如何在ERA-Interim中计算3小时通量值?

Question

参照岗位:

https://www.myroms.org/forum/viewtopic.php?f=30&t=3003

我理解了如何计算第03、06、09和12个时间步长的slhf和sshf。但我也有0,15,18和21步的值。如果累积字段在00:00:00和12:00:00具有预测值的基准时间，那么如何计算00、12、15、18和21个时间步长的平均值。我需要每3小时的平均通量值。

谢谢你的建议。

Answer 1

在我最初的答案之后，在评论中有一些来回的讨论，结果是我的答案是正确的，有点愚蠢的运气，我们把它整理好了……

问题是，尽管通量在物理学中通常被认为是BetterExplained.com建议：

计时:我们在一个时间点测量通量。定格时间，问问自己:“此时此刻，有多少东西穿过我的身体?”如果你的领域没有随着时间的推移而改变，那么一切都很好。如果你的场改变了，那么你需要选择一个时间点来测量通量。

但是，与许多人的直觉相反，气象模型经常，尽管将它们的变量命名为通量(例如sshf)……年代urface年代ensibleh吃通量)，实际上将它们存储为积累。这份ECMWF白皮书关于归档数据规范的解释:

ECMWF模式存档的物理通量是从相关预报开始以来累积的，因此以$\mathrm{Jm^{−2}}$(或$\mathrm{W m^{−2}\cdot s}$为单位)。因此，通过检索$\mathrm{t_1=t}$和$\mathrm{t_2=t}+ \mathrm{24\;小时}$(其中$\mathrm{t}$是平均值开始的时间)的累积通量，取差值并除以86400，即一天中的秒数，得到日平均值(在$\mathrm{m^{−2}}$中)。

所以，虽然直觉上，你可能会认为6小时的地表感热通量只是6小时文件中的sshf变量，它不是。为了得到通量的最佳估计，你需要这样计算:

$ $ \ mathrm{\压裂{fluxvar_{(这\;步伐)}- fluxvar_{(先前\;步伐)}}{timestep_{\;小时}\ cdot3600}} $ $

所以如果你想算出3到6小时之间的平均通量，你可以这样做:

$ $ \ mathrm{\压裂{fluxvar_ {(t = 6小时)}- fluxvar_ {(t = 3小时)}}{3 \ cdot3600}} $ $

Vidhi提出的几个问题可能值得其他人理解:

1. 为什么引用的网站显示计算结果为$\mathrm{({fluxvar_{(t=6hr)} - fluxvar_{(t=3hr)})/10800}}$，而不是$\mathrm{({fluxvar_{(t=3hr)} - fluxvar_{(t=0hr)})/10800}}$…而只是使用$\ mathm {{fluxvar_{(t=3hr)}}/10800}$
   • 因为确实，在这个奇怪的累加形式$\ mathm {fluxvar_{(t=0hr)}}$的定义是零。该变量可能存在也可能不存在于$\ mathm {t=0hr}$文件中，但如果存在，则没有必要包含它，因为如果它确实是累加，则最好为0。
2. 该网站只提到了第3、6、9和12小时。还有15 18 21，我该怎么处理呢?
   • 同样的道理也适用……但是请记住，如果您正在处理预测模型存档(而不是重新分析数据)，那么您希望使用尽可能短的未来一小时。因此，实际上，与其使用00Z的$\mathrm{t=12hr}$，不如使用12Z的$\mathrm{t=0hr}$，这样，在计算9Z到12Z的通量平均值时，最好是$\mathrm{({fluxvar_{(12Z\;t=0hr)} - fluxvar_{(00Z\;t=9hr)})/10800}}$。因为在下一个存档的模型/重新分析文件(对于一天两次的模型)之前您只需要第0、3、6和9步，所以12/15/18/21的值实际上是0/3/6/9的值(仅来自下一个模型运行)。

任何时候需要计算派生值(不在模型本身中，但需要公式确定的变量)，例如总表面热通量，只要确保在组合变量(在本例中为短波、长波、感热和潜热)时只除以时间步长一次(不要事先在单独的输入变量中除以10800，然后在组合后再除以10800)。

这些模型对很多人来说都很陌生。我只是碰巧记错了通量是什么，并把“除以10800”的数学计算正确了(可能部分原因是过去几年处理类似文件的可怕记忆!)。但希望这能帮助一些困惑的人!