Következő: Az inicializáció Fel: Címlap Előző: A numerikus meteorológiai modellekről Tartalomjegyzék
A szakmai jellemzőkön kívül a modellek technikai részletei is fontos jelentőségűek. Munkám során a modelleket a HAWER-rel futtattam, ezért a következőkben bemutatom e rendszer működését is. Ismertetem az alkalmazott fájlformátumokat, illetve a vertikális és horizontális rácsot, valamint ezeknek a modellek futtatása során történő változásait. A legfontosabb technikai jellemzőket a 3. táblázatban foglaltam össze.
| CHAPEAU | WRF | |
|---|---|---|
| bemenő adatok forrása | OMSz (intézmény) | FNL (adatbázis) |
| IFS (modell) | GFS (modell) | |
| globális modell fájlformátuma | FA | GRIB |
| LAM fájlformátuma | FA | NetCDF |
| globális modell Δx (km) | 16 | 110 |
| LAM Δx (km) | 7 | 7,5 |
| megjelenítő szoftver | R (Rfa) | GrADS |
| vertikális szintek utófeldolgozás után | modellszintek | |
| nyomási | ||
| felszín- | tengerszint- | |
| feletti magassági | ||
| időlépcső (s) | 300 (szemi-lagrange-i) | 40 (euler-i) |
A CHAPEAU és a WRF korlátos tartományú modellek (LAM9-ok), melyek globális modellekből kapott bemenő adatok alapján végzik el az integrálást. A 3. táblázatban látható, hogy a két modell bemenő adatainak különböző a forrása és a fájlformátuma is.
A WRF bemenő adatait az FNL10 adatbázis szolgáltatta GRIB11, míg a CHAPEAU-hoz az OMSz bocsátotta rendelkezésemre FA12 formátumban.
A CHAPEAU bemenő adatai az ECMWF13 globális modelljéből, az IFS-ből származnak. Megjegyzem, hogy az IFS-t a francia meteorológiai szolgálat - Météo-France - ARPEGE14-nek, a hazai köznyelv pedig ECMWF modellnek nevezi. A CHAPEAU által használt FA egy speciális, ARPEGE/ALADIN bináris fájlformátum. Egy fájlban egy időlépcső adatai szerepelnek, valamint egy fájlon belül a paraméterek (pl. hőmérséklet) vertikális szintenként külön változóban vannak eltárolva. Ezek miatt a FA fájlok kezelése körülményes. Megjelenítésükre az R szoftver alkalmas, korlátozott lehetőségeket adva: vertikális metszetek, meteogramok előállítása nem lehetséges.
A WRF bemenő adatainak forrása az FNL, a GFS15 globális modellel készített adatbázis. Ezek a modellfutások késleltetve készülnek, így az adatasszimiláció (lásd 4. fejezet) során több mérési adattal számolnak, mint egy operatív futás során kapott előrejelzés. A WRF NetCDF16 formátumú fájlokat állít elő, melyek a változók tárolásának tekintetében nagyban hasonlítanak a FA fájlokhoz.
Közös fájlformátumnak a GRIB-et választottuk, ami könnyebben kezelhető, mivel egy fájl több időlépcső adatait tartalmazhatja, valamint egy adott paraméter minden vertikális szinten lévő értéke egy változóban van. Széles körű elterjedtsége miatt számos szoftver alkalmas megjelenítésükre, számtalan lehetőséget kínálva.
A modellek futtatásához a bemenő adatokat interpolálni kell a LAM rácsára, illetve - ha szükséges - a modell által használható formátumba kell konvertálni. Ezt a feladatot a WRF esetében a WPS17 végzi el: horizontális interpoláció a 7500 m-es felbontású rácsra, vertikális interpoláció a WRF modellszintjeire, valamint a GRIB fájlok NetCDF-be konvertálása (). A CHAPEAU bemenő adatait az OMSz-ban állítják elő: az IFS adataiból kivágatot készítenek egy adott tartományra - munkám során a Kárpát-medencére, 7000 m-es felbontással. Mivel az ELTE-n nem áll módunkban megváltoztatni sem a tartományt, sem a rácsfelbontást, ezért a HAWER erre a rácsra interpolálja a WRF adatait is. Ez a közös modelltartomány a 3. ábrán látható.
|
A modellek futásuk során felszínkövető-hibrid koordinátarendszerben számolnak (1. táblázat, WRF: [21], CHAPEAU: [22]). Fontos megjegyezni, hogy habár a két modell ugyanolyan koordinátarendszert használ, a szintek száma és felszín feletti magassága nem feltétlenül egyezik meg. Az úgynevezett utófeldolgozó rendszer feladata többek között a modelladatok tetszőleges - a HAWER esetében nyomási - vertikális koordinátarendszerbe interpolálni az adatokat. A CHAPEAU-nál ezt a modellbe épített FullPos [23] nevű program hajtja végre. Ebben az esetben csak a modell futtatása előtt van lehetőség megválasztani ezeket a szinteket. A WRF legfrissebb utófeldolgozó rendszere, az UPP18 egy különálló szoftver, tehát a modellfutás után lehet módosítani a vertikális rácsot. Az UPP unipost nevű komponense a vertikális interpoláció mellett a NetCDF fájlokból GRIB-et készít. A CHAPEAU FA fájlait az ALADIN fejlesztői által írt gribeuse konvertálja GRIB-be.
Ahhoz, hogy a modellek adatait kvantitatívan és egyszerűen össze lehessen hasonlítani, az azonos fájlformátum és az azonos vertikális szintek mellett egységes horizontális rács használata is szükséges. Erre a rácsra az UPP copygb nevű komponense interpolálja mindkét modell adatait.
Félkövér betűkkel és szürke háttérrel jelöltem az általunk elvégzett módosításokat, bővítéseket. A rendszer működése röviden: elsőként a tartomány-információk kinyerése érdekében egy rövid - egy időlépcsős - CHAPEAU integrálást hajtunk végre (ez a lépés kihagyható, ha ismertek a modellrács adatai). Ezen információk alapján történik a WRF futása. Ezután a CHAPEAU-t a WRF-el megegyező vertikális szintekkel futtatjuk. Így végül összevethető fájlokat kapunk. Megjegyzés: Ezt a folyamatot egy bash script vezéli, amit a felhasználó egy egyszerű parancs kiadásával elindíthat.
