WAVEWATCH III ® Modelo

WAVEWATCH III ™ © 2009 Servicio Meteorológico Nacional (SMN), Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, todos los derechos reservados. WAVEWATCH III ™ es una marca comercial de los Estados poseedores. Sin el uso no autorizado sin permiso.

Descripción del modelo

WAVEWATCH III ™ (Tolman 1997, 1999a, 2009) es un modelo de generación de oleaje desarrollado en el tercero de NOAA / NCEP en el espíritu del modelo WAM (WAMDIG 1988, Komen et al., 1994). Se trata de un ulterior desarrollo de la WAVEWATCH modelo, desarrollado en la Universidad Tecnológica de Delft (Tolman 1989, 1991a) y WAVEWATCH II, desarrollado en la NASA, Goddard Space Flight Center (por ejemplo, Tolman, 1992). WAVEWATCH III ™, sin embargo, se diferencia de sus predecesores en muchos puntos importantes, tales como las ecuaciones que gobiernan, la estructura del modelo, los métodos numéricos y las parametrizaciones físicas. Por otra parte, con la versión de modelo de 3,14, WAVEWATCH III ™ está evolucionando de un modelo de onda en un marco de modelado de onda, lo que permite un fácil desarrollo de nuevos métodos físicos y numéricos para el modelado de las olas.

WAVEWATCH III ™ resuelve la fase aleatoria densidad espectral de la acción para la ecuación de balance de los espectros de número de onda-dirección. El supuesto implícito de esta ecuación es que las propiedades del medio (la profundidad del agua y la corriente), así como el campo de onda en sí varía en escalas de tiempo y espacio que son mucho más grandes que las escalas de variación de una sola ola. Con la versión 3.14 algunas de las opciones a largo plazo de fuentes de aguas muy poco profundas (zona de rompiente) se han incluido, así como de humedecimiento y secado de los puntos de la cuadrícula. Mientras que la física de la zona de surf implementadas hasta el momento son todavía bastante rudimentaria, que implica que el modelo de onda se pueden aplicar ahora a aguas poco profundas arbitraria.

Características del modelo

Características físicas:

Las ecuaciones que gobiernan de WAVEWATCH III ™ incluyen la refracción y el esfuerzo del campo de onda debido a las variaciones temporales y espaciales de la profundidad media del agua y de la media actual (mareas, mareas, etc), en su caso.

Parametrizaciones de los procesos físicos (en términos de origen) incluyen crecimiento de las olas y el deterioro debido a las acciones del viento, no lineales interacciones de resonancia, la disipación (`whitecapping '), la fricción del fondo, surf ruptura (es decir, la profundidad inducida por la rotura) y dispersión debido a la onda interacciones de fondo. El modelo está preparado para las interacciones tríada y se prepara para otro, hasta el momento los términos indefinidos

de origen, pero este último no se han aplicado todavía. WAM ciclo de cuatro, la dispersión de fondo, navegar por la física de la zona y humectación / secado nueva versión del modelo 3.14.

Propagación de la onda se considera que es lineal. Relevantes los efectos no lineales, tales como las interacciones de resonancia, por lo tanto, incluido en los términos fuente (Física).

El modelo incluye varios métodos de alivio para el efecto aspersor de jardín (Booij y Holthuijsen de 1987, Tolman, 2002c).

El modelo incluye la sub-red de la representación de las islas no resueltas (Tolman 2002e). Un paquete de software basado en Matlab ® ha sido desarrollado para automatizar la generación de redes, incluyendo obstrucciones debidas a las islas sin resolver (Chawla y Tolman, 2007, 2008). Paquete de red de generación distribuida con la primera versión del modelo 3,14 través de la página modelo de distribución (ver más abajo).

El modelo incluye opciones para elegir diferentes paquetes a largo plazo, algunos destinados a las operaciones, otros para la investigación. Los paquetes de código fuente a largo plazo son seleccionados a nivel de compilación.

El modelo incluye la cobertura de actualización dinámica del hielo. El modelo está preparado para la asimilación de datos, pero ningún

paquete de asimilación de datos se proporciona con la actual distribución del código fuente.

División espectral está ahora disponible para el procesamiento posterior de punto de salida, o para la red de onda completa utilizando el modelo de Vicente y Soille (1991) algoritmo (Hanson y Jenssen, 2004; Hanson et al, 2006, 2009). Nuevo en la versión 3.14 del modelo

Características numéricas:

El modelo está escrito en la norma ANSI FORTRAN 90, totalmente modular y totalmente asignable.

El modelo utiliza una espaciadas regularmente latitud-longitud de red (longitud y latitud de incremento no tiene que ser igual) y, opcionalmente, una cuadrícula cartesiana.

El modelo está configurado para la tradicional de un solo sentido de anidación, donde las redes de modelos se ejecutan como modelos por separado consecutivamente, comenzando con los modelos con menor resolución espacial ..

Con la versión 3.14 del modelo, un 'mosaico' enfoque está disponible, en un número arbitrario de las redes puede ser considerado con todos los de dos vías interacciones entre todas las redes, con eficacia haciendo el mosaico de las redes funcionan como un único modelo con una resolución espacial variable (Tolman, 2006, 2008). Nuevo en la versión 3.14 del modelo.

El enfoque de mosaico introducido en la versión 3.14 sólo tiene en cuenta las redes estáticas. Redes reubicables dentro del mosaico se están desarrollando. Ya se encuentra disponible en la versión 3.14 del modelo es un enfoque en el que (un mosaico de redes) se mueve a lo largo de una trayectoria definida por el usuario. Esto permite a la red

para mover el modelado de los huracanes de la costa (Tolman y Alves, 2005). Nuevo en la versión 3.14 del modelo

Espectros de energía de las olas son discretizados utilizando un incremento constante de dirección (que abarca todas las direcciones), y una red de número de onda espacialmente variable. La red de esta última corresponde a un invariante la red logarítmica de frecuencia intrínseca (Tolman y Booij 1998).

Tanto el primer orden precisa y tercer orden numérico esquema de precisión están disponibles para describir la propagación de ondas (Tolman, 1995). El esquema de propagación se ha seleccionado a nivel de compilación.

Los términos de origen se integran en el tiempo usando un algoritmo de tiempo paso a paso ajusta dinámicamente, que concentra los esfuerzos computacionales en condiciones con los rápidos cambios espectrales (Tolman 1992, 1997, 1999a, 2009).

El modelo puede compilarse opcionalmente para incluir paralelismos compartidos de memoria utilizando directivas OpenMP compilador.

El modelo opcionalmente se puede compilar para un entorno de memoria distribuida mediante la interfaz de paso de mensajes (MPI, consulte Tolman, 2002a).

Opciones de salida:

Los campos cuadriculados de 31 de entrada y la media de los parámetros de ondas, como la altura de ola significante, direcciones, etc frecuencias hasta de 18 en la versión de modelo de 2,22

La producción de espectros de olas en lugares seleccionados. La producción de espectros de olas a lo largo de las pistas arbitrarias. Hasta 9 archivos de reinicio por ejecución del modelo. Los archivos con datos de los límites para un máximo de 9 carreras por

separado anidadas en un enfoque de modelo de un solo sentido anidado donde los modelos se ejecutan de forma independiente. En el enfoque de mosaico, los datos de entrada de límite para cada red en el mosaico puede ser descargado para su uso posterior.

Información de particiones campo de onda se encuentra disponible para la malla del modelo completo o sub-conjuntos y sub-redes de la muestra. Nuevo en la versión 3.14 del modelo.

El modelo proporciona una salida binaria o ASCII, así como una salida para el paquete GrADS gráficos por medio de procesamiento posterior. Postprocesadores de datos GRIB están disponibles, pero se requieren GRIB bibliotecas de embalaje.

La documentación y código fuente

La documentación de WAVEWATCH III ™ está disponible en línea en archivos PDF. Para cada versión del modelo lanzado una página de erratas se mantiene, que es la única fuente de distribución de errores y correcciones del modelo. Para recibir información sobre el modelo, etc cambios, suscribirse a la lista de correo MMAB .

Modelo de la versión 1.15:

Tolman, H. L, 1997: manual de usuario y documentación del sistema de WAVEWATCH-III versión 1.15. NOAA / NWS / NCEP / OMB Nota Técnica 151, 97 pp ( 0.74Mb archivo PDF ). El código fuente de este modelo nunca ha sido distribuido.

Modelo de la versión 1.18:

Tolman, H. L, 1999a: manual de usuario y documentación del sistema de WAVEWATCH-III versión 1.18. NOAA / NWS / NCEP / OMB Nota Técnica 166, 110 pp ( 0.76MB archivo PDF ).

Tolman, H. L, 1999b: WAVEWATCH-III versión 1.18: Generación de archivos GRIB. NOAA / NWS / NCEP / OMB Nota Técnica 167, 7 pp ( 0.15MB PDF )

Tolman, H. L, 1999c: WAVEWATCH-III versión 1.18: post-procesamiento de gráficos con NCAR. NOAA / NWS / NCEP / OMB Nota Técnica 168, pp 9 ( 0.15MB PDF )

Versión 1.18, corrección de errores, problemas y soluciones . Con el lanzamiento de la versión 2.22 del modelo, el código anterior ya no se mantiene, y este sitio web se actualiza más.

Modelo de la versión 2.22:

Tolman, 2002g: Manual de usuario y la documentación del sistema de WAVEWATCH-III versión 2.22. NOAA / NWS / NCEP / MMAB Nota Técnica 222, 133 pp ( 0.89MB archivo PDF ).

Versión 2.22, corrección de errores, problemas y soluciones . Con el lanzamiento de la versión 3.14 del modelo, el código anterior ya no se mantiene, y este sitio web se actualiza más.

Modelo de la versión 3.14:

Chawla y Tolman, 2007: la generación de la red automatizado para WAVEWATCH III. NOAA / NWS / NCEP / MMAB Nota Técnica 254, 71 pp ( 23.3MB archivo pdf ).

Tolman, 2009: manual de usuario y documentación del sistema de WAVEWATCH III ™ versión 3.14. NOAA / NWS / NCEP / MMAB Nota Técnica 276, 194 pp + Apéndices. ( 0.83MB pdf ).

Tolman, 2010: WAVEWATCH III (R) el desarrollo de mejores prácticas Ver.. 0,1. NOAA / NWS / NCEP / MMAB Nota Técnica 286, 19 pp ( 0.13MB pdf ).

Versión 3.14, corrección de errores, problemas y soluciones .

Modelo de distribución

Modelo versiones 1.18 y 2.22 se han distribuido como software de dominio público, y se puede encontrar en la fuente anterior WAVEWATCH código de sitio ftp partir de la versión 3.14 del modelo, WAVEWATCH III ™ se distribuye bajo una licencia de código abierto de estilo , a través de una contraseña protegida de distribución sitio. Para acceder a este sitio, vaya a la página de la licencia . Sobre el acuerdo de la licencia (haga clic en el enlace en la parte inferior de la página), información sobre cómo obtener un ID de usuario y la contraseña será proporcionado. También puede utilizar este método si ha olvidado que ID de usuario y / o contraseña.

Modelo de desarrollo

El modelo está sujeto a una evolución continua. Las siguientes características nuevas están siendo incorporados en WAVEWATCH III ™ en el NCEP y por nuestros socios, o se considera para su incorporación en el futuro.

La unificación de los enfoques cartesianas y esféricas de cuadrícula y la expansión de las redes curvilíneas (NRL Stennis).

Las opciones de la red no estructurados (desarrollado en el SHOM, el método de Aron Roland).

Redes reubicables en el enfoque de mosaico (NCEP). Esquemas alternativos de propagación (esquema de segundo orden a

partir MetOffice). Lista ampliada de los parámetros de salida, sobre todo para el

acoplamiento del modelo. MGAS envoltorio para facilitar el acoplamiento del modelo (NRL

Stennis), Parametrizaciones alternativas de fuentes a largo plazo (muchos de los

proyectos de NOPP y otros). Nueva reducción de GSE (NCEP). Cuasi-estacionario modelo de integración compatable con enfoque de

SWAN (NCEP).

Las nuevas versiones estarán disponibles por lo general después de la implementación de un nuevo modelo de la versión del NCEP. Versiones modelo de investigación pueden ponerse a disposición de los interesados y comprometidos con el desarrollo del modelo básico. Póngase en contacto con NCEP.EMC.wavewatch @ NOAA.gov de las solicitudes para obtener acceso a las versiones de investigación de la modelo.