)

− PARENT_GRID_RATIO: Qual é a razão entre os espaçamentos de grade do domínio Mãe (Pai) e o espaçamento de grade do domínio aninhado?

− I_PARENT_START: coordenada-I, no domínio Mãe(Pai) deste domínio aninhado – canto inferior esquerdo

− J_PARENT_START: coordenada-j, no domínio Mãe(Pai) deste domínio aninhado – canto inferior esquerdo

− E_WE: # pontos de velocidade na direção oeste leste

− E_SN: # pontos de velocidade na direção sul-norte

Geogrid: Interpolando Campos Estáticos

Definidos todas grades computacionais, o geogrid interpola os campos terrestres invariáveis no tempo

# Alturas Topográficas# Categorias do uso do solo# Tipos de solo (camadas de topo e inferior)# Temperatura média annual do solo# Fração de cobertura mensal -vegetal# Albedo mensal da superfície

Por que tantos métodos de interpolação ?Diferentes interpoladores funcionam melhora para diferentes campos e diferentes resoluções relativos de grade

# Alguns preservam definidades positivas

# Alguns produzem campos mais suaves

# Alguns são mais adequados para campos discretos ou categóricos

# Alguns são bons quando vai de grades com maior resolução para de menor resolução

Tendo uma escolha - como interpolar campos é muito bom!

(# Detalhes específicos de como usá-los –NCAR- WPS/3)

Geogrid :Flexibilidade

# suficientemente flexível para ingestão e interpolação de novos campos estáticos- tanto contínuos quanto categóricos

# Novos conjuntos- devem ter formatos binário simples

# O usuários deve adicionar uma entrada no arquivo GEOGRID.TBL

Metgrid : Flexibilidade

Metgrid é capaz de interpolar conjunto de dados, tanto isobaricamente como na coordenada vertical nativa

Usuário pode especificar metodos de interpolação e opções relacionados com o arquivo METGRID.TBL

-METGRID.TBL tem formato similar ao GEOGRID.TBL

Metgrid: Saída do Programa

- Para o domínio com menor resolução espacial (coarse), um arqauivo por período de tempo

− No ARW - o primeiro período de tempo para todas grades aninhadas

Os arquivos - campos estáticos do geogrid mais os campos meteorológicos interpolados

# Nome dos arquivos:ARW: met_em.d0n.YYYY-MM-DD_HH:mm:ss.nc(onde n é o domínio ID #)NMM: met_nmm.d01.YYYY-MM-DD_HH:mm:ss.nc

Quase - Finalmente …..

FIM DO WPS

PROCESSAMENTO DO WRF