目前通用地球系統模式（Community Earth System Model，CESM）在研究地球的過去、現在和未來的氣候狀況中具有越來越普遍的應用。CESM由美國NCAR于2010年07月推出以來，一直受到氣候學界的密切關注。近年升級的CESM2.0在大氣、陸地、海洋、海冰、陸冰、徑流等幾大模塊以及一個中央耦合器（CIME）中都有較大更新，可以在不同的硬件平臺上移植使用，尤其可以用于CMIP6的研究。

CESM2.0中CIME (Common Infrastructure for Modeling the Earth)為模式配置、編譯和運行提供個例控制器。CAM大氣模塊加入CLUBB (Cloud Layers Unified by Binormals)計算邊界層湍流活動、淺對流、云微物理，CLUBB是一個診斷濕湍流方案，它能計算聯合高階次網格垂直速度，水含量、液態(tài)水和位溫，也可以計算次網格垂直通量；引入提高的二階診斷云微物理方案（MG2），可以診斷計算降水包括雨、雪和凝結云。CAM化學模塊（CAM6-chem）包括對流化學方案MOZART-T1；計算二次有機氣溶膠(SOA)的VBS（volatility basis set）方案中耦合了對流化學方案，并一直在持續(xù)改進，到目前的CESM2.2.0中，實現了區(qū)域加密的MUSICA-V0，并增加了能直接配置運行MOZART-TS2 化學模塊以及進行nudging等的compset（配置）。WACCM6與CAM6所有的物理參數化方案都相符，并且在中層和上層大氣中增加了顯著的新功能。為了從火山和非火山源氣體中提供平流層氣溶膠的代表，WACCM6延展了Modal Aerosol Module (MAM4)功能。CLM5.0版本主要改進了土壤和植被水文過程、積雪融雪動力過程、碳氮循環(huán)和耦合模擬以及植被模擬等主要動力過程，另外，模式引進了MOSART徑流模型替換了 RTM，同時引進FATES生態(tài)演替模型以改進經典的動態(tài)植被模型(DGVM)。地下層數由CLM4.5中的15層增加到了CLM5中的25層，考慮了土壤厚度的空間變量。它從0.4到8.5m之間變化。此外，在海冰、陸冰等模塊中都有較大的更新。新的CLM強迫資料為全球土壤濕度計劃的第三階段(GSPW3)開發(fā)。它也是僅限于陸面模擬的LS3MIP和LUMIP默認的資料。

第一部分運行前的準備

CESM 運行的系統和軟件環(huán)境

n?CESM需要什么運行環(huán)境

CESM2.0運行環(huán)境的搭建

第二部分Linux系統及編譯基礎

CESM 運行需要掌握的Linux及編譯知識

n?Linux的基礎知識及操作

n?Linux編譯的基礎及操作示例

基于Make 和CMake的編譯體系

第三部分CESM基礎講解

CESM 的基本結構

n?CESM的幾大功能模塊

n?CESM2.0的基礎知識

第四部分CESM程序獲取、結構及其功能

獲取 CESM程序代碼，CESM文件夾結構及各自功能

獲取最新或特定版本的 CESM 代碼

講解 CESM文件夾結構作用

第五部分CESM 移植、安裝及快速運行

CESM 運行環(huán)境的準備，編譯、安裝及運行

檢查并完善CESM 運行所需環(huán)境及軟件

針對特定服務器環(huán)境的 CESM Machine File 修改

創(chuàng)建一個簡單的 case，并編譯運行這個 case

第六部分CESM 配置選項及數據文件制備

CESM 運行的配置文件詳解，運行所需數據文件制備

創(chuàng)建 CESM case時各選項及其意義

運行配置文件namelist 的詳解，常用選項選擇及其意義

運行 CESM 所需數據文件結構及數據文件制備方法及程序

根據研究內容熟練創(chuàng)建 CESM case 并運行 CESM

第七部分CESM單模塊運行——以CLM為例

熟練掌握 CESM 單模塊運行的 case 創(chuàng)建、文件準備及運行-以CLM為例

?創(chuàng)建CLM單點或區(qū)域模式的方法

單點及區(qū)域運行所需文件的制備

單點及區(qū)域模式的運行

第八部分CESM 的部分耦合運行——CAM-chem + CLM

熟練掌握 CESM 部分模塊耦合運行的 case 創(chuàng)建、文件準備及運行

部分耦合的原則

?CAM+CLM 實例的創(chuàng)建及運行

CAM的拓展——CAM-chem、WACCM

第九部分

CESM 的全耦合運行

熟練掌握 CESM 全耦合運行的 case 創(chuàng)建、文件準備及運行

全耦合運行的注意事項

全耦合實例的創(chuàng)建及運行

第十部分CESM結果處理、分析及可視化-以CLM為例

熟練掌握 CESM輸出結果文件結構、變量意義、變量選擇以及結果分析-以CLM為例

?創(chuàng)建單點或區(qū)域模式的方法

?單點及區(qū)域運行所需文件的制備

單點及區(qū)域模式的運行

第十一部分CESM 代碼修改、發(fā)展及改進

了解 CESM代碼的結構、主要模塊的組成、Fortran程序的修改

?了解 CESM 主要的代碼結構

了解 CESM 幾大模塊的組成及相應的程序位置

根據需要修改代碼，編譯運行

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