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4.2WRF-Chem namelist——CHEM_OPT
写在前面
本文为个人翻译，如有错误，敬请勘正~感谢~
在化学模式下，WRF本身所具有的很多选项并不一定适用。
1.3WRF-Chem适用场景
- 天气预报与模拟，区域或当地气候预报与模拟；
- 耦合天气预测/扩散模型来模拟某些成分的释放和转移问题
- 化学物质与O3、UV辐射和颗粒物（PM）相互作用的耦合天气/扩散/空气质量模型；
- 研究全球气候变化问题，包括但不局限于气溶胶直接或间接胁迫。
1.4WRF-Chem模型系统概览（3.9.1.1）
如图所示：WRF-Chem模型系统与WRF模型类似，主要包括以下几个单元：
- WRF预处理系统，即WPS
- WRF数据同化系统
- WRF驱动内核，包含化学模式
- 后处理和可视化工具
与WRF不同的是模型的化学部分需要提供额外的排放相关 的输入数据。这些数据可以通过WPS（粉尘排放场）提供；诸如生物质燃烧、生物排放、GOCART背景场等也可以在real.exe初始化时读入；还可以在执行wrf.exe时读入如人为排放、边界条件和火山喷发等相关资料。总之，想要模拟环境的化学状态，排放输入文件就是一道门槛。有时候用户需要修改代码，或者模型的配置参数使整个模型功能正常运行。
4.2WRF-Chem namelist——CHEM_OPT
在预测中 使用到的机理由namelist中的chem_opt参数决定。常用的有RADM2/MADE-SORGAM, CBMZ/MOSAIC。
chem_opt
= 0：不使用化学机理
=1：使用RADM2化学机理（无气溶胶 ）
=2：使用RADM2化学机理+MADE/SORGAM气溶胶
=5：CBMZ化学机理+DMS
=6：CBMZ化学机理（无 DMS）
=7：CBMZ化学机理+MOSAIC 4bins方案（MOSAIC方案分4bins方案和8bins方案，bin是粒径段的意思。比如用4bins方案，那么前3个bins是2.5μm以内的，第4个bin是2.5-10μm的粒径。）
=8：CBMZ化学机理+MOSAIC 8bins方案
=13：运行5个带有排放物的示踪剂，当前设置为SO 2、CO、NO、ald、hcho、ora2（推荐在tracer_opt设置）
=14：使用tracer_1数组运行单追踪剂（推荐在tracer_opt设置）
=15：组合追踪剂选项：使用20个独立的追踪剂和一个组建的追踪剂数组（推荐在tracer_opt设置）
=16：只追踪温室气体CO2（推荐在tracer_opt设置）
=17：追踪CO2,CH4温室气体
=104：使用KPP库的RACM化学机理 +PM对流（可使用大步长 ）
=401：只有粉尘浓度（10bins大小的简单灰分处理）
4.3namelist中其他部分
chem_in_opt：
=0：使用理想化方案来初始化化学模型
=1：使用之前的模拟数据来初始化化学模型。输入的文件名格式为wrf_chem_input_d<domain>，数据通过辅助输入端口12读入。如果使用全局模型提供化学侧向BCs
io_style_emissions：
=0：不读入排放数据
=1：使用两个12小时排放数据
=2：使用特定日期或事件的排放数据
chemdt=1.5：化学方案中的时间步长，以分钟计
bioemdt=30：更新生物排放所用的时间间隔（分钟）
kemit=8：排放输入数据文件中垂直层的数量（考虑domain的namelist；0<kemit<e_vert）
kemit_aircraft=1：飞机排放物的垂直层数量。飞机排放通过辅助端口14读入。
photdt=30：光分解使用的更新时间间隔（分钟）
phot_opt:
=0：无光分解
=1：使用UV光解
=2：使用快速光解
=3：使用UV快速光解（气溶胶之间的相互作用与MOSAIC气溶胶不相干）
emiss_opt：
=0：无人为排放
=2：使用radm2人为排放
=3：使用radm2/MADE/SORGAM人为排放（若使用emiss_v03.F的NEI排放，推荐该项）
=4：使用CBMZ/MOSAIC人为排放
=5：GOCART RACM_KPP排放（如果使用prep_chem_sources的RETRO/EDGAR排放，推荐该项 ）
=6：GOCART简单排放
=7：MOZART排放
=8：MOZCART(MOZART+GOCART气溶胶)排放
=9：将默认的RADM2气体排放转为CBMZ。气溶胶排放专门针对于MAM 3模式的气溶胶
=10：MOZART(MOZART+气溶胶)排放
=13：SAPRC99排放
=14：基于CBMZ的CB05排放，同时设置emiss_input_opt=102
=15：基于CB05的CB05排放，配合emiss_inpt_opt=101使用
=16：温室气体co2追踪剂排放
=17：温室气体追踪剂排放
=19：CRIMECH排放
=20：包含额外气溶胶种类的CRIMECH排放
emiss_opt_vol
=0：无火山灰尘排放
=1：10bins大小的火山灰尘排放
=2：SO2和10bins大小的火山灰尘排放
aircraft_emiss_opt:
=0：无飞机排放
=1：有飞机排放
gas_drydep_opt：
=0：无气体种类的干沉积
=1：包括气体种类的干沉积
aer_drydep_opt：
=0：无气溶胶的干沉积
=1：有气溶胶的干沉积
depo_fact=0.25：气溶胶若使用VBS时，有机可冷凝蒸汽的干沉积速度与HNO3的干沉积速度之比（默认值=0.25）
bio_emiss_opt：
=0：无生物质排放
=1：使用Gunther方案计算生物质排放
=2：包括在wrfinput数据文件中的生物质排放参考域和基于天气的在线修改值
=3：包含基于天气，土地使用数据的在线MEGAN生物质排放。需要包含化学namelist中的ne_area设置，整个化学种类的数量
=16：VPRM模型的CO 2生物量排放。（要求用户通过辅助输入端口15提供外部文件
=17：当chem_opt=17时，包括VPRM输入字段、Kaplan湿地清单输入字段。（要求用户通过辅助输入端口15提供外部文件。）
ne_area=41：由MEGAN Biogene emissions使用，以提供指定化学选项所使用的最少化学物种总数。最好设置为大于所有化学物种的值（即东北地区>100）。
gas_ic_opt：
=1：使用默认的初始状态文件
=101：使用修改的默认状态文件——为Houston,TX的使用设计
=16：设置CO2,CO和CH4混合率的初始值为相关常数
aer_bc_opt：
=1：使用默认边界文件
=101：使用修改的默认边界条件——为Houston，TX的使用设计
gaschem_onoff：
=0：在模拟中关闭气象化学（主要用于debug）
=1：模拟中打开气象化学（默认）