«Применение ит в моделировании атмосферных процессов» (стр. 7 из 8)

mpres@mpDataSetName = "Earth..2"

mpres@mpDataBaseVersion = "MediumRes"

mpres@mpOutlineBoundarySets = "National"

mpres@mpGeophysicalLineColor = "Black"

mpres@mpGeophysicalLineThicknessF = 2

mpres@mpNationalLineColor = "Black"

mpres@mpNationalLineThicknessF = 1

plot = wrf_map(wks,a,mpres)

wrf_map_overlay(wks,plot,/cont_cape,cont_psl,vect/,pltres)

end do

end

Результат работы NCL изображён на рисунке 3.1.

На диаграмму нанесены изобары давления на уровне моря (гПа), векторы скорости ветра на высоте 10 м, величина энергии неустойчивости (Дж/кг)

Рисунок 3.1 — Визуализация результатов моделирования с помощью NCL

Заключение

В данном реферате рассмотрены основные компоненты программной системы атмосферного моделирования WRF, их структура и функции, а также пример использования системы WRF для моделирования реальных атмосферных процессов.

Также рассмотрены вспомогательные средства подготовки входных данных и визуализации результатов моделирования.

На основании изложенного можно сделать вывод, что современные системы атмосферного моделирования представляют собой досконально проработанное программное обеспечение, доступное для свободного использования в любых исследованиях, связанных с анализом процессов, протекающих в атмосфере.

Существующие архивы данных предоставляют возможность свободного доступа к характеристикам всей поверхности Земли с поразительно высоким разрешением (порядка сотен метров), данным метеонаблюдений и результатам вычислений ведущих моделей атмосферы через глобальную сеть Internet.

Единственным ограничением на проведение серьёзных исследований являются чрезвычайно высокие требования к вычислительным ресурсам. В мировой практике задачи атмосферного моделирования представляют собой одно из главных применений ведущих суперкомпьютерных систем, однако даже их мощности недостаточно для решения многих поставленных задач.

Одним из наиболее перспективных направлений дальнейшего развития является создание сетей распределённых вычислений, таких как проекты на платформе BOINC [18] (например climateprediction.net) и GRID-вычисления.

Список источников к реферату

[1] Kalnay, E. Atmospheric Modeling, Data Assimilation and Predictability / E. Kalnay. - Cambridge: Cambridge University Press, 2003.

[2] Jacobson, M.Z. Fundamentals of Atmospheric Modeling / M.Z. Jacobson. – New York: Cambridge University Press, 2005.

[3] Meteorology [Electronic resource] / Wikipedia, the free encyclopedia. – Mode of access: http://en.wikipedia.org/wiki/Meteorology. – Date of access: 13.12.2009.

[4] Numerical weather prediction [Electronic resource] / Wikipedia, the free encyclopedia. – Mode of access: http://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_weather_prediction. – Date of access: 13.12.2009.

[5] A Description of the Advanced Research WRF Version 3 [Electronic resource] / W.C. Skamarock, J.B. Klemp, J. Dudhia, D.O. Gill, D.M. Barker, M.G. Duda, X. Huang, W. Wang, J.G. Powers // NCAR Technical Note. – 2008. – NCAR/TN–475+STR. – Mode of access: http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/arw_v3.pdf.

[6] NCAR Mesoscale and Microscale Meteorology (MMM) Division [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.mmm.ucar.edu/. – Date of access: 30.11.2009.

[7] NOAA National Centers for Environmental Prediction (NCEP) [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.ncep.noaa.gov/. – Date of access: 30.11.2009.

[8] NOAA Earth System Research Laboratory (ESRL) [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.esrl.noaa.gov/. – Date of access: 30.11.2009.

[9] ARW Version 3 Modeling System User’s Guide [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_v3/. – Date of access: 18.03.2009.

[10] Unidata, a UCAR project [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.unidata.ucar.edu/. – Date of access: 13.12.2009.

[11] User's Guide for the NMM Core of the Weather Research and Forecast (WRF) Modeling System Version 3 [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.dtcenter.org/wrfnmm/users/docs/user_guide/V3/index.htm – Date of access: 30.11.2009.

[12] WRF Portal project Web-site [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.wrfportal.org/ – Date of access: 30.11.2009.

[13] WRF Download Web-page [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/get_source.html – Date of access: 30.11.2009.

[14] NCAR Command Language (NCL) Libraries [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.ncl.ucar.edu/ – Date of access: 30.11.2009.

[15] NCAR VAPOR project Web-site [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.vapor.ucar.edu/ – Date of access: 30.11.2009.

[16] NOAA National Operational Model Archive & Distribution System (NOMADS) Model Data Access Page [Electronic resource]. – Mode of access: http://nomads.ncdc.noaa.gov/data.php – Date of access: 30.11.2009.

[17] NCAR DSS Archive [Electronic resource] / NCAR. – Mode of access: http://www.dss.ucar.edu/ - Date of access: 3.12.2009.

[18] BOINC [Electronic resource]. – Mode of access: http://boinc.berkeley.edu/ - Date of access: 3.12.2009.

Предметный указатель к реферату

ESRL............................................. 10, 15, 32

FORTRAN.......................................... 13, 15

GFS................................................. 8, 23, 25

GRIB..... 3, 12, 13, 16, 20, 22, 23, 24, 26, 27

MM5...................................... 3, 9, 18, 23, 24

MPI (Message Passing Interface).............. 13

namelist.input.................... 15, 18, 19, 20, 27

namelist.wps...................... 21, 23, 24, 26, 27

NCAR........... 3, 9, 10, 14, 23, 24, 25, 28, 32

NCEP...................... 3, 10, 14, 23, 24, 25, 32

NCL......................... 3, 22, 24, 25, 28, 30, 32

NetCDF................... 3, 12, 13, 22, 24, 27, 28

NOAA..................................... 10, 15, 25, 32

RIP................................ 3, 22, 24, 28, 29, 31

UCAR..................................... 10, 12, 24, 32

VAPOR........................................... 3, 25, 32

Vtable........................................................ 23

WRF 3, 5, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 31, 32

WRF Domain Wizard.......................... 15, 21

WRF Portal.................................... 15, 21, 32

атмосфера. 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 14, 17, 31

атмосферные процессы 4, 5, 8, 9, 17, 18, 25, 31

Бьёркнес, Вильгельм......................... 5, 6, 7

визуализация 11, 12, 21, 22, 23, 24, 25, 28, 30, 31

вложенные области счёта........... 17, 18, 19

ВМО (Всемирная метеорологическая организация) 12, 23

входные данные 11, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 25, 31

геоданные......................... 20, 21, 22, 25, 26

граничные условия 5, 13, 16, 19, 24, 27, 28

информационные технологии (ИТ).... 1, 4

климат......................................... 4, 8, 10, 14

компоненты системы WRF

ARW 3, 14, 15, 16, 17, 19, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 32

geogrid........ 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27

metgrid.................... 20, 23, 24, 26, 27, 28

NMM...... 3, 14, 15, 16, 17, 19, 22, 24, 32

OBSGRID............................................ 11

ungrib............................ 20, 22, 23, 26, 27

WPS 3, 11, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 26, 27

wrf (программа-вычислитель)..... 19, 28

WRF I/O API............................ 11, 12, 22

WRF-Chem........................................... 11

WRF-Var......................................... 10, 13

моделирование атмосферы... 5, 8, 9, 16, 31

наблюдения метеорологические 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13, 31

начальные условия 5, 6, 13, 15, 16, 19, 27, 28

область счёта (моделирования) 8, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 26

параметризации физических процессов 8, 10, 14

проекции картографические...... 17, 21, 26

расчётная сетка 7, 16, 17, 20, 21, 22, 23, 24, 26

Ричардсон, Льюис Фрай....................... 6, 7

система уравнений движения 5, 6, 7, 14, 15, 28

фон Нейман, Джон.................................... 7

химия атмосферы...................................... 8

численный прогноз погоды. 4, 7, 9, 10, 14

энергия неустойчивости (CAPE) 28, 29, 30

Интернет ресурсы в предметной области

http://www2.ucar.edu/ - сайт UCAR – межуниверситетского объединения по атмосферным исследованиям США — представляет собой один из крупнейших посвящённых атмосфере Интернет-порталов. Сайт содержит прямые ссылки на сайты различных подразделений UCAR, таких как NCAR, Unidata и т. п., сведения о проводимых объединением научных исследованиях, связях с другими организациями, публикации подразделений UCAR и многое другое.

http://www.noaa.gov/ - сайт NOAA – Национальной администрации по океану и атмосфере США, крупнейшего ведомства в области атмосферных и океанографических исследований и связанных с ними прикладных вопросов. Сайт содержит множество ценной информации, а также ссылки на сайты организаций, находящихся в ведении NOAA: NCEP, National Weather Service (NWS) и др. Официальные метеопрогнозы NWS / NCEP / NOAA приводятся на различных сайтах. Информация непосредственно об исследованиях и разработках NOAA расположена по адресу http://www.research.noaa.gov/

http://metoffice.gov.uk/ - сайт Met Office — Метеослужбы Великобритании, основанной ещё в 1854 году. Сайт представляет собой универсальный и чрезвычайно содержательный ресурс, на котором представлено множество официальной информации, метеорологические прогнозы Met Office, сведения о научных исследованиях в области атмосферного моделирования, предсказания погоды, изменений климата. Кроме того, сайт содержит сведения образовательного и научно-популярного характера, а также связанную с погодой и климатом информацию для различных отраслей экономики. Сайт прекрасно структурирован, что облегчает навигацию в огромном количестве информации.

http://wrf-model.org/ - официальный сайт системы атмосферного моделирования WRF содержит различные сведения, относящиеся к непрерывному процессу разработки и совершенствования системы WRF, включая научные публикации, сведения о ходе разработки и будущих версиях WRF, прогноз WRF в реальном времени для территории США, а также ссылку на форум пользователей WRF.

http://ametsoc.org/ - сайт Американского метеорологического сообщества (AMS) содержит информацию различного характера, включая сведения о публикациях AMS, образовательные ресурсы, новости, форумы и многое другое.

http://ams.allenpress.com/ - сайт AMS Journals Online, представляющий доступ к научным журналам AMS, среди которых — Journal of Atmospheric Sciences и другие наиболее весомые журналы в области атмосферных исследований, метеорологии и климатологии. Предоставляется возможность свободного поиска в текстах всех публикаций, включая и принятые к рассмотрению, но ешё не опубликованные статьи. Публикации в выпусках всех журналов AMS старше 5 лет доступны для свободного скачивания, а с января 2010 года будет предоставляться свободный доступ и к публикациям старше 2 лет. Сайт содержит очень удобную форму поиска по всей базе публикаций.

http://ads.harvard.edu/ - сайт SAO/NASA Astrophysics Data System (ADS), информационного портала, представляющего собой электронную библиотеку для исследователей в различных областях астрономии и физики. Портал организован Смитсонианской Астрофизической Обсерваторией (SAO) при поддержке NASA. Система ADS включает в себя три библиографические базы данных, в совокупности содержащие более 8 миллионов элементов: по астрономии и астрофизике, физике, и препринтам arXiv. Поиск по библиографическим базам осуществляется с помощью чрезвычайно удобной, настраиваемой формы запроса, в полнотекстовом режиме.

http://arxiv.org/ - сайт arXiv представляет собой наиболее полный архив препринтов в различных областях физики, математики, информатики, вычислительной биологии, экономии и статистики. В настоящее время сайт содержит более 500 тысяч препринтов.

http://scholar.google.com/ - поисковая система Google Scholar компании Google представляет собой специализированный поисковик для поиска научной информации, включая различные публикации. Использование Google Scholar позволяет значительно конкретизировать поиск по сравнения с обычными поисковыми машинами.