【CMAQ 模型第一期】模型概述

目录

  • [CMAQ 模型概述](#CMAQ 模型概述)
  • [CMAQ Documentation](#CMAQ Documentation)
    • [CMAQ 版本说明(Release Notes)](#CMAQ 版本说明(Release Notes))
    • [CMAQ 用户手册(User's Guide)](#CMAQ 用户手册(User’s Guide))
    • [常见任务操作教程(Tutorials for Common Tasks)](#常见任务操作教程(Tutorials for Common Tasks))
  • [Access CMAQ Source Code](#Access CMAQ Source Code)
  • 参考

CMAQ(Community Multiscale Air Quality)模型 是一套用 Fortran 90 编写的高级空气质量模拟系统,旨在模拟并预测:

  • 臭氧(O₃)
  • PM(颗粒物,如 PM2.5、PM10)
  • 有毒化合物
  • 沉降(干沉降与湿沉降)

它适用于整个对流层(troposphere),广泛用于空气质量评估、政策支持和科学研究。

CMAQ 模型概述

EPA-CMAQ Models

CMAQ Documentation

CMAQ 文档分为以下几个主要类别,适用于不同层次的用户:

文档类型 说明
版本说明(Release Notes) 每个版本的更新记录和变更内容
用户手册(User's Guide) 安装、配置、运行 CMAQ 的完整说明
常见任务教程(Tutorials for Common Tasks) 分步骤操作指导,适合实战操作
开发者指南(Developer's Guide) 提交和集成新代码的流程与标准
科学文档(Science Document) 模型科学基础与算法说明
SIP 模型指导(EPA Regulatory Modeling Guidance) 向州政府提供的空气质量管理建模指南
如何引用 CMAQ 各个版本的 DOI 和文献格式
CMAQ 出版物 相关科学论文与同行评审资料

CMAQ 版本说明(Release Notes)

  • 每个版本发布时都会附带更新日志,列出新增功能、修复的错误和变更点。
  • CMAQv5.4 起 ,发布说明已转移至 CMAQ Wiki
  • 旧版本(如 v5.0 到 v5.3)说明仍包含在 GitHub 代码库的 DOCS 文件夹中。

CMAQ 用户手册(User's Guide)

该手册提供了全面系统的操作指南,涵盖内容包括:

  • CMAQ 科学架构概述
  • 系统要求与安装流程
  • 输入输出文件说明
  • 网格、化学机制、模拟区域设置
  • 并行计算配置(支持 MPI)
  • 与 WRF 模型的联动设置
  • 如何定制排放处理与使用分析工具

📌 可在线阅读:CMAQ User's Guide

常见任务操作教程(Tutorials for Common Tasks)

这些分步骤教程是新手用户学习 CMAQ 的极佳起点,内容包括:

1、安装与构建

  • 使用脚本自动安装运行 CMAQ 所需软件(v5.5 新增)
  • 使用 GNU 编译器或 Intel 编译器构建模型
  • 构建 WRF-CMAQ 耦合系统

2、运行测试案例

  • 运行 CRACMM 化学机制的测试案例(v5.5 新增)
  • 运行 CB6r5 化学机制测试案例(v5.5 更新)
  • 运行 CMAQ-DDM-3DCMAQ-ISAM 组件测试案例(v5.5 更新)

3、自定义功能开发

  • 修改化学机制
  • 添加化学惰性示踪物(inert tracers)
  • 创建海洋文件(Ocean File)
  • 使用 DESID 模块自定义排放输入
  • 从半球 CMAQ 输出中创建初始/边界条件文件

4、调试技巧

  • 安装运行过程中常见问题的调试方法

📚 查看全部教程:CMAQ Tutorials

Access CMAQ Source Code

Access CMAQ Source Code

模型运行要求

运行 CMAQ 模型需要:

  • Linux 多处理器计算机系统
  • 熟悉 Linux 脚本编写规范
  • 具备一定的 Fortran 编程基础
  • 了解 大气结构与物理/化学过程

CMAQ 源代码的获取方式

CMAQ 源代码目前托管在 GitHub 上的官方仓库,这为代码维护、版本管理和用户访问提供了极大便利。

命令行下载示例:

使用 git clone 命令从 GitHub 下载模型代码:

bash 复制代码
git clone -b [MODEL] https://github.com/USEPA/CMAQ.git [MODEL]
  • 若要下载最新主版本,将 [MODEL] 替换为 main
  • 若要下载特定版本,例如 CMAQv5.4,可替换为 5.4

可用版本:

  • CMAQ v4.7.1 到 v5.5 均可获取
  • 当前主发布版本为 CMAQv5.5

各功能组件集成情况

  • WRF-CMAQ (气象-化学耦合模型):从 v5.3.3 开始集成进基本模型
  • CMAQ-ISAM (源解析模块):从 v5.3 开始集成
  • CMAQ-DDM-3D (灵敏度分析模块):从 v5.4 开始集成

更多这些子模块的信息可在 CMAQ Models 页面 查看。

参考