NCAR CESM CLM5.0单点模拟教程：单点设置与快速spinup

本教程是关于2019年的社区陆地系统模型（Community Terrestrial Systems Model, CESM）的第四部分，主要聚焦于CLM5.0单点模拟（Singlepoint simulations）和spin-up过程。该教程由Will Wieder和Sean Swenson共同完成，得到了美国国家科学基金会（National Science Foundation, NSF）的支持。单点模拟在IT领域特别是气候建模中扮演着重要角色，因为它便于代码开发、测试与调试，同时能与实地观测进行对比。 首先，教程讨论了进行单点模拟的原因： 1. **代码开发**：单点模拟允许开发者集中研究模型在特定地点的响应，从而优化和改进模型中的算法。 2. **测试与调试**：在简化环境中测试，有助于更快定位和修复问题。 3. **与观测比较**：通过与实际的地面观测数据对比，模型性能得到验证，提升模型对真实世界的准确度。 接下来，教程介绍了如何执行单点模拟的步骤： A. **创建全局案例**：首先需要有一个全球模式的运行结果作为基础，用于提取特定位置的数据。 B. **提取点数据**：从全球模式的输出中提取目标地点的气候参数和其他关键变量。 C. **创建单点案例**：基于提取的数据，配置模型参数，针对该点进行定制化设置。 D. **Spin-up与背景生物地球化学考虑**：spin-up阶段是指让模型从无初始状态达到稳态，这个过程可能涉及调整生态系统模型的参数以加速过程，同时考虑背景生物地球化学过程的影响。 课程大纲涵盖了以下主题： - 介绍与讲座 - 实践操作 - 其他有用信息 - 关键参考文献，如： - Swenson等人（2019）《Journal of Advances in Modeling Earth Systems》 - Burn等人（2018）《Journal of Advances in Modeling Earth Systems》 - Chen等人（2018）《Biogeosciences Discussion》 - Schädel等人（2018）《Earth System Research Letters》 - Wieder等人（2017）《Journal of Research of the Global Biogeochemical Cycles》 - Bonan等人（2014）《Global Change Dynamics》 - 更多关于多层 canopy、FATES-beta模型、农业耕作循环等领域的研究。 最后，教程强调了spin-up过程中的稳态假设，即在模拟开始时，模型假设生态系统已经达到了某种稳定状态，这样可以更快地收敛到模拟目标。通过这个教程，学习者可以深入了解如何利用CLM5.0进行有效的单点模拟，并利用这些技巧来优化气候模型的性能。