INTERPF程序：分析场与中尺度模式数据转换详解

"INTERPF程序是一个用于处理分析场和中尺度模式之间数据转换的工具，涉及垂直插值、诊断分析以及数据格式的重新指定。它接受REGRID、RAWINS或LITTLE_R的输出作为输入，生成模式的初始和边界条件。INTERPF适用于多种平台，包括Compaq/Alpha、Cray、DEC、Fujitsu、HP、IBM、SGI、Sun以及Linux PC。程序用FORTRAN90编写。" 在【INTERPF程序处理分析场和中尺度模式之间的数据转换】这一主题中，INTERPF的主要任务是将气象数据从不同的层次转换到适合中尺度模式的格式。这个过程包括以下几个关键步骤： 1. 输入处理：INTERPF接收由LITTLE_R、RAWINS或REGRID程序产生的数据，这些数据作为模式初始化和边界条件的来源。 2. 垂直插值：程序将各种气象变量，如u风速、v风速、相对湿度(RH)和位温(theta)，从基于气压的层次插值到基于sigma层次。u和v的插值是线性的，而theta是基于气压对数的线性插值。 3. 辐散去除：为了减少初始条件的噪声，INTERPF会去除整层平均的辐散，这有助于中尺度模式在启动时分析更稳定的数据。 4. 基态计算和w计算：这部分涉及计算基态，即模式运行的基础状态，以及垂直速度(w)的计算。 5. 变量重新插值：INTERPF会对u、v、温度(t)和水汽量(Qv)进行重新插值，以适应模式的需求。 6. 日平均数据保存：对于下边界文件，程序会存储日平均的地面温度(TSFC)和海表面温度(SST)。 7. 输出生成：最终，INTERPF将处理后的数据输出到边界文件、初始文件和下边界文件中，供中尺度模式使用。 在【地面气压的计算】部分，INTERPF涉及了对地面气压的估算。首先，提供100hPa处的初步温度场，然后通过外推方法得到地面温度(Tslv)。接着，修正地面温度(Tsfc)，并利用地面以下的平均温度来估计地面气压。这些计算是通过一系列数学操作完成的，其中包括算术乘法("X")。 【静力垂直内插】是INTERPF的另一个关键功能，它使用线性技术（通常基于气压或气压对数）在气压层和sigma层之间进行插值。由于sigma坐标系统定义在最大和最小气压之间，因此不需要额外的外推。静力气压的定义涉及到1维垂直坐标、2维地面气压场和模式顶部的常值气压(Ptop)。 图7.2描绘了一个垂直剖面，显示了如何在不同气压层上进行垂直内插，箭头表示在面上进行插值的格点。 【去除整层平均辐散】是为了减少模式启动时分析数据中的初始条件波动，通过整层平均垂直运动的处理，使得数据更接近实际观测，从而提高模式的初始状态精度。 INTERPF是一个强大的数据转换工具，它在气象学和气候建模中起着至关重要的作用，确保了从观测数据到模型输入的平滑过渡，并优化了中尺度模式的初始化和边界条件设置。