WRF (v4.1)

MPAS-A (v6.3)

联科大气模拟平台(CPAS)

取得/界定区域高分辨率网格

   

遵循WRF的最佳做法去定义嵌套域

   

从官方网站下载可用的标准网格

   

可在云端服务平台上画出心仪的区域和设定相应的目标分辨率

区域形状

   

矩形


   

圆形或椭圆形(所有可下载网格皆是)

   

任意形状


分辨率差异性

   

一般而言,1/9的外域范围使用3倍精细化分辨率,从最外区域嵌套2次以提供9倍精细化分辨率,以此类推

例子:27公里-9公里-3公里

   

最可用的网格是4倍-6倍的精细化分辨率,同时提供特定宽度的环形过度区域

例子:60公里-15公里;

也有60公里-3公里

   

由于有分层时间步长,可以使用任意分辨率,分辨率差异可以很大

例子:128公里-1公里

自动提升分辨率(山势)

   

   

   

支持

自动提升分辨率(海岸线)

   

  

 

支持

地理数据的处理

 

支持WPS名单文档里列明的不同分辨率

例子:topo_5m, topo_2m, topo_30s

 

支持单一分辨率,不管单元格大小的变化

例子:topo_30s

 

支持多重分辨率以配合单元格大小。用户可以人工设定或让联科大气模拟平台(CPAS)自动选择分辨率

例子:topo_10m, topo_5m, topo_2m, topo_30s, topo_15s

分析分辨率跳转或过度的模拟误差

 

不适用

 

不适用

 

平台能自动生成浅水波浪试验误差图(敬请期待)

  WRF (v4.1) MPAS-A (v6.3) 联科大气模拟平台(CPAS)
模型类型

 

有限区域模型,以指定 范围内高分辨率模拟为目标

   

全球模型,辅以温和的区域精细化分辨率

   

具备任意精细化分辨率的全球模型,包括能在小区域里实现极致精细化分辨率

预测准确度和时间范围

 

在高分辨率区域的准确率很高,有效时间可达3天

 

中期预测普遍准确(有效时间可达9天)

 

在高分辨率区域的预测准确度很高,中期预测普遍准确(运用合适的网格设计可达9天)

时间步长

 

每个范围采用各自在WRF名单里列明的时间步长大小

 

球体里的所有网格采用同一时间步长,不论网格大小差异如何

(时间步长大小受整个网格的最小格子所限。这是为了保持时间积分的稳定性。网格内存在的小格子导致需要巨大的计算资源)

 

不同大小网格会采用不同的时间步长

(不但能减少所需的计算资源,也有助在球形网格上运用极端差异分辨率)

分层时间步长(HTS)报告

 

不适用

 

不适用

 

生成网格后能提供报告,并能展示时间步长等级和资源运用

并行与负载平衡

 

每个嵌套域之內进行并行计算,而各嵌套域的计算是依次串行执行的

 

整个球面的网格是充分分割,并行化十分出色

 

整个球体的网格是按时间步长充分分割

可伸缩性(scalability)

 

受到最小网格数量那个嵌套域所限

 

很高

 

很高

物理参数化模型的尺度适应性 (scale- awareness)

 

不同范围可以采用不同的物理参数化

 

对流方案没有尺度适应性

(Grell-Freita方案除外)

 

自动关闭小单元格的积云参数化

处理分辨率跳转或过度的波反射

 

由靠近横向边界的指明地带和松弛地带处理分辨率跳转

 

用水平扩散的默认或指定系数进行过滤,从而处理渐进分辨率过度

 

用过滤和默认的水平扩散系数处理

全球和局部模型之间模型歧异

 

WRF和其驱动全球模型各有不同的物理参数(尤其与水分有关的模型),此矛盾造成横向边界上出现虚假效果并导致目标区域出现误差

 

没有这类问题

 

没有这类问题

联科大气模拟平台(CPAS)平台是首个提供客制化的MPAS-A网格的云端大气测算平台。我们的服务並不需安装任何软件,也不需要指令码或程式来生成MPAS-A网格。用戶只需使用网络浏览器就能定制网格。由我们来帮助用戶执行、优化和维护。
联科大气模拟平台(CPAS)支持任何指定形状、大小和分辨率的區域。在WRF的网格嵌套中,需预先选择地图的投影法,并且所有区域都被限制为矩形。分辨率的变化仅限于跨域的3倍或5倍跳转,并且需要手动确定每个域中的单元格数以进行有效的并行运算。相比之下,对于所需的预测范围,CPAS 更能让用户弹性制定目标区域、转变区域和外部区域的分辨率。
地形和海岸线的分辨率对于精确的天气模拟极为重要。联科大气模拟平台(CPAS)提供了可以加强这些区域分辨率的选项,能自动增加山脉和海陆边界的分辨率。
通过定制网格划分来优化分层时间步长。 WRF的并行化算法中,并行计算往往被限制在每个网域内,并且嵌套域是需按顺序来计算的。 网格数量最少的區域限制了 WRF的可伸缩性。 MPAS-A通过划分全球网格来进行并行化计算,具有出色的可伸缩性。
模型物理同时能够被定制为对尺度适应。 例如,对流参数化是不适用在较精细分辨率的区域(即对流分解的尺度)。
静态数据和初始条件的前处理程序已经优化,程序会按照处理极端分辨率变化的需要读取所需分辨率的原始地理数据。联科大气模拟平台(CPAS)解决了官方版本中的无法处理较大分辨率差异所带来的准确度问题。
与WRF相比,联科大气模拟平台(CPAS)并不需要横向边界条件。至于WRF的动力降尺度,由于横向边界条件是受制于全球模型,故此其区域模型中的天气尺度气流通常受限。与此同时,区域模型会受到全球模型物理参数和区域模型物理参数差异的影响。因此,对于初始状态的演化,CPAS拥有极大的灵活性,因此能够提高其准确性。最后,不同于WRF,CPAS不需要下载全球预报系统(GFS)预测数据來生成横向边界条件。
联科大气模拟平台(CPAS)能够自动根据分辨率变化分配出最佳的时间步长。用户可以自由地做出在MPAS-A官方发行版上不可能的大幅度变化分辨率的网格配置。分层时间步长的引入让这个使用可变分辨率的全球模型,变成了可以当成多嵌套域的区域模型来使用。计算资源可集中于用户感兴趣的区域
无需安装任何软件。模拟计算是在云端中完成。 联科大气模拟平台(CPAS)提供了一个操作简易的可视化系统,用户可在云端查阅计算结果。