[发明专利]适合小型实验室的气象要素数据获取系统

权利要求书

1.一种适合小型实验室的气象要素数据获取系统，其特征在于，由系统数据、至少一台高性能计算平台、数据预处理系统、数值天气预报模块、数据后处理系统和数据库系统组成；其中，安装有Linux操作系统和MPICH并行环境的高性能计算机平台为本系统高性能计算平台硬件部分；数据预处理系统包括wrfdomain小工具、WPS前处理模块，数值天气预报模块包括WRF程序下namelist.wrf程序配置文件、real.exe垂直插值程序和wrf.exe求解程序；数据后处理系统包括格点到站点插值模块、评估模块和可视化模块；数据预处理系统所能处理的系统数据，包括传统定时气象观测数据的气温、风速、气压、全球/区域大气再分析数据、全球/区域静态数据的地形数据、土地利用数据、土壤数据、地表反照率和植被叶面指数。

2.根据权利要求1所述的一种适合小型实验室的气象要素数据获取系统，其特征在于，WPS前处理模块包括namelist.wps程序配置文件、geogrid.exe地形相关静态数据插值程序、link_grib.csh连接驱动数据脚本、Vtable.GFS驱动数据编码文件、ungrib.exe驱动数据解压程序和metgrid.exe水平插值程序。

3.根据权利要求1所述的一种适合小型实验室的气象要素数据获取系统的使用方法，其特征在于，步骤如下：

Q1：在开始运行前，用户明确自己要获得所需气象数据的区域及分辨率，一般所需数据水平分辨率在25km以上，用户可以直接确定区域，保证东西和南北两个方向的格点数在100个以上。若所需气象数据水平分辨率在25km以内，用户需要工具wrfdomain小工具，对模拟区域进行嵌套才能获得高分辨的合适的东西和南北两个方向的格点数；

Q2：在数据预处理阶段，在WPS工具包目录下，按照自己的需求修改东西和南北方向的格点数、分辨率和自己需要的数据起至日期，配置好目录内namelist.wps文件后，运行目录内的geogrid.exe程序，生成geo_em.d01.nc文件；

Q3：用户将全球/区域静态数据通过目录内link_grib.csh脚本软链接到当前目录，随后从WPS的子目录ungrib/Variable_Tables/中复制Vtable.GFS到当前目录，并重命名为Vtable；

Q4：根据用户实际需求，用ungrib.exe程序解压当代气候再分析数据或未来气候预估数据(CMIP5)的定时数据的grib文件为wps内置格式；

Q5：运行metgrid.exe程序，生成met_em.d01.yyyy-mm-dd_hh:00:00(y代表年，m代表月，d代表日，h代表小时)，完成驱动数据(当代再分析数据、天气预报数据或未来气候预估数据)在数据特定高度层上的水平插值工作；

Q6：将Q5步骤最终生成的文件拷贝至WRF程序中运行目录下，修改目录中的namelist.input文件的起止时间、水平分辨率、输出变量时间间隔；

Q7：在WRF运行目录下，运行目录中的real.exe进行垂直方向的插值，生成wrfbdy_d01和wrfinput_d01两个文件；

Q8：用户直接运行模式下运行wrf.exe，用并行的方式执行：mpirun–n20./wrf.exe)，当程序顺利运行完，获得用户在特定区域的气象数据；

Q9：当用户也需要具体某一个地点的数据，此时需要后处理模块，具体命令如下：cdo-s-output-remapbil,lon＝84_lat＝43-selname,T2wrfout_d01_yyyy-mm-dd_hh:00:00>51355.txt这样用户只需要将自己需要的经度(如84°)、纬度(如43°)和需要的变量(如T2，2m高度气温)输入之后便能得到具体坐标下指定气象变量的时间序列。此时数据可以直接使用或存入数据库中。

4.根据权利要求3所述的一种适合小型实验室的气象要素数据获取系统的使用方法，其特征在于，数据预处理系统中的数据，来源于下载美国NOAA的GFS全球预报数据中国气象局的全球大气再分析数据40年数据(CRA40)和对于未来区域气候的预估(由CMIP5中的GCM数据提供)。