WRF-LES与PALM微尺度气象大涡模拟

  针对微尺度气象的复杂性，大涡模拟（LES）提供了一种无可比拟的解决方案。微尺度气象学涉及对小范围内的大气过程进行精确模拟，这些过程往往与天气模式、地形影响和人为因素如城市布局紧密相关。在这种规模上，传统的气象模型往往难以捕捉到详细的湍流细节和微观气象变化。大涡模拟通过直接解析大尺度湍流涡旋，而将较小尺度的湍流效应通过亚格子模型来参数化，从而在保持计算可行性的同时，提供了对这些复杂动态的深入理解。

      我们将深入探讨PALM和WRF-LES这两种先进工具如何应用于微尺度气象研究。PALM特别适用于城市和复杂地形环境中的流场模拟，而WRF-LES则在捕捉大尺度驱动下的边界层演变中表现出色。通过实际案例和模拟练习，学员将学习如何配置和运行这些模型，理解它们在实际气象研究中的应用, 为未来在大气科学和相关领域的研究或实际应用提供强有力的支持。

专题一、课程背景

1、流体力学简介

2、计算流体力学简介

3、应用场景举例

专题二、计算机基础与编程入门

1、计算机基础与编程入门

2、计算机基本概念和操作系统讲解

3、Linux基础命令与操作

专题三、科学计算与数据处理基础

1、NumPy基础：数组操作与科学计算

2、Pandas基础：数据分析与处理

3、Matplotlib基础：数据可视化

4、xarray入门：

1)处理多维标记数组

2)读写NC格式文件

5、pyproj使用：坐标系转换

6、scipy应用：数据插值技术

专题四、地理信息处理与分析

1、QGIS基本界面和工具

2、数据导入与显示

3、裁剪、转投影和重分类操作

专题五、WRF模式基础

1、WRF模式介绍

2、WRF模式安装与配置

3、WRF模式运行流程

4、WRF输出数据分析与可视化

专题六、微尺度气象与大涡模拟讲解

1、微尺度气象学概述

2、大涡模拟（LES）原理

 

专题七、大涡模式的介绍

1、WRF-LES原理及介绍

2、PALM原理及模型框架

专题八、WRF-LES模拟

1、静态数据制备

2、NDOWN工具使用

3、WRF-LES参数化设定

4、WRF-LES模拟

专题九、PALM静态数据预备

在QGIS平台下

1、制备土地利用数据

2、制备高程数据

3、制备建筑物数据

4、制备道路数据

5、静态数据合成

专题十、PALM驱动数据预报

1、WRF中尺度1km模拟

2、驱动制备处理

专题十一、PALM模拟

1、PALM编译

2、PALM运行

3、城市环境模拟

4、考虑陆面过程运行

5、考虑云微物理过程运行

专题十二、PALM模拟大网格案例

1、SLURM基础：提交作业

2、WRF模拟：1km模拟

3、WRF-LES模拟：90m模拟

4、PALM模拟：10m模拟