【WRF-Urban】WPS中有关Urban的变量设置

地理数据源的配置

城市相关变量（如建筑高度、建筑密度等）需要在 WPS 的地理数据中明确支持。这些变量通常来自高分辨率的地理数据集，例如：

1、Global Urban Database and Access Portal Tools (GUDAPT)：包含城市相关参数，如建筑高度、建筑密度、地表覆盖类型等。
2、其他高分辨率地理数据集：如 MODIS 或 NOAH 高分辨率地面覆盖数据。

WRF-Urban所需静态地理数据

1、LANDUSE：包含城市地表分类的土地利用数据。

2、URB_PARAM：城市参数数据集。

URB_PARAM 是一个三维数据集，主要用于描述城市区域的一系列物理参数。它为 WRF 模型中的城市化方案（如 BEP、BEM 等）提供输入参数。
数据集的 垂直维度（z_dim_name=num_urb_params）表示城市参数的数量，如建筑高度、建筑密度、地表反射率等。

3、FRC_URB2D：城市覆盖度数据集

FRC_URB2D 是一个二维数据集，用于定义城市区域的空间分布及其覆盖比例。
它表示每个网格中城市区域所占的比例（urban fraction），值的范围通常在 0 到 1 之间。

WRF默认设置（美国）

WRF-Urban相关数据下载：

GEOGRID.TBL中默认设置：

===============================
name=URB_PARAM
        priority=1
        optional=yes
        dest_type=continuous
        fill_missing = 0.
        z_dim_name=num_urb_params
        interp_option=default:nearest_neighbor
        rel_path=default:NUDAPT44_1km/
        flag_in_output=FLAG_URB_PARAM
===============================
name=FRC_URB2D
        priority=1
        optional=yes
        dest_type=continuous
        fill_missing = 0.
        interp_option=default: average_gcell(2.0)+four_pt
        rel_path=default:urbfrac_nlcd2011/
        flag_in_output=FLAG_FRC_URB2D

如果 namelist.wps 中的 geog_data_res 没有覆盖这些变量的路径，并且默认路径的地理数据文件存在，geogrid.exe 会正常读取和处理这些数据。

数据集1-National urban dataset in China NUDC（中国）

详细说明可参考另一博客-【WRF-Urban数据集】中国城市冠层参数数据集NUDC

数据集2-1 km分辨率城市冠层参数UCPs（中国）

详细说明可参考另一博客-【WRF-Urban数据集】中国60个城市的1 km分辨率城市冠层参数（UCPs）

将下载的二进制数据重命名为【UCPs_1km_China2018】文件夹。

GEOGRID.TBL中设置如下：

===============================
name=URB_PARAM
        priority=1
        optional=yes
        dest_type=continuous
        fill_missing = 0.
        z_dim_name=num_urb_params
        interp_option=default:nearest_neighbor
        interp_option=UCPs_China:nearest_neighbor
        rel_path=default:NUDAPT44_1km/
        rel_path=UCPs_China:UCPs_1km_China2018/
        flag_in_output=FLAG_URB_PARAM

namelist.wps 的 geog_data_res 中显式指定，如下：

geog_data_res = 'UCPs_China+default'

WPS中测试和验证

1 检查地理数据

运行以下命令测试地理数据的读取是否正确：

./geogrid.exe

检查 geogrid.log 文件：

• 确保 URB_PARAM 数据被成功读取。
  窗口显示如下：

Processing URB_PARAM

• 检查 UCPs_1km_China2018 的数据是否覆盖了模拟区域。

2 可视化检查

使用工具（如 Python 的 Matplotlib 或 GIS 软件）可视化生成的地理数据文件（geo_em.d0*.nc），检查 URB_PARAM 是否包含预期的值。

cd /home/wanzhou/wrf/WPS-4.1/
ncview geo_em.d03.nc

如果输出中包含类似以下变量，说明城市相关数据已插入：

• URBAN_CANOPY_HEIGHT（建筑高度）
• URBAN_BUILDING_DENSITY（建筑密度）
• URBAN_FRACTION（城市覆盖比例）

参考