CALPUFF应用答疑（六）| 有关CALPUFF模型中气象数据选择及其处理问题的回复

问题一：在计算风场时如何选择气象数据类型（气象观测数据+WRF中尺度气象数据、仅用气象观测数据、仅用WRF中尺度气象数据），这些方案对模拟结果有何影响？

回复：

在计算风场时计算过程分为三个步骤，分别为初始猜想场、步骤1风场和步骤2风场，CALMET将以某个基础数据作为初始猜想场，然后根据当地气象、地形和土地利用数据对其进行细化，生成步骤1风场，之后利用当地气象观测数据进一步细化，生成最终的步骤2风场。

一般情况下，采用WRF中尺度气象数据作为初始猜想场，将整体改善风场的表征结果，同时，WRF中尺度气象数据也可以作为步骤1风场直接使用，或作为气象观测数据用于改善步骤1风场。当WRF数据直接用作步骤1风场时，将认为数据已经包含了地形影响，CALMET不再进一步修正。当WRF数据作为气象观测数据或者用作步骤1风场时，用户可以通过CALMET读取的可选外部文件WT.DAT中指定权重因子，从而指定WRF数据与气象观测数据之间的权重。

尽管使用WRF数据在许多情况下可以提高模型性能，但用户还是要检查数据，以确保创建数据时使用的网格间距满足项目要求，并且可以表征模拟范围内流场的风场特征，不能表征区域特征的数据可能会对模型性能产生负面影响。

在采用WRF数据时，应尽量考虑同化观测数据，以提高WRF数据的有效性。

问题二：CALMET如何处理缺失的地面气象数据？

回复：

首先，地面气象数据的缺失并不是一个很严重的问题，因为CALMET允许站点数据有所缺失，虽然最好的情况是所有站点数据均完整，但最低要求是每个气象要素每小时至少有1个有效值，否则模型就会报错并中断运行。因此，用户在选择地面观测站时应注意，数据有所缺失的站点（比如只记录白天数据或3小时数据的站）不应该被自动忽略。用户还应注意，总体来说，所选择的站点应构成一个完整的数据集，而不能全部站点都只有白天的数据，否则将出现数据缺失，从而导致模型停止运行。

当CALMET运行完成之后，CALMET会生成一个缺少的数据列表，用户可以检查该列表以确定缺失数据的类型和范围，如果发现少了几个小时的数据，可以用插值法或输入另一个站点解决。如果发现大量的数据缺失（例如，输入的所有站点均只有白天的数据），则该数据被认为不可接受。在这种情况下，CALMET将提示没有足够的数据可用，此时用户可能需要选择其他年份或者其他站点。这也是建议用户收集所有可以获得的站点数据的原因之一。

问题三：CALMET将一天定义为00至23小时还是01至24小时，CALMET及其预处理程序如何针对不同类型的气象数据处理这个问题？

回复：

CALPUFF模型将一天定义为0~23小时，其中0小时是午夜小时。因此，“第2天/0小时”与“第1天/24小时”是相同的。这一小时（第2天/0小时）的数据与第一天晚上11点到午夜12点之间收集的数据相对应。这种定义方式与CD-144和DATSAV3格式记录数据时使用的“小时结束”方式是一致的。在其他格式中，如SAMSON和HUSWO，数据是以1-24小时为基础记录的。CALMET将适当地处理以任何一种格式记录的数据，用户不必更改输入数据。

问题四：CALMET气象流场如何设置合适的网格间距？

回复：

对CALMET的特定应用情景来说，合适的网格间距取决于关注的气象流场范围大小。如果气象流场涉及到100或200km以上的长距离传输情景，网格间距设置将大于考虑近场影响或复杂流场情景的网格间距设置，需要调查气象流场范围内的特征，并确保重要的特征能被所选的网格间距体现出来。

如果网格过大，计算时候可能会导致忽略一些地形的变化，如山谷可能变得不连续，或者较小的山丘可能被平滑处理。评估特定情景的网格间距是否合适的一种方法是在小风情况下对比所选网格间距与使用两倍分辨率(网格间距为所选网格间距的一半)两种情况分别考虑地形影响导致的风场变化。如果风场模拟相似，那么很可能选择的网格间距是适当的。CALMET的典型应用在x和y方向上通常设置为大约100到200个网格单元。因此，对于边长约200km的区域，设置1~2km的网格间距就足够了。近场情景中较小的区域可能需要约250m或者100m的网格间距。无论区域的大小如何，在每个方向使用20~30个网格通常都是不够的。

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