CESM 运行环境搭建实战：Linux 基础、编译体系与 Machine File 配置

地球系统模式（CESM）是研究地球气候系统的重要工具，尤其在模拟地球的过去、现在和未来气候状况方面具有广泛的应用。本文面向高校老师及科研院所科研人员，介绍CESM模式的基本结构、运行环境搭建及案例应用，重点聚焦于‌CLM（Community Land Model）单点及区域模式运行‌技术点，并结合案例代码和公式进行详细讲解。

CLM是CESM中的陆面过程模型，负责模拟地表与大气之间的物质和能量交换。CLM单点及区域模式运行是CESM模式应用的基础，通过模拟特定区域或点的陆面过程，可以为气候变化研究、生态系统管理等提供科学依据。

技术优势

• ‌高精度模拟‌：能够精细模拟陆面过程，包括土壤湿度、温度、植被生长等。

• ‌灵活性‌：支持单点、区域及全球尺度的模拟，满足不同研究需求。

• ‌可定制性‌：用户可以根据研究需求，修改模型参数和配置文件，实现定制化模拟。

CLM单点模式运行

假设我们需要模拟某特定地点的陆面过程，以评估气候变化对该地点生态系统的影响。通过CLM单点模式运行，我们可以获取该地点的土壤湿度、温度等关键变量随时间的变化情况。

数据准备

1. ‌CESM代码及编译环境‌：从CESM官方网站下载最新版本的CESM代码，并搭建好编译环境。

2. ‌输入数据‌：准备模拟所需的输入数据，包括地形、土壤属性、植被类型等。

CLM单点模式运行步骤

1. ‌创建CLM单点模式case‌ 使用CESM提供的脚本创建CLM单点模式的case，指定模拟地点、分辨率等参数。

./create_newcase -case /path/to/your/case -res f9_g6 -compset CLMBGC -mach your_machine_file

1. ‌准备输入数据‌ 将准备好的输入数据放置到case目录下的相应位置，并根据需要修改namelist文件中的参数设置。

2. ‌编译并运行模型‌ 在case目录下执行编译和运行脚本，开始CLM单点模式的模拟。

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1. ‌结果分析‌ 模拟完成后，分析输出文件中的土壤湿度、温度等变量，评估气候变化对该地点生态系统的影响。

CLM模型内部涉及多个复杂的物理和生物地球化学过程，难以用单一公式概括。但我们可以提供一个简化的示例，展示如何在namelist文件中设置模型参数：

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在上述namelist文件中，我们设置了启用土壤碳氮池和生物地球化学循环的选项。这些设置将影响CLM模型的模拟结果。

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