WRF中使用SRTM90米地形高程资料

介绍了如何在WRF中使用SRTM90米高程资料,使之可以被geogrid利用。

动机

WRF中自带地形高度的最高分辨率为30弧秒,对应约900米。要想使用更高分辨率的地形资料,则必须自己手动添加。

SRTM全称是Shuttle Radar Topography Mission,是由NASA和NIMA以及德国、意大利航天机构共同合作完成的对地遥感测量计划。全球采样间隔为90米,美国本土为30米。

数据下载

可以下载SRTM的网站有很多,这里选取CGIAR-CSI的入口,可以下载到经过插值补缺和质量控制的SRTM90m分辨率高程资料,在Download页面可以勾选或者鼠标框选感兴趣的地理范围,对应数据将以5度乘以5度的栅格提供下载;可以选择使用wget或者ftp进行下载。注意为了之后拼接的方便,这里选择GeoTiff格式进行下载。

数据拼接

由于下载的数据是离散的栅格,需要对其进行拼接,这里采用GDAL的python binding进行,利用conda安装Python-GDAL模块,然后可以使用gdal_merge.py命令行,使用

1
gdal_merge.py *.tif -o output.tif -a_nodata -32768

对数据进行空间拼接,这里指定原缺省值-32768为新拼接的tiff文件的缺省值。这样,便可得到整个空间域的高程资料。

转化为WPS可读格式

WPS中的geogrid读取的资料有一套自己的特殊格式,具体参见User’s Guide

这里我们使用openwfm的小程序convert_geotiff将geotiff格式转化为WPS可用的格式。由于需要读取并转换geotiff文件,在安装和使用convert_geotiff时必然需要安装libgeotiff,可以通过yum进行安装,但是在我的CentOS上convert_geotiff的configure会报错(提示找不到libgeotiff),如若此需要手动安装libgeotiff并将其目录告知convert_geotiff,而在安装libgeotiff时需要依赖proj库与libtiff库。

安装完convert_geotiff库后便可进行格式转化。在namelist.wps对应的geog_data_res目录下创建topo_3s子目录,将上一步拼接的tiff文件移动至这一目录,再使用

1
convert_geotiff -w 4 -t 1500 -u "meters MSL" -d "3s topography" -b 0 -m -32768 srtm.tif

上述选项可参照convert_geotiff –help的说明,其中注意到我们依旧延续了-32768作为缺省值,这样可以使得WPS正确地识别海洋等缺省区域。成功执行后,会在当前目录生成WPS格式地形文件与对应index。

使用高分辨地形

光放置文件还不够,需要让geogrid知道在哪里找到这一地形。

geogrid是在WPS/geogrid下GEOGRID.TBL的引导下寻找各个时间不变量的目录和插值方法等信息的,我们将HGT_M下对应位置增加

interp_option=3s:average_gcell(4.0)+four_pt+average_4pt

rel_path=3s:topo_3s/

然后在namelist.wps的geog_data_res中想要使用高分辨地形的domain对应的column填写“3s+30s”,这理论上会使得geogrid.exe首先寻找新地形资料,再寻求30s的地形资料。

效果展示

下图分别为中心点为东经115度,北纬40度,网格距90米,500乘以500的WRF网格上geogrid.exe插值得到的地形高度场,左图为基于STRM3s得到的,右图为WRF自带的30s地形插值得到的

30s

顺带发现

自从WRF3.8以后,由于引入了USGS GMTED2010的30秒地形数据,所以原有的30s、2~10m数据前面均加上了gtopo_字样,所以在geog_data_res填写时应该写’gtopo_30s(2m,5m,10m)’,如果直接填’30s、2m’等geogrid.exe会找不到对应的source而使用默认的地形资料(USGS GMTED2010的30秒),但不会报错,所以你以为用了2m地形,其实还是在用USGS的30s,一定要注意!

3.8以前的应该不存在这个修改,直接填写30s等即可。

遗留问题

由于WPS格式的geogrid资料只允许xy方向上各99999个格点,3s的地形无法在99999内将全球包裹进去,所以只能先包裹一部分(或者分几个区域命名不同的文件夹名),而在3s文件区域边界上会出现3s地形文件无法覆盖到的区域乱码的现象,留待解决。

参考网站:wrfexplorer

×

碰并增长

扫码支持
扫码打赏,你说多少就多少

打开支付宝扫一扫,即可进行扫码打赏哦

文章目录
  1. 1. 动机
  2. 2. 数据下载
  3. 3. 数据拼接
  4. 4. 转化为WPS可读格式
  5. 5. 使用高分辨地形
  6. 6. 效果展示
  7. 7. 顺带发现
  8. 8. 遗留问题
,