news 2026/8/12 21:06:33

陆面过程模拟:CLM生物地球物理/水文/生物地球化学过程及动态植被、冻土、林火等研究全流程

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张小明

前端开发工程师

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陆面过程模拟:CLM生物地球物理/水文/生物地球化学过程及动态植被、冻土、林火等研究全流程

随着地球系统科学研究的深入,陆面过程作为连接大气、水文、生态系统的关键环节,其精细化模拟已成为气候与环境研究的重要基础。Community Land Model(CLM)作为CESM(Community Earth System Model)中的核心陆面模式,凭借其完善的生物地球物理过程、水文过程、生物地球化学过程以及动态植被过程,能够模拟植被覆盖、土壤水热传导、地表径流、基流、冠层蒸发、植被蒸腾、土壤蒸发等关键变量,并通过嵌套次网格实现动态植被的碳氮循环模拟,广泛应用于冻土、林火、城市冠层及陆气相互作用等多领域研究。

然而,CLM模式的学习与应用涉及复杂的软硬件环境配置、Linux系统操作、代码编译、案例创建、数据制备及结果分析等多个技术环节,对初学者和进阶研究者均构成一定挑战。为了帮助研究者系统掌握CLM模式的全流程操作,本专题将围绕CESM/CLM的运行条件、编译基础、程序结构、案例创建、数据制备、区域模拟及代码修改等方面,提供从入门到精通的完整指导。

本次内容涵盖CESM/CLM运行所需的Linux环境搭建、基本概念与操作、代码获取与结构解析、环境配置与编译、案例创建与配置文件设置、单点与区域模拟方法、输出结果分析与变量解读,以及代码模块结构与修改实践。读者将能够独立完成CLM模式的编译、运行与结果分析,并针对冻土、林火、动态植被等具体研究需求开展定制化模拟。

专题一 CESM、CLM运行条件及Linux编译基础

运行CESM、CLM所必须的软硬件要求及环境搭建(Linux或者Unix环境)

Linux的基本概念和基本操作

Linux编译的基本概念及基本流程

专题二 CESM基本结构 CLM基础知识

CESM的几大功能模块

CLM的基础知识

专题三 CESM、CLM程序代码,CLM文件夹结构及各自功能

获取最新或特定版本的CESM及CLM代码

CLM个文件夹结构作用

专题四 CLM运行环境的准备,编译、安装及运行

检查并完善CLM运行所需环境及软件

针对特定服务器环境的CLM Machine File修改

创建一个简单的case,并编译运行这个case

专题五 CLM运行的配置文件,运行所需数据文件制备

创建CLM case时各选项及其意义

运行配置文件namelist,常用选项选择及其意义

运行CLM所需数据文件结构及数据文件制备方法及程序

根据研究内容熟练创建CLM case并运行CLM

专题六 CLM单点及区域运行的case创建、文件制备及运行

创建单点或区域模式的方法

单点及区域运行所需文件的制备

单点及区域模式的运行

专题七 CLM输出结果文件结构、变量意义、变量选择以及结果分析

创建单点或区域模式的方法

单点及区域运行所需文件的制备

单点及区域模式的运行

专题八 CLM代码的结构、主要模块的组成、Fortran程序的修改

CLM主要的代码结构

CLM几大模块的组成及相应的程序位置

根据需要修改代码,编译运行


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