【WRF后处理】基于NCL处理wrf运行结果wrfout

【WRF后处理】基于NCL处理wrf运行结果wrfout_d01

NCL概述
- wrf-python和NCL总结
WRF后处理
- 数据信息查看
- 诊断变量的获取
- 插值
参考

NCL概述

NCAR Command Language（NCL）是由美国大气研究中心（NCAR）推出的一款用于科学数据计算和可视化的免费软件。
它有着非常强大的文件输入和输出功能，可读写netCDF-3、netCDF-4 classic、HDF4、binary、ASCII数据，支持对HDF-EOS2、HDF-EOS5、GRIB1、GRIB2和OGR数据（Shapefile, MapInfo, GMT, TIGER）的读入操作，基本实现了无缝对接各类气象数据和模式数据。

服务器上安装NCL的详细过程参见另一博客-【WRF工具】服务器上使用conda安装NCL。

wrf-python和NCL总结

wrf-python和NCL都有对应的wrf变量提取、插值、诊断量计算的函数，其中常用函数总结如下表：

NCL	WRF-python	Value
wrf_user_get_var	wrf.getvar	Extract and computes varaiables
wrf_user_interp_level	wrf.interplevel	Interpolate a 3D field at the given vertical level(s)
wrf_user_vert_cross	wrf.vertcross	Interpolates a 3D field through a user-specified horizontal line
wrf_user_interp_line	wrf.interpline	Interpolates a 2D field to a user-specified line
wrf_user_ll_to_xy	wrf.ll_to_xy	Lat/Lon <-> XY Routines

WRF后处理

数据信息查看

基于NCL语言，查看数据信息。

1、编写 NCL 脚本
将以下 NCL 代码片段保存到一个 .ncl 文件中，例如 view_wrf_output.ncl：

a=addfile("wrfout_d01_2020-07-06_00:00:00","r")
print(a)
printVarSummary(a)

2、运行 NCL 脚本
打开终端，进入保存 NCL 脚本的目录，然后运行以下命令来执行脚本：

#激活环境
source activate ncl_stable   
ncl view_wrf_output.ncl
conda deactivate

显示以下结果：

Number of Attributes:129TITLE       :        OUTPUT FROM WRF V4.1.3 MODELSTART_DATE  :       2020-07-06_00:00:00SIMULATION_START_DATE       :       2020-07-06_00:00:00
...

诊断变量的获取

NCL代码如下：

DATADir ="/home/XXX/Build_WRF/WRF-4.3/run/out/"
FILES = systemfunc (" ls -1 " + DATADir + "wrfout* ")
numFILES = dimsizes(FILES)
print("numFILES = " + numFILES)
print(FILES)a = addfiles(FILES+".nc","r")
slp = wrf_user_getvar(a,"slp",-1)

插值

1、水平面插值
将有的3D数据，插值至对应气压面上,如根据3D的位势高度变量，插值到500hPa等压面。
NCL代码如下：

ht     = wrf_user_getvar(a, "z",time)          ; height
p      = wrf_user_getvar(a, "pressure",time)   ; pressure
ht_500 = wrf_user_interp_level(ht,p,500,False)

2、垂直剖面插值
主要是将等eta层的数据插到对应位势高度上，此时得到3D数据对应Z轴为位势高度。
主要用于绘制垂直剖面图使用。

z    = wrf_user_getvar(a, "z",time)          ; grid point height
qv   = wrf_user_getvar(a, "QVAPOR",time)     ; 
latlon = (/-118,38,-115,40/)
opt            = True
opt@latlon     = True
opt@linecoords = True    ; returns lat/lon coordinates on line as attributes "lats","lons"
opt@file_handle = a
qv_latlon  = wrf_user_vert_cross(qv,z,latlon,opt)