【亲测免费】 社区地球系统模型（CESM）使用教程

1. 项目介绍

社区地球系统模型（CESM）是一个由美国国家大气研究中心（NCAR）开发的综合性气候模型。CESM旨在模拟地球系统的各个组成部分，包括大气、海洋、陆地表面、海冰和生物地球化学过程。该模型广泛应用于气候变化研究、气候预测和环境科学等领域。

CESM是一个开源项目，代码托管在GitHub上，地址为：https://github.com/ESCOMP/CESM。

2. 项目快速启动

2.1 环境准备

在开始使用CESM之前，请确保您的系统满足以下软件要求：

• Unix-like操作系统（如Linux、AIX、OS X等）
• Git客户端版本1.8或更新
• Python3版本3.8或更新
• Perl版本5
• 构建工具：gmake和cmake
• Fortran和C编译器
• LAPACK和BLAS库
• NetCDF库版本4.3或更新
• 可选：PnetCDF库
• 功能正常的MPI环境（如果您计划在多核上运行）

2.2 获取CESM代码

首先，使用Git克隆CESM仓库到本地：

git clone https://github.com/ESCOMP/CESM.git my_cesm_sandbox

这将创建一个名为my_cesm_sandbox的目录。

2.3 选择CESM版本

进入新创建的目录并查看可用的CESM标签：

cd my_cesm_sandbox
git tag

选择您需要的版本并进行检出。例如，如果您想检出cesm3_0_beta02版本，可以执行以下命令：

git checkout cesm3_0_beta02

2.4 更新组件

运行git-fleximod脚本来更新组件：

./bin/git-fleximod update

2.5 设置和运行案例

有关如何设置、编译和运行CESM案例的详细信息，请参阅CIME文档：http://esmci.github.io/cime/。

3. 应用案例和最佳实践

3.1 气候变化研究

CESM广泛应用于气候变化研究，帮助科学家模拟和预测全球气候变化的趋势和影响。通过CESM，研究人员可以分析不同排放情景下的气候响应，评估气候政策的有效性。

3.2 气候预测

CESM还被用于短期和长期气候预测。通过结合观测数据和模型输出，CESM可以提供未来几个月到几十年的气候预测，帮助决策者制定应对气候变化的策略。

3.3 环境科学

在环境科学领域，CESM用于模拟和理解地球系统的复杂相互作用。例如，CESM可以模拟大气污染物的传输和沉降，帮助评估空气质量和制定环境保护措施。

4. 典型生态项目

4.1 CIME（CESM Infrastructure for Model Evaluation）

CIME是CESM的基础设施，用于模型评估和管理。CIME提供了丰富的工具和脚本，帮助用户设置、运行和管理CESM案例。CIME的文档和代码托管在GitHub上：https://github.com/ESCOMP/CIME。

4.2 CAM（Community Atmosphere Model）

CAM是CESM的大气模型组件，负责模拟大气中的物理和化学过程。CAM的代码和文档可以在GitHub上找到：https://github.com/ESCOMP/CAM。

4.3 POP（Parallel Ocean Program）

POP是CESM的海洋模型组件，用于模拟全球海洋的物理过程。POP的代码和文档可以在GitHub上找到：https://github.com/ESCOMP/POP。

通过这些生态项目，CESM构建了一个强大的开源社区，推动了气候科学的发展和应用。