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後製工具

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背景

  • 網格模式模擬結果是否符合測站實測值,是模式性能評估的目的,也是證明模式是否可用的關鍵。雖然當時學者(陳王琨、林忠銓,2003)提出環保署性能評估制度將會將有衍生問題的可能,但畢竟民國92年迄今也經過了20年的歷史,制度仍然存在而且正常運作、沒有太大幅度的震盪。
  • 由於模式模擬與驗證過程還有很多細節,不是條文能夠一一詳細規範,環保署乃提供驗證所需的數據及工具,以便將驗證過程能夠規格化,減省審查的時間。
  • 驗證過程所需的圖表,過去也是耗費精力的作業,環保署能夠提供軟體工具,也是頗令新人振奮的。至於是否影響到技術顧問機構的業務,那就隨走隨看囉。

下載及安裝

  • 下載點:國網1號:/work1/simenvipub01/download/model/post_process.tar.xz
  • 解壓縮: tar xvfJ ...
  • 2024-08-13 note:國網(twn3)最新版本(2024-7-16)的壓縮檔並沒有放入Performance目錄下的數據及程式,要注意不要被其覆蓋了。
scp sinotec2@twn1:/work1/simenvipub01/download/model/post_process.tar.xz .
tar xvfJ post_process.tar.xz
  • 使用者可以選擇在國網3號或本地執行
    • 都需要安裝Evaluate環境
    • 檔名必須是v1.YYYY-MM.conc.nc
    • 檔案內容需要有地面風速(WSPD10)之輸出

Python 環境設定

  • 程式庫安裝:將會安裝成Evaluate之環境
#/nas2/cmaq2019/download/model/post_process/Performance
conda env create --quiet --file environment.yml
kuang@DEVP /nas2/cmaq2019/download/model/post_process/Performance
#$ conda env list
# conda environments:
#
base                     /opt/anaconda3
Evaluate                 /opt/anaconda3/envs/Evaluate
ncl_stable               /opt/anaconda3/envs/ncl_stable
py27                     /opt/anaconda3/envs/py27
py37                  *  /opt/anaconda3/envs/py37
  • 目前環保署提供了Performance目錄下的程式,但Compare/目錄下並沒有任何檔案
  • 2024-08-13 note:公司關閉了source-forge的連線,因此可能會無法在本地安裝。建議還是得在國網上執行。

程式系統架構與執行

整體架構

post_process.PNG
圖1公版模式後製工具程式庫、數據檔案目錄架構

檔案管理

  • 作業目錄:在每項工具目錄(*_tool)下,會有執行檔、Data目錄、執行後也會產生Output目錄
  • 檔案連結:
    • Data/Sim/mcip:將mcip結果中的GRIDCRO2D_Taiwan.nc連結至此
    • Data/Sim/cctm:將模式模擬結果連結至此,更名為v1…conc.nc

環保署後製工具的問題

  • 陸續發現的問題會條列於此供參。

標準輸入(standard input)的問題與解決建議

  • 公版模式後製工具的引數都是以標準輸入(standard input)方式執行,引發執行時間過長tty被斷線的問題、此種長時間卦網的執行方式也是國網中心所不樂見的。
  • 解決方式
    • 將輸入內容寫成文字檔,以<輸入:python ..py < YrMn.txt &,如下所示。
    • 使用tmux開啟工作段。也會使作業在背景執行。
    • 修改python程式,將input(...)改成sys.argv[1]
for mm in {01..12};do 
  echo 2019-${mm} >& YrMn.txt
  python AirEva_Taiwan_d4.py < YrMn.txt
done

有關增量模擬分析

  • 不能分析負值的增量(減量效益),這對AQMP來說很重要。
    • 將Base和Case互換

程式內設還需修改

  • cctm檔名
  • 程式會讀取combine後的地面風速。而繪製濃度等值圖並不需要該項目。
  • 沒有全國測站的符合比例,只有分區,無法對整體有所掌握

等值圖的問題

  • 雖然使用了6個顏色的漸層,顏色豐富['white','deepskyblue','forestgreen','gold','red','purple']
  • 但因設定為漸層色階,辨識能力太差、階層太多(沒有設定colors.LinearSegmentedColormap.from_list的階層數N,內設值是256),無法從圖中讀出確切的數值。
  • 設定白色最低,因此低值濃度界於有顏色及無顏色之間,界線無法辨識。
kuang@centos8 /data/cmaqruns/cmaq_recommend/post_process/Performance/Perf_Tools
$ grep color $(findc "*.py")
...
./Air_Increment_tool/Lib/plot2D.py:       colorlist = ['white','deepskyblue','forestgreen','gold','red','purple']
./Air_Increment_tool/Lib/plot2D.py:       cmap = colors.LinearSegmentedColormap.from_list('AAA', colorlist)
...
  • 建議:
    1. 改成rainbow,如NOAA 1-Hr Average Ozone forecastingVERDIhIncremental Evaluation of New CMAQ Versions
    2. 減少階層至10層左右、20層以下。
    3. 觀察環保署AQI的色標color list為[是綠、黃、紅、紫、咖啡、黑]。階層數N值估計約在20~30之間,尚可以辨識其間確切的數值。
  • SO2只有出日均值濃度分布,無法討論大型污染源的行為。
  • 增量色階不存在上限值(extend=Max)。
    • 超過最高色階的範圍,仍是該最高色階的顏色,
    • 這對模擬最大值的出現位置,是嚴重模糊化。

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