初始時段濃度模擬結果之均勻化

背景

• 在每日(或更小時距)的模擬作業結果中，初始時段的結果是一個尷尬的課題。
  1. 更新起始濃度有其必要性
  2. 新模擬結果與上一次舊的模擬結果之間一定存在有落差，導致在顯示時發生明顯的突兀變化
• 解決方案
  1. 將部分模擬結果納入起始濃度，以降低突變程度。(起始濃度的客觀性議題)
  2. 縮短作業時距。(要看電腦的速度。ECMWF的空品預報時距為12小時一次)
  3. 均勻化模擬結果，以使顯示流暢一些。(濃度與流場會出現落差)
• 均勻化作業插入點
  1. 風場進行均勻化(會對系統的守恒造成問題，似應加入舊模擬結果作為FDDA依據)
  2. ACONC及APMDIAG進行均勻化，join_nc.py版本，說明如下(會有儲存的問題，需備份大量數據，更動不必要的項目，非最後使用版本)
  3. 只修改繪圖的json檔。因目前earth套件顯示時距為3小時。僅需修改cmaq_json3.py將00及03等2筆結果進行修改即可，在寫入前進行均勻化，無需備份。(最後版本)

join_nc.py版本

程式說明

• 類似程式應用在cpuff模式預報系統中(nt=24)

for v in V[3]:
  for t in range(nt):
    var0=nc0[v][t,:,:,:]*(nt-t)/nt
    var1=nc[v][t,:,:,:]*t/nt
    nc[v][t,:,:,:]=var0+var1

fcst.cs中插入作業

• (deprecated)

path=$fcst/grid$ii/cctm.fcst/daily
for NAM in CONC PMDIAG;do
  id=0
  nc=$path/CCTM_A${NAM}_v532_intel_${DOM[$i]}_${dates[$id]}.nc
  $fcst/join_nc.py $nc
  id=1
  nc=$path/CCTM_A${NAM}_v532_intel_${DOM[$i]}_${dates[$id]}.nc
  /usr/bin/ncks -O -d TSTEP,0,5 $nc ${nc}_bak
done

cmaq_json3.py版本

作業方式與預期結果

• 沒有任何異動。不會儲存backup檔案
• 如果對同樣模擬結果(CCTM_ACONC/CCTM_APMDIAG)執行cmaq_json3.py
  1. 只會修改到第1天的03時結果，
  2. 會再更趨近新的模擬結果(r=1/2)
• 其他程式說明，詳見：earth套件展示wrfout與CCTM_ACONC結果及CMAQ粒狀物模擬結果之earth呈現。

程式因應修改

• 將輸出部分寫成副程式
• 判別式
  1. 模擬首日
  2. 0、3小時
  3. 如果已經有同樣檔名存在，即為舊模擬結果
• 予以線性內插。注意：
  1. json檔案的[‘data’]是個list，無法進行四則運算，必須先改成array才能計算。
  2. 最後儲存時：json檔案不接受array的型態，必須改成list，否則會破壞原來的json檔案而造成錯誤。

def wrtjson(day,t,fnameO,jsn):
  if day==0 and t in [0,3] and os.path.isfile(fnameO):
    with open(fnameO,'r+') as f:
      bkp=json.load(f)
    for i in range(len(bkp)):
      data=np.array(bkp[i]['data'])*(6-t)/6+np.array(jsn[i]['data'])*(t)/6
      jsn[i]['data']=list(data)
  with open(fnameO,'w') as f:
    json.dump(jsn,f)
  return 'OK'

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