III.5. A WRF és CHAPEAU egyidejű futtatása és kimenő adatainak egységes kezelése

A két modell egységes és azonos lehetőségeket adó használhatósága érdekében elkészítettünk egy olyan modell futtató és egységesítő rendszert, mely képes a CHAPEAU és a WRF modell kimenő adatainak egységes formába hozására. A fejlesztés során figyelembe vettük, hogy a CHAPEAU kimenetek horizontális térbeli felbontása kötött, és az oktatásban a GRIB (Gridded Binary, azaz rácshálózatos bináris adat) formátum feldolgozása, kezelése és megjelenítése szerepel elsősorban, mivel ez az előrejelzési gyakorlatban hozzáférhető (pl. GFS) és a klimatológiában alkalmazott (pl.: ERA-Interim, NCEP re-analízis, stb.) adatbázisoknak is a szokásos formátuma. A rendszer felépítésének vázát a III.3. ábra mutatja be.

A rendszer működésének az alapelve az, hogy az OMSZ-tól kapott bemenő adatok (IFS modellből lokális adatasszimilációval előállított kezdeti-, valamint elő-feldolgozással kapott peremfeltételek) felbontása és a modell tartomány térbeli kiterjedése (rács szám) külső adottság. A modell rács ezen beállítási adatait a rendszer úgy nyeri ki, hogy végrehajt egy igen rövid (egy időlépcsős) CHAPEAU integrálást, a FA formátumú kimenetet átkonvertálja GRIB-be, és a GRIB rácsadataiból állapítja meg a CHAPEAU modellrács beállítási adatait. Ezután a szabadabban konfigurálható WRF modell futtatást úgy állítja be, hogy ezeket az információkat automatikusan veszi figyelembe. Technikai részlet, hogy a FA file-ok GRIB-be konvertálását egy gribeuse nevű kis program végzi. Ez a szoftver Jean-Daniel Gril fejlesztése (CNRM/GMAP Toulouse), és a 4.11 verzió közel húsz esztendeje, 1995-ben (!) készült. Ennek okán az eredeti forráskód paraméter tábláiban egy kis módosítást kellett végrehajtani, de még így is van némi kompatibilitási zavar a működésében az NCEP GRIB-jeivel szemben, azonban az alap modellváltozók tekintetében az ELTÉ-n módosított változattal lehetséges a WRF kimenetekkel azonos GRIB-eket produkálni a FA file-okból. Az OMSZ-tól kapott kezdeti mezőkön tehát egyetlen időlépcsőre lefut a CHAPEAU, hogy annak kimenete alapján definiálni lehessen a WRF futtatásához alkalmazni kívánt rácsot. A rácsfelbontás meghatározása a kimenő FA file-ok konvertálását követően automatikusan előáll. Ezt követően legenerálódnak a WRF futtatását meghatározó namelist-ek (elő-feldolgozási és modellfuttatási opciókat tartalmazó szöveges file-ok), majd a WRF modell lefutását követően újraindul az immár teljes előrejelzési idő-tartományra végrehajtott CHAPEAU integrálás. A FA formátumú kimenet GRIB formába való konvertálását egy, a WRF horizontális rácsára történő interpoláció követi. A teljes rendszer kimenete így két darab azonos rácson értelmezett, azonos változókat tartalmazó, GRIB formátumú adatállomány. Az egyes adatállományok a GrADS szoftver segítségével akár rácspontonként is összevethetőek egymással, így a két meteorológiai modell produktumai együttesen elemezhetőek.

III.3. ábra. Az egységes futtatási környezet elvi sémája.

A CHAPEAU rácsadatok szerint módosított namelist-ekkel lefuttatott WRF modell kimeneti állományokat (melyek netCDF formátumban jönnek létre) az univerzális utófeldolgozó rendszer (UPP) unipost egysége konvertálja GRIB formátumba. Ez a szoftver elvégzi a modell elforgatott horizontális rácsáról a (földrajzi hosszúság és szélesség szerinti) térképvetületi rácsra történő horizontális interpolációt, az ηkoordináta rendszerből nyomás szerinti magassági szintekre (izobár szintekre) történő vertikális interpolációt, valamint egyes származtatott paramétereknek (tehát modell által közvetlenül nem kezelt változóknak, mint például a 10 m-es szélsebességnek vagy a 2 m-es hőmérsékletnek, stb.) a megadását. A WRF modell vertikális szintjeit az UPP a WRF eredeti függőleges dimenziójából (vertikális rács szám) számítja, ez bemenő adatként szolgál a CHAPEAU modell namelist-jének (mely esetében a modell és az utófeldolgozó rendszer egyetlen beállítás file-ban van konfigurálva).

A WRF modell integrálását követi a CHAPEAU teljes időtartományra való integrálása, majd a kimenetként kapott FA file-ok gribeuse-zel való konvertálása. A CHAPEAU esetében a kívánt rácsra, vertikális szintekre történő interpoláció, a felszínközeli és egyéb új változók származtatása nem igényel külön szoftvert, ez a modellfuttatás végén a CHAPEAU segítségével történik. Mind a WRF, mint a CHAPEAU outputjaként előálló GRIB-eket még egyszer interpolálni kell egy egységes, végleges modell rácsra, mivel csak ily módon garantálható a teljes mértékben kompatibilis összevethetőség, mely akár rácspontonként is végrehajtható a GRADS szoftver segítségével.