WRF的安装与运行.ppt.ppt

wrf在pc机上的安装与运行,cuit整理2011年6月22日,-wrfv3.2,目录,wrf:wq存盘退出、:q直接退出gunzipfile_name.tar.gz解压文件（对于.tar.gz文件）tarxvffile_name.tar解压文件（对于.tar文件）./configure连接./compile编译./install安装pwd显示出当前工作目录的绝对路径clear清除屏幕上的信息su*切换用户,07/13/11,为了用root登入，就先用普通用户登陆，打开系统工具-终端输入命令:suroot（该命令可以切换到其他用户身份，本次将切换到root身份）输入root密码（此时密码不显示，直接输入）输入命令:gedit/etc/pam.d/gdm注释掉authrequiredpam_succeed_if.souser!=rootquiet这一行（在这一行前面加上#）保存后继续输入命令:gedit/etc/pam.d/gdm-password同样地注释掉authrequiredpam_succeed_if.souser!=rootquiet这一行。保存后退出现在就能使用root登录了,附：使用root登录(针对fedora),linux目录,/：根目录，系统中所有的目录都是从根目录开始。/bin:存放常用命令。/boot:引导核心的程序目录/dev:外部设备名/root：超级用户默认的主目录；/etc:(etcetera)系统管理所要的配置文件和子目录/home:存放用户主目录的地方，一般是/home/用户名。/lib:(library)系统基本的动态链接库/opt:optional(可以选择的)/proc：虚拟系统，是由系统初起时内存中产生的/sbin：系统管理员使用的系统管理程序；/tmp：存放各程序执行时所产生的临时文件；/usr：占空间最大的目录，用户的很多应用程序和文件几乎全在这个目录中；/var：存放一些系统记录文件和配置文件；,07/13/11,wrf模式的应用,wrf主要应用于中小尺度的天气系统的精细研究，对于从天气图上无法看出的小范围的的天气现象可以进行模拟，对于强对流的天气过程，如雷暴雨，飑线，冰雹等微物理结构、微物理过程的研究有很大的帮助。,wrf模式主要采用necp的再分析资料，数据是公开的，可以下载。,wrf的输出结果的形式可以有多种，常用的是二进制的文件，可以用grads进行可视化处理。,wrf模式简介,wrf模式，即天气研究与预报系统（weatherresearchandforecastingmodelingsystem）。wrf模式不仅可以用于真实天气的个案模拟，也可以用其包含的模块组作为基本物理过程探讨的理论根据。此外，wrf模式还具有多重嵌套和方便的定位于不同地理位置的能力。wrf模式主要由四部分组成：预处理系统（用于将数据进行插值和模式标准初始化、定义模式区域、选择地图投影方式）、同化系统（包括三维变分同化）、动力内核以及后处理（图形软件包）部分。模式的动力内核分为arw（用于科学研究）和nmm（用于业务预报）两种模块。wrf模式系统具有可移植，易维护，可扩充，高效率，方便等许多特点，将成为改进从云尺度到各种不同天气尺度的重要天气特征预报精度的工具。,模式特点,arw模块的动力框架采用完全可压缩、非静力平衡欧拉模型，模型用具有守恒性的变量的通量形式表示。水平方向采用arakawac(荒川c)网格点（重点考虑1-10km），垂直方向则采用地形跟随质量坐标。,在arekawa-c型网格点上既有风速矢量又有标量，但它们在网格点上的定义位置并不相同。水平风速的u,v分量分别定义在四方形单元格点区域的正交边界上，而温度、湿度、气压等标量则定义在四方形单元格点区域的中央。,如左图的c网格分布，双向嵌套且子区域上的格距与其母区域上格距呈奇数比关系，模式在处理嵌套区域计算时，子区域从其母区域中获取初始信息，经过积分计算，模式计算后子区域上相邻9个单元格中的标量（或者相邻3个单元格边框处风速矢量）的平均值通过反馈机制返回给粗网格上重合的格点。,此嵌套网格与母区域比为3:1,wrf模式在时间积分方案上采用三阶或者四阶的runge-kutta算法。,rk3方案对中央差分以及上风平流方案都具有较好的稳定性。其稳定时间步长大小比二阶蛙跃式时间步长方案要大23倍，可以节省机时。,三阶runge-kutta积分方案,wrf模式提供了4种侧边界选项，即周期性、开放、对称以及外部文件指定的侧边界条件(优点？)。对采用实际资料进行的数值模拟来说，指定边界条件在arw中有两个具体用途：一是可以作为粗网格边界条件；另一个用于最外层的粗网格向嵌套的子区域提供与时间相关的信息。,为了满足模拟实际大气的需要，模式还必须要加入一套物理过程。物理参数化方案（1）微物理过程（2）积云参数化（3）行星边界层参数化（4）近地面层参数化（5）大气辐射参数化方案（6）陆面模式,模式需要的库软件,rpm是linux下最重要的软件包管理工具，指令rpm可以完成软件的安装、卸载、查询、更新、验证等操作。在终端输入#rpmq软件名，就可以查询系统里是否安装了需要的软件。需要查询的有gcc,csh/tcsh,glibc,samba,cpp,jasper,libpng,zlib,blas,bufr,lapack,ssh,java。,1、glibc是提供系统调用和基本函数的c库，所有动态链接都要用到它。我现在使用的pgi是7.1-4版本的，对glibc的版本要求只在2.2.2到2.6*版本，gcc则要求从3.3*版本以上。在编译pgi的时候如果提示“unknownglibcversion（2.11.2），treatingitlike2.4”找出makelocalrc文件，把其中的一个版本程序行的版本号改成“2.11*”即可。查看软件包是否安装和版本号可以用命令“rpmqa|grepglibc”,2、gcc是编译工具，在系统中如果没有安装gcc则先安装了在安装pgi，要是安装4.4*版本以上的gcc还得需要安装三个依赖库mpc,mpfr,gmp。如果是gcc版本太低或者没有安装glibc，安装pgi（时就会提示“pleaserunmakelocalrctocompleteinstallation”,这是因为在/pgi/linux86/7.1-4/bin里无法生成licalrc文件的原因。解决方法有多种，最好是重新装一个，也可以手动编写一个文本文件localrc放在/pgi/linux86/7.1-4/bin里，或者从安装2010版的pgi机子上拷贝一个makelocalrc文件，然后重新安装pgi。,3、tcsh/csh可以在终端输入#tcshhelp，如果提示“unknowcolorlsvariablers”，或者输入#rpmqtcsh提示“packagetcshisnotinstalled”都说明没有安装tcsh/csh，在安装wrf的时候就没有办法生成real.exe,wrf.exe可执行文件。4、jasper,libpng,zlib是wps需要的三个库，在以后识别grib2格式的数据时会用得到。5、blas,bufr,lapack,安装wrfdav3前要先装这三个外部库（如不用bufr格式的数据，可以不用装，这是3.1版本之前的wrfda所不允许的）。,6、java是在后处理中为实现可视化操作必备的软件，也可以不装，如果装的话要求在1.5版本以上（安装wrfdomainwizard需要）7、头文件hdf.h,xlib.h,intrinsic.h用于安装ncarg。查看是否安装了这三个头文件#cd/usr/include/x118、samba是文件服务器，linux用户通过配置使用samba服务器可以实现与windows用户的资源共享。,安装pgi,wrf模式系统是采用fortran90,fortran77及c+编译语言进行编译与测试的，所以，运行wrf必须先安装编译软件，目前运用编译软件主要有pgi和intel，这里以pgi举例。先在makelocalrc把glibc的版本号改好。准备好pgilinux-714.tar.gz和license.dat。cuitlocalhost$pwd/home/cuit/cuitlocalhost$mkdirprogramcuitlocalhost$cdprogramcuitlocalhostprogram$tarzvxfpgilinux-714.tar.gz,进入到pgilinux-714的目录下cuitlocalhostprogram$cdpgilinux-714cuitlocalhostpgilinux-714$./installpgi.log在pgilinux-714文件夹中出现pgi.log文件，以下安装的操作就按照log文件的提示来进行（在后台安装的好处是出现错误都能很方便在终端中看到）。doyouaccepttheseterms?accept,declineaccept1.singlesysteminstall2.networkinstallpleasechooseinstalloption(1-2):1,installtheacml?y/nninstallationdirectory?/opt/pgi/home/cuit/program/pgidoyouwishtoinstallmpich1?(y/n)npleaseenteryourname:pleaseenteryourusername:pleaseenteryoure-mailaddress:doyouwishtochangeanything?yes/no:ndoyouwantthefilesintheinstalldirectorytoberead-only?y,nn,cuitlocalhostpgilinux-714$cd/home/cuit/program/pgicuitlocalhostpgi$cp/home/cuit/program/license.datcuitlocalhostpgi$cdcuitlocalhost$vi.bashrc（在用户目录下的一个隐藏文件）配置环境变量#pgi#exportpgi=/home/cuit/program/pgi/linux86/7.1-4exportpath=$pgi/bin:$pgi/include:$pathexportmanpath=$manpath:$pgi/manexportlm_license_file=/home/cuit/program/pgi/license.datcuitlocalhost$source.bashrc（更新环境变量）cuitlocalhost$whichpgf90,如果提示：/program/pgi/linux86/7.1-4/bin/pgf90表示安装成功，最好编写运行一个简单的fortran程序，如果提示没有找到证书，那么重新下载相应的证书/home/cuit/program/pgi文件夹中。在相应的路径下输入一下命令可以运行fortran程序：$pgf90mm.f90(生成一个a.out的可执行文件)$./a.out在终端上显示编译的内容表示pgi可以正常运行。,安装netcdf函数库,由于wps和wrf模块生成的数据文件都是netcdf格式，所以必须首先安装netcdf库。准备好netcdf-4.0.tar.gzcuitlocalhost$cd/home/cuit/program/cuitlocalhostprogram$tarzvxfnetcdf-4.0.tar.gzcuitlocalhostprogram$cdnetcdf-4.0cuitlocalhostnetcdf-4.0$./configure-prefix=/home/cuit/program/netcdffc=pgf90cppflags=-dpgifortrancuitlocalhostnetcdf-4.0$makemake.log（创建netcdf安装目录）,cuitlocalhostnetcdf-4.0$makecheckcheck.logcuitlocalhostnetcdf-4.0$makeinstallinstall.log配置环境变量（同样在.bashrc里配置）#netcdf#exportnetcdf=/home/cuit/program/netcdfexportpath=$path:$netcdf/bin:$netcdf/include:$netcdf/libexportmanpath=$manpath:$netcdf/share/mancuitlocalhost$source.bashrccuitlocalhostnetcdf-4.0$ncdump输出使用说明则说明安装成功。,安装wrfv3.2,在program目录下新建一个目录wrf，拷入wrfv3.2.tar.gz，wpsv3.2.tar.gz，arwpost_v31.tar.gz，wrfdav3.2.tar.gz在安装之前，先在.bashrc中配置环境变量exportwrfio_ncd_large_file_support=1cuitlocalhost$source.bashrccuitlocalhostwrf$tarzvxfwrfv3.2.tar.gzcuitlocalhostwrf$cdwrfv3cuitlocalhostwrfv3$./configurepleaseselectfromamongthefollowingsupportedplatforms.7.linuxi486i586i686,pgicompilerwithgcc(serial)enterselection1-16:7,compilefornesting?(0=nonesting,1=basic,2=presetmoves,3=vortexfollowing)default0:1cuitlocalhostwrfv3$./compilecuitlocalhostwrfv3$./compileem_real(注：根据研究需要选择，这里选择真实大气方案，1030分钟)如果提示“unknowcolorlsvariablers”,说明需要安装或者更新tcshwrfnumercawrfv3$lsmain/*.exendown.exe、real.exe、wrf.exe(注：若有这三个文件生成表明安装成功),安装wps,wps的安装与wrfv3.2类似，但首先配置还环境cuitlocalhostwrf$tarzvxfwpsv3.2.tar.gz在/wps/arch下找到configure.defaults文件编辑修改：#archpclinuxi486i586i686,pgicompilerserial,nogrib2ncarg_libs2=-l$pgi/linux86/7.1-4/lib-lpgftnrtl-lpgc-l/usr/lib/gcc/i686-redhat-linux/4.4.2-lg2c再修改preamble文件$rpmqa|grepgcc查看gcc版本确认x11路径是否正确ncarg_libs=-l$(ncarg_root)/lib-lncarg-lncarg_gks-lncarg_c-l/usr/lib-lx11,修改pgi/linux86/7.1-4/include/bits/byteswap.h文件在20行加入2fornetcdf;3forgrib1.)/workswithboulacandmyjpblonlymaxiens=1,（默认值为1，仅用于积云参数化方案中的grell-devenyi和g3集合方案）maxens=3（默认值为3，同上）maxens2=3（默认值为3，同上）maxens3=16（默认值为16，同上）ensdim=144（默认值为144，同上，thesearerecommendednumbers.ifyouwouldliketouseanyothernumber,consultthecode.）/,0=none）,1positive-defineadvectionofmoisture2monotonicoptionscalar_adv_opt=1,1对流矩阵标量2monotonic/&bdy_control（边界条件控制）spec_bdy_width=5,（边界过渡的格点总行数，默认值为5。此参数只用于真实大气方案。参数的大小至少为spec_zone和relax_zone的和。）spec_zone=1,（指定区域(specifiedzone)的格点数，默认值为1。指定边条件时起作用,此参数只用于真实大气方案。）,relax_zone=4,（指定松弛区域的格点数，默认值为4。指定边条件时起作用，此参数只用于真实大气方案。）specified=.true.,（是否使用特定边条件，逻辑型,默认值为.false.。特定边条件选项只用于真实大气方案的数值模拟中，并且要求多个时次的边条件数据(文件wrfbdy)。）nested=.false.,（nestedboryuncdoanditions(mustbesetto.true.fornests)/&grib2/&namelist_quilt（参数列表的这一部分用于控制mpi异步通讯形式的输入/输出。）,nio_tasks_per_group=0,（此参数指定模式需要多少个i/o处理器）0不要求单独的i/o处理器。n如果n0,表明需要n个i/o处理器。nio_groups=1,（设置为1，目前为预留参数，请勿改动。）/修改完后保存，绕后运行wrf模块$ulimitsunlimited(防止溢出问题出现)当出现此问题为溢出：（5pointsexceededcfl=2indomain1attime4.200000maxati,j,k:123483cfl,w,d(eta)=4.165821,21pointsexceededcfl=2indomain1attime4.200000maxati,j,k:123494cfl,w,d(eta)=10.66290），解决方案检查时间积分步长，减少时间积分步长）$./real.exe将会有这几个文件生成wrfinput_d01（初始场文件）wrfinput_d02（初始场文件）wrfbdy_d01（边界条件文件）$./wrf.exe生成wrfout_d01_2011-05-01_00:00:00wrfout_d02_2011-05-01_00:00:00接下来就是后处理了，大家比较常用的绘图软件是grads,需要进行数据转换，这里用的后处理软件是arwpost。,后处理-arwpost,编译namelist.arwpost$vinamelist.arwpost&datetimestart_date=2011-05-01_00:00:00,end_date=2011-05-01_12:00:00,interval_seconds=3600,(模式生成的资料时长，以秒为单位)tacc=0,(timetoleranceinseconds.)debug_level=0,(sethighertodebuggingisrequired)/,&ioio_form_input=2,input_root_name=/home/cuit/program/wrf/wrfv3/run/wrfout_d02_2011-05-01_00:00:00(要进行后处理的数据路径)output_root_name=/home/xue/program/data/test（后处理生成的文件名和存放路径）plot=all_list（whichfieldstoprocess.）all为wrffile中的所有变量list为fields列举出来的变量all_list为2者包含的所有变量fields=height,pressure,tk,tc（fieldstoplot.onlyusediflistwasusedintheplotvariable.）,output_type=grads(输出的数据类型)mercator_defs=.true.（是否选择墨卡托投影）/split_output=.true.（是否把输出文件转化成多个小.dat，公用一个.ctl，在ctl里有optionstemplate设置）frames_per_outfile=1（若选择拆分输出文件，则此项要大于1，即拆分为几个文件）&interp（插值函数）interp_method=1,0-sigmalevels,-1-codedefinedniceheightlevels,1-userdefinedheightorpressurelevels,interp_levels=1000.,950.,900.,850.,800.,750.,700.,650.,600.,550.,500.,450.,400.,350.,300.,250.,200.,150.,100.,（onlyusedifinterp_method=1，supplylevelstointerpolateto,inhpa(pressure)orkm(height).supplylevelsbottomtotop.）/extrapolate=.true.（extrapolatethedatabelowthegrou