Python驱动的WRF模式自动化:业务化预报系统搭建实战

气象数值模式是当前天气预报和气候研究的重要工具,而WRF模式作为国际通用的中尺度模式,凭借其完善的功能和良好的适用性,成为许多气象从业者的首选。掌握WRF的运行,是开展数值模拟工作的基础。 然而,跑通模式只是第一步,如何高效处理模式输出的海量数据,并将其转化为直观的图表或实用的产品,同样关键。在这一环节,Python凭借其强大的数据处理和可视化能力,已成为气象领域的通用语言。

本次将理论与实践相结合,不仅讲解WRF模式的动力原理和参数化方案,更注重实战操作------从Linux基础命令到WRF的安装运行,再到利用Python实现模式自动化运行、数据处理和可视化绘图。通过本课程的学习,学员能够掌握WRF模式与Python的联合应用,提升科研和业务工作的效率,更好地应对气象、海洋、水文等地学领域中的实际问题。

专题一、WRF基础与Linux基础

1 WRF基础与Linux基础

1.1WRF模式的理论知识与应用前景

WRF动力理论简介

WRF模式代码框架

WRF模式应用前景

1.2Linux知识与基本操作

Linux基本命令

设置定时任务

超算提交任务

1.3 WRF模式安装

基础库安装(GNU编译器、zlib、libpng、jasper、hdf5、netcdf4、mpich2)

WRF/WPS安装

专题二、WRF模式运行

2 WRF模式运行

2.1 WRFDomainWizard 设置模拟区域

2.2 WPS(geogrid, ungrib, metgrid) 前处理GFS/FNL/ERA5资料驱动、嵌套模拟

2.3 WRF(real.exe, wrf.exe) 积分运行参数化方案设置常用参数的使用经验

2.4 Restart断点续跑

2.5如何得到更好的WRF模拟结果(WRF运行经验和注意事项)

专题三、Python基础

3 python基础

3.1 python安装和基础语法

3.2 python常用的气象数据处理库numpy, datetime, pandas, scipy, netcdf-python

3.3 python气象绘图基础

1)折线图绘制

2)填色及等值线+地图

3)流场矢量+地图

4)地图绘制(cartopy)

专题四、WRF应用案例介绍

4 WRF案例

4.1西北太平洋台风模拟

4.2 强天气过程---冰雹个例模拟

4.3 WRF-solar模拟太阳辐射

专题五、python助力WRF自动化运行

5 python助力WRF自动化运行

5.1 python自动运行WRF历史个例

5.2搭建自动化的WRF业务化预报系统

1)python自动下载GFS实时预报资料

2)python自动运行WRF预报系统

3)python自动发送邮件提示WRF运行结果

专题六、WRF模式前后处理

6 WRF模式前后处理

6.1 WRF后处理简介

6.2 wrf-python库介绍

6.3 python绘制WRF模拟区域和地形

6.4 python提取站点预报要素并绘图

6.5 python绘制500hPa高空形式场

6.6 python绘制雷达反射率DBZ垂直剖面

6.7 python绘制700hPa水汽场

6.8 python绘制地面降雨场

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