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Difference between revisions of "Mohid Ocean Downscalling"

From MohidWiki

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(Surface)
(Surface)
Line 65: Line 65:
 
   NAME                    : wind velocity X
 
   NAME                    : wind velocity X
 
   UNITS                  : m/s
 
   UNITS                  : m/s
   DESCRIPTION            : wind velocity X
+
   DESCRIPTION            : wind velocity X interpolated from GFS model field
 
   DEFAULTVALUE            : 0.
 
   DEFAULTVALUE            : 0.
 
   FILE_IN_TIME            : HDF
 
   FILE_IN_TIME            : HDF
Line 76: Line 76:
 
   NAME                    : wind velocity Y
 
   NAME                    : wind velocity Y
 
   UNITS                  : m/s
 
   UNITS                  : m/s
   DESCRIPTION            : wind velocity Y
+
   DESCRIPTION            : wind velocity Y interpolated from GFS model field
 
   DEFAULTVALUE            : 0.
 
   DEFAULTVALUE            : 0.
 
   FILE_IN_TIME            : HDF
 
   FILE_IN_TIME            : HDF
Line 86: Line 86:
 
   NAME                    : air temperature
 
   NAME                    : air temperature
 
   UNITS                  : ºC
 
   UNITS                  : ºC
   DESCRIPTION            : Temperature
+
   DESCRIPTION            : Temperature interpolated from GFS model field
 
   DEFAULTVALUE            : 15.
 
   DEFAULTVALUE            : 15.
 
   FILE_IN_TIME            : HDF
 
   FILE_IN_TIME            : HDF
Line 97: Line 97:
 
   NAME                    : solar radiation
 
   NAME                    : solar radiation
 
   UNITS                  : W/m^2
 
   UNITS                  : W/m^2
   DESCRIPTION            : GFS model predictions
+
   DESCRIPTION            : Solar radiation interpolated from GFS model field
 
   DEFAULTVALUE            : 0.0
 
   DEFAULTVALUE            : 0.0
 
   FILE_IN_TIME            : HDF
 
   FILE_IN_TIME            : HDF
Line 109: Line 109:
 
   NAME                    : atmospheric pressure
 
   NAME                    : atmospheric pressure
 
   UNITS                  : Pa
 
   UNITS                  : Pa
   DESCRIPTION            : GFS model predictions
+
   DESCRIPTION            : Atmospheric pressure interpolated from GFS model field
 
   DEFAULTVALUE            : 0.
 
   DEFAULTVALUE            : 0.
 
   FILE_IN_TIME            : HDF
 
   FILE_IN_TIME            : HDF
Line 119: Line 119:
 
   NAME                    : relative humidity
 
   NAME                    : relative humidity
 
   UNITS                  : fraction
 
   UNITS                  : fraction
   DESCRIPTION            : GFS model predictions
+
   DESCRIPTION            : Constant value
 
   DEFAULTVALUE            : 0.55
 
   DEFAULTVALUE            : 0.55
 
   TIME_SERIE              : 0
 
   TIME_SERIE              : 0
Line 128: Line 128:
 
   NAME                    : cloud cover
 
   NAME                    : cloud cover
 
   UNITS                  : %
 
   UNITS                  : %
   DESCRIPTION            : GFS model predictions
+
   DESCRIPTION            : Constant value
 
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   DEFAULTVALUE            : 50.
 
   TIME_SERIE              : 0
 
   TIME_SERIE              : 0
Line 147: Line 147:
 
   NAME                    : wind shear velocity
 
   NAME                    : wind shear velocity
 
   UNITS                  : m/s
 
   UNITS                  : m/s
   DESCRIPTION            : computed wind shear velocity
+
   DESCRIPTION            : Computed wind shear velocity
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
Line 158: Line 158:
 
   NAME                    : wind stress X
 
   NAME                    : wind stress X
 
   UNITS                  : N/m2
 
   UNITS                  : N/m2
   DESCRIPTION            : calculated wind stress X
+
   DESCRIPTION            : Computed wind stress X
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
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   REMAIN_CONSTANT        : 0
Line 170: Line 170:
 
   NAME                    : wind stress Y
 
   NAME                    : wind stress Y
 
   UNITS                  : N/m2
 
   UNITS                  : N/m2
   DESCRIPTION            : calculated wind stress Y
+
   DESCRIPTION            : Computed wind stress Y
 
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   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
Line 182: Line 182:
 
   NAME                    : latent heat
 
   NAME                    : latent heat
 
   UNITS                  : W/m^2
 
   UNITS                  : W/m^2
   DESCRIPTION            : Calculated latent heat
+
   DESCRIPTION            : Computed latent heat
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
Line 193: Line 193:
 
   NAME                    : sensible heat
 
   NAME                    : sensible heat
 
   UNITS                  : W/m^2
 
   UNITS                  : W/m^2
   DESCRIPTION            : Calculated sensible heat
+
   DESCRIPTION            : Computed sensible heat
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
Line 204: Line 204:
 
   NAME                    : surface radiation
 
   NAME                    : surface radiation
 
   UNITS                  : W/m^2
 
   UNITS                  : W/m^2
   DESCRIPTION            : Calculated infrared radiation
+
   DESCRIPTION            : Computed infrared radiation
 
   ALBEDO                  : 0.05  
 
   ALBEDO                  : 0.05  
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
Line 216: Line 216:
 
   NAME                    : net long wave radiation
 
   NAME                    : net long wave radiation
 
   UNITS                  : W/m^2
 
   UNITS                  : W/m^2
   DESCRIPTION            : Calculated net long wave radiation
+
   DESCRIPTION            : Computed net long wave radiation
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
Line 227: Line 227:
 
   NAME                    : downward long wave radiation
 
   NAME                    : downward long wave radiation
 
   UNITS                  : W/m^2
 
   UNITS                  : W/m^2
   DESCRIPTION            : Calculated downward long wave radiation
+
   DESCRIPTION            : Computed downward long wave radiation
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
Line 238: Line 238:
 
   NAME                    : downward long wave radiation
 
   NAME                    : downward long wave radiation
 
   UNITS                  : W/m^2
 
   UNITS                  : W/m^2
   DESCRIPTION            : GFS model predictions
+
   DESCRIPTION            : Computed downward long wave radiation
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
Line 249: Line 249:
 
   NAME                    : upward long wave radiation
 
   NAME                    : upward long wave radiation
 
   UNITS                  : W/m^2
 
   UNITS                  : W/m^2
   DESCRIPTION            : Calculated upward long wave radiation
+
   DESCRIPTION            : Computed upward long wave radiation
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
Line 260: Line 260:
 
   NAME                    : non solar flux
 
   NAME                    : non solar flux
 
   UNITS                  : W/m^2
 
   UNITS                  : W/m^2
   DESCRIPTION            : Calculated infrared radiation
+
   DESCRIPTION            : Computed infrared radiation
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   FILE_IN_TIME            : NONE
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0
 
   REMAIN_CONSTANT        : 0

Revision as of 16:13, 21 May 2013

Download

MyOcean

To download my ocean solution go to http://www.myocean.eu/. and click in ACCES THE CATALOGUE. In block 1 choose "Global Ocean", in 2 the parameters and in 3 choose forecast products. After fill all the blocks click search and in the next web page choose DATA ACCES and then GO. Prescribe the user name and password and then choose the dates and area of interest.

NOOA : GFS, RTOFS

Conversion

grib-netcdf-hdf5

Bathymetry transition

Running tool SmoothBathymNesting.exe

Example of the input file SmoothBathymNesting.dat

! File bathymetry of the external 3D solution
FATHER_BATIM                : 
!Bathymetry File of MOHID solution
SON_BATIM                   : 

!New Bathymetry File 
NEW_SON_BATIM               : 
<begin_coef>
NAME                        : generic property !Name of generic property
INITIALIZATION_METHOD       : sponge           !Type of initialization used
DEFAULTVALUE                : 1                !0-external 3D solution, 1-MOHID solution
SPONGE_OUT                  : 0
SPONGE_CELLS                : 10               !sponge cells number
SPONGE_EVOLUTION            : 2                !1-exponential, 2-linear
<end_coef>

Interpolation

z-level to MOHID geo

bilinear vs triangulation

linear horizontally and vertically

Boundary conditions

Open boundary

high frequency vs low frequency = mohid 2D + 3D external solution

radiation + flow relaxation scheme

Surface

To impose surface boundary conditions (e.g., wind stress, solar radiation, temperature, pressure etc.) in atmosphere module an example of the file is provided below.


OUTPUT_TIME             : 0. 3600.
<begin_rugosity>
 INITIALIZATION_METHOD   : CONSTANT
 DEFAULTVALUE            : 0.0025
<end_rugosity>
<beginproperty>
 NAME                    : wind velocity X
 UNITS                   : m/s
 DESCRIPTION             : wind velocity X interpolated from GFS model field
 DEFAULTVALUE            : 0.
 FILE_IN_TIME            : HDF
 FILENAME                : ..\..\..\GeneralData\GFS\Abril2013\Level2_10-04-2013_25-04-2013.hdf5
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 1
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : wind velocity Y
 UNITS                   : m/s
 DESCRIPTION             : wind velocity Y interpolated from GFS model field
 DEFAULTVALUE            : 0.
 FILE_IN_TIME            : HDF
 FILENAME                : ..\..\..\GeneralData\GFS\Abril2013\Level2_10-04-2013_25-04-2013.hdf5
 OUTPUT_HDF              : 1
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : air temperature
 UNITS                   : ºC
 DESCRIPTION             : Temperature interpolated from GFS model field
 DEFAULTVALUE            : 15.
 FILE_IN_TIME            : HDF
 FILENAME                : ..\..\..\GeneralData\GFS\Abril2013\Level2_10-04-2013_25-04-2013.hdf5
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 1
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : solar radiation
 UNITS                   : W/m^2
 DESCRIPTION             : Solar radiation interpolated from GFS model field
 DEFAULTVALUE            : 0.0
 FILE_IN_TIME            : HDF
 FILENAME                : ..\..\..\GeneralData\GFS\Abril2013\Level2_10-04-2013_25-04-2013.hdf5
 TIME_SERIE              : 0
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 OUTPUT_HDF              : 1
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : atmospheric pressure
 UNITS                   : Pa
 DESCRIPTION             : Atmospheric pressure interpolated from GFS model field
 DEFAULTVALUE            : 0.
 FILE_IN_TIME            : HDF
 FILENAME                : ..\..\..\GeneralData\GFS\Abril2013\Level2_10-04-2013_25-04-2013.hdf5
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : relative humidity
 UNITS                   : fraction
 DESCRIPTION             : Constant value
 DEFAULTVALUE            : 0.55
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 1
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : cloud cover
 UNITS                   : %
 DESCRIPTION             : Constant value
 DEFAULTVALUE            : 50.
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 1
<endproperty>

Sensible/latent heat is computed in Module InterfaceWaterAir based in the atmospheric parameters (e.g.,wind stress, solar radiation, temperature, pressure etc.) prescribed in the atmosphere module. An example of the file is provided below.

OUTPUT_TIME  : 0. 3600.

<begin_rugosity>
 INITIALIZATION_METHOD   : CONSTANT
 DEFAULTVALUE            : 0.0025
 REMAIN_CONSTANT         : 0
<end_rugosity>
<beginproperty>
 NAME                    : wind shear velocity
 UNITS                   : m/s
 DESCRIPTION             : Computed wind shear velocity
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : wind stress X
 UNITS                   : N/m2
 DESCRIPTION             : Computed wind stress X
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 TIME_SERIE              : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 DEFINE_CDWIND           : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : wind stress Y
 UNITS                   : N/m2
 DESCRIPTION             : Computed wind stress Y
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 TIME_SERIE              : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 DEFINE_CDWIND           : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : latent heat
 UNITS                   : W/m^2
 DESCRIPTION             : Computed latent heat
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : sensible heat
 UNITS                   : W/m^2
 DESCRIPTION             : Computed sensible heat
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : surface radiation
 UNITS                   : W/m^2
 DESCRIPTION             : Computed infrared radiation
 ALBEDO                  : 0.05 
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : net long wave radiation
 UNITS                   : W/m^2
 DESCRIPTION             : Computed net long wave radiation
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : downward long wave radiation
 UNITS                   : W/m^2
 DESCRIPTION             : Computed downward long wave radiation
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : downward long wave radiation
 UNITS                   : W/m^2
 DESCRIPTION             : Computed downward long wave radiation
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : upward long wave radiation
 UNITS                   : W/m^2
 DESCRIPTION             : Computed upward long wave radiation
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>
<beginproperty>
 NAME                    : non solar flux
 UNITS                   : W/m^2
 DESCRIPTION             : Computed infrared radiation
 FILE_IN_TIME            : NONE
 REMAIN_CONSTANT         : 0
 DEFAULTVALUE            : 0.
 TIME_SERIE              : 0
 OUTPUT_HDF              : 0
<endproperty>

Iinital condition and Spin up

For the spin-up procedure, a methodology based on a slow connection of the forcing terms (baroclinic force, windstress) is used. This methodology consists of defining an initial condition where the initial fields of salinity and temperature are interpolated from the external 3D solution (MyOcean or RTOFS), a null velocity field is assumed, and a SSH field with null gradient is also considered. A coefficient that varies linearly between 0 and 1 along the “connection” period of 5 days is multiplied by the baroclinic force and wind stress. Because the forces are slowly connected, the velocity reference solution of the OBC also needs to be slowly connected. The nudging term in the momentum equation is multiplied by a coefficient C given by:

C=(Elapsed Time/Connection Period)^4;     Elapsed Time<Connection Period

C=1                                 ;     Elapsed Time>=Connection Period

In this way, the velocity field near the boundary also converges slowly to the reference solution. To minimize the perturbations suffered by the initial condition of salinity and temperature along the spin-up period, a relaxation period variable in time was also assumed for these properties. The idea is to assume a relaxation period that increases with time; this way, in the beginning of the run the temperature and salinity fields have a stronger nudging when the external and internal activity is more intense due to the spin-up process. In the end of the spin-up period, the nudging in the model interior (out of the FRS area) is null. For the forces, a connection coefficient was assumed with a linear evolution over 5 days. For the reference solution a quadratic evolution was imposed. For the slow connection of the forcing mechanisms, the methodology followed by Mellor (2004) for the baroclinic force was assumed. This evolution allows, in the first instants, a strong nudging across the entire domain. With time, the model tends to be free except in the flow relaxation scheme area.





slow connection of terms: wind, tide, atmospheric pressure, baroclinc force

initial condition : salinity and temperature from external solutions, null sea level gradient and null velocities

initial strong relaxation of temperature and salinity in all domain