【WRF工具】WRF 模型输出可视化工具 RIP4

RIP4（Read/Interpolate/Plot version 4）是一个用于 WRF 模型输出可视化的工具，它可以生成水平等高线图、垂直剖面图、时间序列图以及其他多种气象数据的图表。由于 RIP4 是一个基于命令行的工具，且配置相对复杂，下面将详细介绍如何使用 RIP4 来可视化 WRF 输出。

1 可视化工具 RIP4 概述

1.1 RIP4 的典型工作流程

RIP4 的基本工作流程如下：
1、准备 RIP4 所需的文件：

• WRF 输出文件（如 wrfout_d01_XXXX-XX-XX_XX:XX:XX）。
• RIP4 配置文件（如 ripdp_config 或 rip_input 文件）。

2、运行 RIP 数据预处理程序（ripdp_wrfarw）：
该程序将 WRF 输出文件转换为 RIP4 能够读取的格式。

3、运行 RIP4 可视化程序（rip）：
该程序使用配置文件生成图形输出。

4、查看或保存生成的图形。

2 安装 RIP4

RIP4 并不是自动随 WRF 安装的，所以需要手动下载并进行编译。

2.1 下载 RIP4

获取 RIP4 的源码可以通过 NCAR 提供的 FTP（或其他官方渠道）进行下载。可以从WRF官网提供地址下载-WRF Source Codes and Graphics Software Download Page

找到 RIP 工具并下载包含 RIP4 的压缩文件。

说明： 如果你的编译器或系统不支持 CRAY 指针（例如你使用 g95 编译器），那么你应该选择这个无 CRAY 指针的实验版本。
常规情形下，下载常规版本（例如 RIP4 4.6.3 版），因为常规版本经过更多测试，稳定性和兼容性更好。

2.2 编译 RIP4

下载后，解压并进入解压后的目录。需要使用 make 命令编译 RIP4。

一般步骤如下：

1、解压缩文件：

cd /home/wanzhou/Packages/
tar -xvf RIP_47.tar.gz
cd RIP_47

2、检查 Makefile，确保编译器和路径配置正确，尤其是 NetCDF 和 NCAR Graphics 库的路径。

2.1 NetCDF

确认安装：检查 NetCDF 是否已安装，可以使用以下命令：

nc-config --version

查找路径：使用 nc-config 查找 NetCDF 的包含路径和库路径：

nc-config --includes
nc-config --libs

输出结果如下：

-L/home/XX/miniconda3/lib -lnetcdf

确保 Makefile 中的 NETCDF_INCLUDE 和 NETCDF_LIB 设置为上述命令输出的路径。

2.2 NCAR Graphics

• 确认安装：
  检查 NCAR Graphics 是否已安装。如果未安装，可以访问 NCAR Graphics 官网.
• 查找路径：
  找到 NCAR Graphics 的安装路径，通常可以在 /usr/local/ncarg 或 /usr/local/lib 中找到。
• 设置路径：
  确保 Makefile 中的 NCARG_ROOT、NCARG_INCLUDE 和 NCARG_LIB 设置为正确的路径。

2.3 修改 Makefile

打开 Makefile，确保以下变量设置正确：

# NetCDF 配置
NETCDF_INCLUDE = /path/to/netcdf/include
NETCDF_LIB = /path/to/netcdf/lib

# NCAR Graphics 配置
NCARG_ROOT = /path/to/ncarg
NCARG_INCLUDE = $(NCARG_ROOT)/include
NCARG_LIB = $(NCARG_ROOT)/lib

3、运行 make 编译：

make

# 根据操作系统和编译器确定：Linux系统+gfortran 编译器
make linux_gnu

如果编译成功，生成的可执行文件将位于 RIP4 目录中（如 ripdp_wrfarw 和 rip 等程序）。

3 运行 RIP4

RIP4 包含两个主要的程序：

• ripdp_wrfarw：用于预处理 WRF-ARW 输出数据，生成 RIP4 能够处理的中间格式数据。
• rip：用于从预处理的中间数据生成图形。

3.1 准备输入文件

在运行 RIP4 之前，需要准备以下几个文件：

1、 WRF 输出文件
这些文件通常命名为 wrfout_d01_XXXX-XX-XX_XX:XX:XX，是 WRF 模型运行后的输出文件。

2、RIP4 配置文件
RIP4 的配置文件通常是一个名为 rip_input 的文本文件。这个文件定义了你希望 RIP4 生成的图形的类型、时间范围、变量、垂直层等信息。

以下是一个简单的 rip_input 文件示例：

&userin
  plot = 'contour',       ! 图的类型（等高线图）
  field = 'T',            ! 绘制的变量（T 表示温度）
  level = 500,            ! 垂直层（如 500 hPa）
  domain = 1,             ! 绘制第一个域
  time = '2010-06-20_12:00:00',  ! 绘制的时间
/

3、ripdp_config 文件
ripdp_config 文件是 RIP4 预处理程序的配置文件，通常定义了文件路径和数据处理选项。

3.2 运行 RIP 数据预处理程序（ripdp_wrfarw）

在绘图之前，必须先将 WRF 输出文件转换为 RIP4 能处理的中间格式。这个步骤通过 ripdp_wrfarw 实现。

运行以下命令来执行数据预处理：

./ripdp_wrfarw wrfout_d01_XXXX-XX-XX_XX:XX:XX

这将读取 WRF 输出文件（如 wrfout_d01_XXXX-XX-XX_XX:XX:XX），并生成中间格式文件（通常以 .in 结尾，例如 wrfout_d01_XXXX-XX-XX_XX:XX:XX.in）。

3.3 运行 RIP 绘图程序（rip）

一旦预处理完成，可以运行 RIP4 绘图程序 rip。该程序读取你生成的中间格式文件和 rip_input 配置文件，生成图形输出。

运行以下命令：

./rip rip_input wrfout_d01_XXXX-XX-XX_XX:XX:XX.in

这将根据 rip_input 文件中的配置，生成图形文件。默认情况下，图形文件将以 NCAR Graphics 的 NCGM 格式输出（如 rip_output.ncgm）。

3.4 查看输出

RIP4 生成的图形文件通常是 NCGM 格式文件。你可以使用 NCAR Graphics 提供的工具（如 IDT）来查看这些图形：

idt rip_output.ncgm

此外，你还可以将 NCGM 格式文件转换为其他格式（如 PNG 或 PDF），以便用于报告或文章。

3.5 配置选项和参数说明

在 rip_input 文件中，用户可以定义各种绘图参数。以下是一些常用的参数说明：

• plot：指定图形类型，例如 ‘contour’ 表示等高线图，‘wind’ 表示风场。
• field：指定绘制的气象变量，例如 ‘T’ 表示温度，‘U’ 表示水平风速。
• level：指定垂直层高度，可以是气压层（如 500 表示 500 hPa）或地面层（如 0 表示地面）。
• domain：指定绘制的域（如 1 表示第一个域）。
• time：指定绘图的时间点，格式为 ‘YYYY-MM-DD_HH:MM:SS’。

4 RIP4 的高级功能

除了基础的等高线图，RIP4 还支持绘制其他多种图表：

• 垂直剖面图：展示垂直方向的气象变量分布。
• 时间序列图：展示变量随时间的变化。
• 风场图：展示风速和风向的矢量图。
• 多变量叠加：可以在同一个图表中叠加多个变量（如温度和风场）。

通过调整 rip_input 文件中的参数，用户可以定制各种不同的图表。

参考

原文地址：https://blog.csdn.net/qq_44246618/article/details/143696030

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