ARW 是 WRF 系统的一套配置,具有 ARW 动力求解器和其他兼容组件,可以进行模拟。因此,它是 WRF 系统的子集,除了特定的求解器之外,还包括物理方案,数值/动力学选项,初始化例程和数据同化包(WRFDA)。
ARW 由灵活的,模块化的,可移植的代码组成,在从笔记本电脑至大规模并行超算的计算环境中都是有效的,并且可以为各种应用轻松配置。它为物理化方案和数值配置提供了大量的选项菜单,反映了社区贡献的历史,使其成为功能强大的数值天气预报 (NWP) 工具。
WRFDA 提供了多种数据同化方法,可以同化各种各样的观察类型。此外,对于除基础天气预报以外的地球系统预测需求,ARW 支持许多量身定制的功能,包括 WRF-Chem(大气化学),WRF-Hydro(水文模式)和 WRF-Fire(荒地火灾模式)。
ARW 作为一个社区模式而被支持,促进系统开发以及被广泛用于研究,运营和教育。它支持从大涡到全球范围的大气模拟。ARW 的应用包括实时数值天气预报 (NWP),天气事件和大气过程研究,数据同化开发,物理参数化开发,区域气候模拟,空气质量建模,大气-海洋耦合以及理想化大气研究。
图 1.1 描述了 ARW 系统的主要组成部分。WRF 软件框架(WSF)是包含动力学求解器,物理程序包,用于初始化的实用程序,WRFDA 和集成功能(例如 WRF-Chem,WRF-Hydro,WRF-Fire 等)的基础结构。 WSF 还包含 NMM-E 动态求解器,NCEP 在 HWRF 模式中有所使用。NCAR 的中尺度和小尺度气象实验室为 ARW 提供支持,并维护 WRF 版本库以及发布。
本技术说明重点介绍 ARW 第 4 版中的科学和计算方法,包括其动力求解器,物理方案,初始化功能,边界条件和网格嵌套技术。尽管 WSF 提供了软件基础结构,但本技术说明中未对此基础结构进行说明。此外,尽管 WRF-Chem,WRF-Hydro,WRF-Fire 和其他定制系统使用了 ARW 求解器,但本技术说明也未涵盖它们。有关实际运行 ARW 系统的更多信息,请查阅涵盖了模式操作的《ARWV4 模式系统用户指南》
(http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/user_guide_V4/WRFUsersGuide.pdf (opens new window))。
以下部分重点介绍了 ARW 第 4 版的主要功能,该版本于 2018 年 5 月首次发布。